【大一玉米必看系列】UIUC-CEE专业大解析

专业简介

我校 土木与环境工程(Civil and Environmental Engineering),内部10个专业方向。根据2021年USNEWS 排名,UIUC的土木工程专业排名 全美第一。我校土木与环境工程专业有10个专业方向,其中7个主要方向3个跨学科方向,和5个特殊学位项目,几乎涵盖了与人造结构相关的所有方面,各有侧重,从理论科学到应用技术都有相应的课程。专业内领域的巨大跨度使得土木有别于其他专业,也让许多新生陷入了“a mile wide and an inch deep” 的迷茫。

**(这里提醒大家一定一定要去 Newmark Laboratory一楼拿一本 免费的 Undergraduate handbook,这是一本有好几十页的官方课程介绍,每年都会更新并对学生发放。)

1.专业方向

  • 建筑工程与管理 ,Construction Engineering and Management
  • 建筑材料 ,Construction Materials
  • 能源-水-环境可持续发展(跨学科) ,Energy-Water-Environment Sustainability
  • 环境工程与 科学 ,Environmental Engineering and Science
  • 岩土工程 ,Geotechnical Engineering
  • 社会风险管理(跨 学科) ,Societal Risk Management
  • 结构工程 ,Structural Engineering
  • 运输工程 ,Transportation Engineering
  • 可持续和弹性基础设施系统(跨 学科) ,Sustainable and Resilient Infrastructure Systems
  • 水利工程与科学 ,Water Resources Engineering and Science

2.特殊学位项目

  • 计算科学与工程(CSE) Computational Science and Engineering (CSE) Option
  • 工商管理联合学位课程(MBA) Joint Degree Program with Business Administration (MBA)
  • 面向CEE MS学生的 iMBA 证书计划 iMBA Certificate Program for CEE MS Students
  • 建筑学硕士+ MS-CEE (结构)MArch* + MS-CEE (structures)
  • 建筑学硕士+ MS-CEE (施工管理)MArch* + MS-CEE (construction management)

MArch*: Master in Architecture

虽然 分支众多,但所有的思考都服务于同一个关注点,那就是 改善人的生活环境。土木学科的发展与人类历史并行,其应用始于人类挖的第一个山洞,搭的第一个草棚,目的是满足最为朴实而刚性的生存需要。得以容身之后,人们开始疏通河道,铺设道路,在这些人造结构之上,社会和经济得以 立足和发展。今天的土木人着眼于研究,设计和优化所有与人造设施相关的技术,寻求改造现有环境的最佳方案,以承载社会发展对安全,效率和环境友好的需求。土木是一门 服务于人的学科,这也是CEE中Civil的含义。

土木系下分上述的 十个不同领域,但由于这些领域在应用中 互相渗透,学院要求必须选择两个领域进行组合,最终会在学位上呈现为一个主修专业(primary)和一个辅修专业(secondary),并且一般会在大三被要求确定。对领域的选择会决定300+ level的课程安排,同时也会影响对一些基础课以及选修课的侧重,因此新生也应该对此有一定了解。虽然学院允许我们 自由组合,但由于领域之间跨度大,各自有一套完全不同的课程要求,在选择时最好从长远的兴趣方向出发。比如,对建筑工程有兴趣的同学可以考虑在结构,施工管理(construction management)和岩土工程(GeoTech) 当中选择;希望投身交通设施的同学可以考虑交通+结构/GeoTech/SRIS*,(这里特别提一下,交通领域下有一个交通系统(transportation system)方向,主要研究系统哲学(system philosophy)以及线路优化等课题,所运用的知识偏向统筹学范围。对这个方向感兴趣的同学,请随便组合一个CEE的领域然后去minor一个MATH或者STAT或者CS)。环境工程是一个新兴部门,主要解决日益严重的水,空气以及土地污染问题,和水利或能源的组合都是不错的选择。

注:SRIS* 指 可持续和弹性基础设施系统(跨学科专业)

