这篇文章请清华土木硕士深入解读土木工程这门专业。
作者:航同学,清华大学土木工程系本科毕业,硕士学位
目录学科自身学科知识结构专业发展前景关于专业的文化氛围学科自身本论文中的“土木工程(土木)”是指教育部《普通高等学校本科专业目录》《工程( 08 )》分类下的“土木类( 0810 )”。
它包括四个细分专家:
土木工程( 081001 (建筑环境与能源应用工程) 081002 )给排水科学与工程( 081003 )建筑电气与智能化) 081004 )“生产力”是指人的自然改造能力,那么土木工程无疑是该词最初的具象化领域之一。
人类文明的发展道路总是伴随着对生存环境的改造需求,对居住要求安全、舒适、宽敞、出行要求顺畅、方便、高效,对工厂、医院等单位也提出了多种针对性的要求。
从树居、穴居到今天的人类文明世界,通过建设这样的工程设施来改造生存环境的科学技术统称为“土木工程”。
人类对生存环境改造的需求伴随着整个人类文明的发展过程,因此对土木工程的需求也是如此。
考虑到学科诞生和发展的初衷,土木工程学科具有相当强的实用主义色彩。
在坚实的数学、物理学基础上,土木工程学科广泛地对现实世界中复杂的工程研究对象进行了合理的抽象和概括,且在经典力学理论基础上可以通过工程经验和技术实验验证的知识体系——现实世界决不能满足物理学的理想条件,因此工程目的
在实验条件和计算机技术高度发达的今天,土木工程师们通过自己扎实广博的知识和踏实的态度建设安全、使用方便、经济的建筑物和构筑物,力求从“功在现代、利在千秋”的工程设施建设中追求自我价值,获得深深的满足
从横向看,土木工程今天细分为建筑结构工程、道路与桥梁工程、岩土与地下工程、防灾减灾工程、交通工程、建设管理、工程材料等方向(广义上也可以包括在水利水电与海洋工程中),这些方向也细分(如建筑工程下建筑专业、结构专业)
从纵向上看,在原始人类着手建设第一间草屋以来的很长一段时间内,对为什么要/不要、什么时候/地点要建、以什么形式建设、如何建设等问题的回答权力都集中在同一个人身上(即
他们有规划选址的责任,有设计形式的责任,也有负责建设工程的责任。
当今,随着社会对工程的需求日益精细化和学科规模的扩大,这些问题逐渐促进了学科的领域划分。 规划学科在更大尺度上(城市、地区、甚至国家)回答第一个问题,管理学科从经济和发展角度回答第二个问题,建筑学科从美观和实用角度回答第三个问题,狭义土木工程学科从可行性方面(安全、经济、技术可行性等)回答
因此,对土木工程的印象停留在尘土飞扬的工地上肯定是有极限的。
广义土木工程学科的内容遍及上述学科,在规划、建设开发、建筑结构设计、工程施工、运营管理等领域也没有留下土木工程师们的足迹。
学科知识结构1 .本科课程体系各高校的培养方案因培养方向和定位的不同而不同,但专业课程的设置思路总体相似。
以清华大学土木工程系为例,随着知识深度的增加,其课程大致可分为数理基础和技术基础。 必修课通常在大一大二结束,作为核心课程的铺垫,整体难度在高中基础上有所提高,但衔接比较顺畅。
数学课程:微积分、线性代数、概率论与数理统计、运筹学、数值分析物理课程:大学物理(力学、电磁学、光学、热力学、近代物理)、大学化学、物理实验、理论力学技术课程)工程制图与计算机制图、计算机语言与编程、工程地质、力学课程基本分布在大二、大三两年,是任何想向细分方向学习的学生都应该掌握的课程,对学生的思维能力和数学水平也有很高的要求。
物理课程:材料力学、结构力学、弹性力学(及有限元基础)、流体力学、土力学专业课程(混凝土结构、钢结构、石材/木结构、基础工程、建筑材料及实验、土木工程CAD )技术、工程项目管理设计课程)混凝土结构/钢结构
以下,关于细分化方向和对应路线仅列举一部分
建筑类课程:结构试验、结构矩阵分析、高层建筑、结构可靠度分析等道路与桥梁类课程:路基工程、桥梁工程与桥梁设计等规划类课程:城市规划原理、土木规划学等交通类课程:交通工程与交通规划、交通运输系统、交通信息与控制等防灾减灾类课程工程结构事故分析预处理、工程结构加固原理等建设管理类课程:经济学原理、城市与房地产经济学、工程建设法律基础、房地产开发经营与管理、房地产价格理论与评估方法等材料类课程:材料耐久性、现代土木工程材料与技术应用,等面向科研和设计方向的高校,基础课和核心课的配置与上述相差不大。
而大多数适合施工方向的高校,课程设置较少的数理基础课,在土木工程内流失给排水、暖通、机电等二级专业,同时倾向于加强设计课程和实践应用培训。
2 .细分方向土木工程学科内部细分方向根据实际市场需求非常多样,可以在传统建筑结构工程的基础上向外拓展,拓展道路与桥梁工程、岩土与地下工程、防灾减灾工程等典型方向。
另外,建设管理(包括工程管理、房地产等方向)、建筑材料、交通、测量也是重要的细分方向,研究内容如其名,在此不再赘述。
3 .在交叉学科的另一方面,土木工程技术的发展与建筑材料的应用密切相关,各种新型的结构设计思路和技术方法大多与新材料的应用密切相关,因此土木工程与材料学方向的研究交流也日益密切。 如在建筑加固方案中应用纤维加固材料,在隔震技术中应用超高分子量聚合物,在振动控制领域应用磁流变材料等。
另一方面,在结构、防灾、交通、测量等领域广泛应用计算机技术进行数据分析和处理,近年来引入机器学习、计算机视觉等新模式开展研究和技术应用,取得了较好的效果。
同时,工程结构变形与振动控制领域在半主动、主动控制技术和软件、硬件方面的应用也与电子、自动化等方向相互作用。
随着土木工程领域对数理基础和计算机技术的需求越来越高,学科交叉的发展方向也越来越明确。
另外,建设管理方向与管理学、经济学和金融领域的交叉也非常密切,与上述学科只有研究对象的差异,建设管理方向通常研究对象是建筑项目,但学科的主要方法、逻辑、课程体系等基本一致。
4 .土木和建筑对建筑学和土木工程的混淆相当常见,实际上在相当一部分大学里这两门学科是不加区分的。
但应该指出的是,在区分这两个学科的大学里,建筑学专业对数理基础的要求放宽得多,对历史、人文、美术等的要求非常严格。
也就是说,以贝聿铭老师为例,建筑学所培养的“建筑师”们对人文、艺术、美学知识能力的要求是第一位的。
与此相适应,土木工程学科呈现出典型的工科特征,对数理基础和工程专业知识、经验的要求相当高,以解决工程技术现实问题为最终目的,培养典型的“工程师”。
从整个专业发展前景来看,很多土木工程院校的培养设置都是直接面向就业的,毕业生主要目的地是持续深造、施工单位、设计单位、监理单位、甲方(政府部门或房地产企业)等。
即使在房地产市场发展趋于饱和的今天,土木工程专业毕业生的就业率也相当高。
这一方面是因为土木工程行业经过十几年的放养发展,已经被淘汰进入优秀阶段,另一方面也与国家基础设施建设没有停歇密不可分。
可以预见的是,我国建筑和土木工程行业在相当长的一段时间内仍然是大行业之一,因此总体就业状况无需太过担心。
1 .从本科生就业=就业的角度看,土木工程专业本科生的就业岗位以施工单位为主,但进入设计单位、甲方(政府部门或房地产企业)相对比较困难。 这主要是因为对学历和其他方面的要求很高。
总的来说,施工单位可以为本科毕业生提供比其他传统工科行业更高的工资水平,但同时可提供的工作环境、工作时间、休假等条件也往往恶化(考虑到施工现场条件,这其实不难想象)。
实际上,对于家庭情况并不突出的家庭来说,本科生毕业是选择去施工单位比较划算的选择,但对于希望有稳定工作环境和时间的同学来说,则要慎重考虑。
需要补充指出的是,考虑到施工单位对高科技和高学历人才的需求不是很强烈,或者能提供的岗位对技术和学历要求不高,这些岗位的员工替代性相对较强。
因此,对于全国顶尖土木工程大学(清华、同济、东南、哈工大等)的本科生来说,他们往往并没有以高于其他专业的高考成绩和学历优势换取同等的就业边际收益,实际上本科毕业后就业的性价比这是这类同学近年来选择本科毕业继续深造的中心原因之一(这一比例在一流大学中可能在60(70 )以上)
这些大学的毕业生大多选择继续深入研究,直接就业的比例一般在20%以下,通常也支持提前规划好好转途径后再就业。
本科毕业继续深造的人群中,只有很小一部分(通常在20%以下)选择出国深造,其中美国是主要目的地。
考虑到国内外土木工程专业研究方向的差异,这部分人的研究方向多以交通工程、建设管理等为主。
国内的研究生升学受各大学研究生升学政策的影响很大。
一方面一流大学的推研资格取得难度总体不高,另一方面非一流大学的推研和报考压力要大得多,需要提前充分考虑和准备。
2 .研究生毕业后,在硕士、博士课程上选择土木工程方向时,必须选择毕业后是否继续科研。
国内外各类科研岗位高度饱和,选择延续学术理想一般意味着长时间的激烈竞争和在非上升即走制度下能否留到最后的问题,许多毕业生不走学术路线。
一般路径为设计部门、监理部门、工程咨询部门。 是最常见的去向之一,工作相对稳定,对持续考证有相当大的要求,项目到手需要长时间加班,性价比与本世纪头十年相比大幅下降,但仍是甲方(主要指房地产企业和基建投资企业由于工作压力较大但收入更高,相当一部分毕业生就业仍优先考虑跳槽计算机、金融等行业。 基于对学科数理基础的高要求,经过一段时间的补习和实习后,这种跳槽通常进入政府部门并不难。 具体待遇因各学校政策而异,我国政府重视并附加基础设施方向可能会有一些优势
专业的文化氛围对于以科研为导向的土木工程大学,在工程学科范围内也属于对数理基础要求较高的一类,因此需要学生相当的时间和精力才能达到要求。
以就业为导向的大学,完成基础知识掌握和就业技能培训的难度要求更低。
总体而言,学生群体对专业展望的态度非常复杂,存在不同程度的群体焦虑。
相当多的学生考虑换工作。 这很可能源于对建筑和土木工程行业总体下行态势的悲观预期,这似乎可以从转部、系际推研、研究生目标集中在经营管理、计算机、法学等专业得到一定程度的证明。
另外,也有可能是因为学习压力、行业工作强度和工作条件没有达到预期。
与此同时,部分学生因对研究和工作方向的兴趣等原因留下来,留学问题也需要个人充分考虑和判断。