3.专业前景

土木工程研究范围的广泛在其后端应用上得到了很好的体现,同时对其他学科的进展很敏感。以我所学的交通工程为例, AI技术的发展掀起了一股交通方式自动化的热潮,然而前日google car在中国的事故昭示了在AI所录入的应变算法中,交通系统模型还有待改善。想要让AI具有路况应激,驾驶行为优化以及选择路线的能力,我们需要建立更为精确并且真实的模型来描述行驶中的车流这样一个复杂的动态系统。对交通流量的模拟也服务于城市设施的地理规划,良好的交通行为预测可以为将来数十年带来更好的 经济发展。另一方面,岩土科学的发展在一定程度上为地面沉降对路面结构的影响提出了解决方案,高速铁路由此得以不断突破速度记录,其对工业运输的 长远影响不亚于航空技术的产生。可以说,土木工程作为为社会 发展奠基的学科,应用于基础设施建设的所有方面,同时也受到其他领域成果的驱动,有着极大的 创新空间和潜力。

这个专业好高级的亚子,排版表示学到了。。。

4.活动

ACI Competition美国混凝土研究所竞赛,竞赛每个学期开启一次,于学期期中结束。竞赛主要涉及到混凝土材料设计,不同情况下的材料设计与评估。竞赛项目主要有混凝土制保龄球,混凝土梁承重测试,和水泥粘度测试等。参赛学生会参与混凝土的配方研究,初步制造,和成品测试等活动。该竞赛亦是一个找硕导博导的绝佳机会。我校土木教授David A Lange是ACI competition的领导者之一,其曾于2018年发表过为每个结构工程师设计的munual code。

https://www.concrete.org/students/studentcompetitions.aspx

https://www.concrete.org/aboutaci/introductiontoaci/pastpresidentslisting.aspx

EERI Competition地震工程研究所竞赛,EERI时我校CEE部的学生组织,每年会举办一次竞赛。参赛学生需要从设计图开始建造一个木制抗震建筑原型,并于我校的地震模拟器上开始抗震实验。特别推荐有深研地震,结构工程,岩土工程的土木学生参加。EERI学生组织平时也会提供小型讨论会议来帮助参赛学生在一年内完成相关的地震分析报告,抗震结构设计图,以及最终的着手建造。

https://slc.eeri.org/2020-seismic-design-competition/

Geowall Building Competition是国家级的机械稳定土(挡土墙) mechanically stabilized Earth (MSE) retaining wall 模型比赛,我校学生将会参加位于明尼阿波利斯城的2020 GeoCongress 地质议会,每个队伍将从设计图开始建造一个用纸板和胶带组成的机械稳定土(挡土墙)模型,材料消耗最少的队伍获胜。推荐岩土工程方面的学生参加。

https://geotech.cee.illinois.edu/studentactivities/

5.基础课列表

我校土木与环境工程在进阶课上有很多相同的Prerequisite课程。以下是必修的课程走势图。

不论你是土木工程还是环境工程的学生,都有大约70课时的必修课程要上 (因不同专业而异),列表如下,如果你有条件的话,推荐暑期自学完这些基础课程,开学初用proficiency exam的机会考掉(或是用AP分数抵掉)。这样你就能获得比别人更多的课时来拿其他专业的Major或是Minor。当然提前上完所有专业课,还有一个好处就是可以提前毕业。

  • CEE 195* : 动员类课程非常水,可以用CEE 398 Project Based Learning 代替,398PBL(偏环境工程)这节课会带领学生参观学校周边各类基础设施,并要求学生于期末做出有关提高学校环境的方案以及该方案的综合可行性演讲。398PBL 更多的是小组作业,讲究互相配合,课业非常充实,还有本校现任或前任教授的Research宣讲会,大力推荐。
  • BTW 261** :一节非常有用的硬派写作课 (Advanced Composition Class),往年学生对于课程的赞誉度很高,不仅是认为分数比较好拿,同时也认为里面的知识在之后的论文写作里都非常实用。但是这节课的作业和阅读量较大,如果时间不太充足的话,推荐上同是硬派写作课的BTW 250(工作量会减少20-25%),这节课的学分可以抵消掉BTW 261的课。

6.第一学期推荐

课程

*如果CHEM102和CHEM103被换掉了,可以上CHEM104/105或PHYS211

*如果MATH221被换掉了,可以上MATH231或MATH241

一入土木深似海,从此力学伴终生。TAM课程不难,熟悉并理解公式就能很轻松地拿A。三节TAM入门课的结构都非常类似,每周的作业在PrairieLearn系统上完成,每两周会有一次CBTF考试代替传统的midterm。TAM212有额外的project,内容是设计乒乓球发球机。以上课程大部分也适用于IE, SE, AE, ME, EM,不同专业的要求略有不同。

TAM211 Statics:

静力学,工程力学的入门,主要内容是关于一些基础的静止状态下的结构分析,默认结构

为刚体没有形变。这节课要求用Matlab来计算(往后的TAM都要用到),推荐没有matlab经验的同学多去office hour。

TAM212 Dynamics:

动力学,研究物体的运动和坐标系转换,对于控制系统的深入研究起到了重要的铺垫。

Quiz题型与Homework非常类似,基本上熟悉homework就可以获得不错的成绩。

TAM251 Solid Mechanics:

固体力学,研究结构在外力作用下的形变,是结构设计和分析的必修课。

AP考试的分数可以抵掉不少上述课程,例如AP Calc BC(4+)可以抵掉 MATH 231 (Calc II)及以下的全部数学类课程,AP Phys 2 & C (4+) 可以抵掉Phys 211,AP Chem (4+)可以抵掉Chem 102 103 和 104 的化学类课程,AP Computer Science (4+)可以抵掉CS101。其他的AP分数,例如AP 美国史,AP经济,AP环境科学等可以用来填其他必上的选修课的坑。如果错过了某些课的AP考试,也不用着急,只需要在学期伊始的proficiency exam上达到80%(因课而异)的正确率,即可获得该课的学分。

好多资讯,排版表示排累了。歇会儿再战!

7.转系基本情况

及要求

GPA需在 3.3或以上,较好的申请者在technical的课上 拿A或B,没有C。申请材料包括一个 portfolio(内容非常多,建议提前开始写)和 petition form(需在application deadline前 至少一周提交 petition申请, 审批可能需要时间,审批完,学生才会收到真正的petition form)。

8.转系需要的课程

  1. MATH220 or 221
  2. MATH231
  3. CHEM102
  4. CHEM103
  5. CHEM104
  6. CHEM105
  7. PHYS211
  8. RHET105 ( 国际生可上ESL111/112or ESL115 )
  9. TAM211 ( 强烈推荐 )
  10. CEE195 ( 强烈推荐 )

9.核心课程

接下来到了土木的 核心课程简介,八门300系列课程,土木学生需要拿掉至少五门课程来完成土木工程的毕业要求。由于土木工程有 10个专业方向,其中 7个主要方向和 3个跨学科方向,不同专业方向的学生对于下列各个专业课会有不同的难度评估。在此公认,比较难的课有CEE 300, 360, 和 380. CEE 300 材料特性课主要针对未来专业方向在建筑材料方向的同学,其他的课程可以从其名称上辨别课程针对的专业方向。

课程简介:

CEE 310运输工程有多个教授授课,由于CEE 310课程内部包含3个分支专业方向,每个教授将会单独负责自己专精的分支专业方向。这三个方向将会分别对应400级别课程的三门课。

CEE 320建设工程是建设工程专业的基础入门课,包含建设过程中每一个详细的步骤,例如:时间规划,花费预估等。

CEE 330环境工程包含了空气,水质,和环境污染的基础知识,同时也会讲解各类水质净化厂的结构与净化过程。此外,本专业课是公认的比较简单的300级别课程。

CEE 340能源与全球环境是跨学科专业课程。为能源-水-环境可持续性,社会风险管理,和弹性基础设施系统专业的学生提供。

CEE 350水利工程 为水利工程与科学专业的学生提供,难易度中等。

较难的课有3节分别是 CEE 300, CEE 360,和 CEE 380. 栽在这几节课上的同学数不胜数。

CEE 300 材料特性

这其实是一节过渡课,前期难度于200类课程相差无几,而后期课程难度却媲美400的课,紧张的作业量和短暂的复习时间成了不少学生过不去的坎。但这节课的初衷却是用逐步增加的作业量和知识点逼你走出你的舒适圈(comfort zone)来迎接接下来的硬知识,从而完成由土木菜鸟到土木学者的过渡。这节课的实验是任务最繁重,占比最高的部分。学生需要掌握书写不同报告种类的技巧,比如:科学报告,报告信,PPT演讲。

CEE 360结构工程

这节课是不少土木学生挥之不去的梦魇,列年稳坐最难的CEE 300课程宝座。上过360的学长们都强烈推荐先上TAM 251后再来拿CEE 360。毕竟CEE 360充斥着TAM 251的高级计算,和理论。像组合荷载,剪切流,和梁的挠度等知识,CEE 360教授只会一带而过,但想学好这门课,必须要融会贯通所有力学的理论和计算方式。根据Reddit和Rate My Professor上的学生评论,Professor Cha会带给学生一段轻松的课程体验,而Professor Yan则会带来一段地狱级享受。

CEE 380岩土工程

这节课相对结构工程来说,要容易很多,但是依然是难度与后期的CEE 300课程相媲美的硬派课程。这节课也是需要提前上完TAM 251后,才可以拿的。课业内容基本上涵盖了所有关于岩石和泥土的有趣知识,学起来趣味性很强,但是作业量和难度却也是不可小觑的一部分。大多数学生认为自己的教授没有于课堂上详细的解释每一道难题的解法,而纷纷跑去office hour来继续探究解题思路。

10.留校申研要求

结构工程研究生 :Major GPA 3.5 以上

其他方面研究生 :Cumulative GPA 3.3 以上

这么多干货,排版手都抖了,你还不快收藏?

11.社团组织

我校土木与环境工程部门提供多样化的学生社团组织,即使你不是土木与环境工程的学生,大多数社团组织也照例欢迎你。

  • ASCE American Society of Civil Engineering 美国土木学会, 正常情况下提供繁多的义工机会和两周一次的各类工程“观光团”。Steel Bridge 是学校 ASCE 旗下的一个土木专业学生设计钢架桥的年度比赛。拉上一群小伙伴亲手设计建造一个钢架桥吧!在此过程中你可以将课上学到的专业知识投入到真正的实践中,从此不再是一个纸上谈兵的书呆子!
  • CCT Concrete Canoe Team 混凝土独木舟队, 该社团参与国家级混凝土制独木舟比赛,有很高的趣味性以及能提前学到不少混凝土的特性知识,推荐未来想学的建筑材料和结构工程的学生参加。不喜欢只会呆呆的立着的钢架桥?那在乘风破浪的混凝土船怎么样? Concrete Canoe 跟 Steel Bridge 一样也是 ASCE 旗下的比赛。Concrete Canoe 起源于 1970 年的 UIUC 里一个 Honors 课程,是我们工学院里一个备受关注的 比赛。如果你想参与设计制作一个混凝土船并用它参加区域甚至全国的比赛, 那就报名参加 Concrete Canoe 吧!
  • ISD Illinois Solar Decathlon 伊利诺伊州太阳能十项全能竞赛,具体是分为建造组Build Team,设计组 Design Team分别进行竞赛。设计竞赛将于一到两个学期内持续进行小队赛。参与的小组将为现实世界内存在的问题提供有想象力的解答方案,学生将以结论报告的形式把解决方案提供给行业专家陪审员。参加建筑竞赛的队伍将与两年内从零开始设计并完成一栋房子的建造。队伍成员囊括各个工程领域,比如电气工程,建筑工程,土木工程等专业方面。小队成员将独自面对建筑工司的提问从而拿到设计图的建造许可令,并于有关部门的审核后找到区域开始完成房子的建造。参与的学生将会了解并学到所有有关建造房子的知识和步骤。
  • EWB Engineering Without Borders 无国界工程项目(没有指定的中文翻译),具体是去实地帮助第三世界国家建造他们所无财力建造的生活必需设施,比如说贯穿峡谷的桥梁,贫困地带的水井等项目。学生将从零到有在指导员的监护下完成各类手操作业。整个过程分有两大部分,第一是学期内的策划以及准备工作,第二是暑期的实地作业。过程充实有趣,推荐参加!
  • CESA Chinese Engineering Student Association 我们CESA也是一个工院留学生的非常好的一个选择。CESA是属于学校工院官方engineering council底下的一个专门针对所有中国留学生的社团。我们会提供工院方面关于学术/就业方面的咨询以及帮助,同时会组织各类目标全校师生的大型活动!

12.资源网站

CEE Undergraduate Handbook. 新生手册 (对于未来选课至关重要 建议人手一本)

http://cee.illinois.edu/academics/undergraduate-programs/undergraduate-handbook

Illinois Course Explorer. 课程搜索网站(提前看课表和大体要求)

http://courses.illinois.edu

CEE Undergraduate Blog. 新生资源博客(各类research/program资源都在这儿)

http://cee.illinois.edu/academics/undergraduate-programs/undergraduate-blog

排完了,结束了,排版觉得自己又行了hhh~

文案:吕浩然

排版: 排版排到手颤颤的VIOLA

特别鸣谢:Kent Eng,李泽田,Joe Ye

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