学文网土木工程新材料论文篇1
为进一步提高土木工程材料课程的教学质量，笔者进行了大量的调查研究和文献分析，对南昌大学土木工程材料课程进行教学改革，并获得了省级和校级教改课题的支持。本文从教学内容、教学模式、教学方法三个方面阐述土木工程材料课程的教学改革情况，并进行了教学改革的效果评价。
一、教学内容的改革
土木工程材料种类繁多，各类自成体系，教学内容大多数是叙述性和分析性内容;同时，土工工程材料发展迅速，新材料层出不穷，以致学生在土木工程材料课程学习中难以抓住重点，出现什么都学、什么都学不好的情况。为了进一步提高土木工程材料课程的教学质量，增强学生课程学习效果，笔者从教材编写、授课内容编排、课时分配等三个方面对土木工程材料课程的教学内容进行改革。
(一)教材编写
2013年，南昌大学与其他兄弟院校编写出版了教材《土木工程材料》[12]。新编教材充分考虑到现有教材的不足，强化混凝土章节内容，增加了轻质混凝土、高性能混凝土、纤维混凝土、再生混凝土、大体积混凝土、喷射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相关知识;根据实际教学情况，弱化部分章节，将石材、木材、合成高分子材料等章节内容进行相应删减;紧跟土木工程材料发展趋势，增加建筑节能材料章节;设置案例，在各章节中多设案例，引导学生用理论知识分析问题，与实践相结合。
(二)授课内容编排
根据土木工程材料课程特点，对授课内容进行重新编排，力求做到以下几点：突出重点内容，授课时以水泥、混凝土、沥青、沥青混合料为主要重点，以土木工程材料基本性质、气硬性胶凝材料、建筑钢材、新型墙体材料、建筑节能材料为次要重点，同时兼顾建筑功能材料、合成高分子材料、砂浆、石材、木材等;体现专业特点，注意授课内容与不同专业方向的有机融合，土木工程工民建方向专业重点突出水泥与混凝土的内容，土木工程道桥方向专业则要求掌握沥青混合料的配合比设计;水利水电工程专业则要求详细讲解大体积混凝土及其施工;紧跟土木工程材料发展趋势，更新教学内容，授课时将土木工程新材料(如新型混凝土、新型墙体材料)、新技术(如隧道盾构技术、大型混凝土构件预制技术)以及教师自身科研课题成果引入课堂教学中;结合工程应用，将国内外典型工程(如新型混凝土技术在三峡大坝、杭州湾跨海大桥应用)融入课堂教学中。
(三)课时分配
土木工程材料课程是一门理论性、实践性、实验性都非常强的课程，而土木工程材料课程的学时有限，在教学中合理分配课时是保证土木工程材料课程教学质量的关键。南昌大学的土木工程材料课程共48学时，其中课堂授课32学时，实践2学时，实验14学时，具体安排见表1。
二、 教学模式的构建
目前，土木工程材料课程的教学模式一般包括理论教学和实验教学两部分。笔者在重视理论教学的基础上，强调提高学生的实验实践能力。在土木工程材料课程中，除进行理论教学和实验教学改革外，还适当增加了实践教学环节。
(一)理论教学
土木工程材料课程需要让学生了解并掌握土木工程材料的组成、结构、生产、工艺、性能与应用的基本理论知识，为此，有必要将木工程材料课程的基本理论知识重组为土木工程材料的组成与结构、生产与工艺、性能与应用三大块进行统一讲授。同时可采用多媒体结合板书的方法进行理论教学，以达到缩减课时、增强教学效果的目的。
(二)实验教学
土木工程材料课程中现有的实验项目基本上是验证性实验，难以激发学生的学习兴趣和研究热情，因此在实验教学改革时，除了开展水泥实验、砂石实验、普通混凝土实验、沥青实验等验证性实验外，还设计了综合性实验和创新性实验。综合性实验是在设定原材料的基础上，进行不同强度等级、不同坍落度要求的高性能混凝土实验。创新性实验是让学生自选材料和自行设计实验。创新性实验前先将学生分为3～4个组并确定实验题目，要求小组同学查阅资料、集中讨论后完成创新性实验，比如减水剂与水泥相容性实验、缓凝剂对混凝土凝结时间影响实验、不同等级矿物掺合料对混凝土强度影响实验等。通过开展综合性实验和创新性实验，激发学生的研究热情，提高学生的自学能力。
(三)实践教学
在理论教学和实验教学的基础上，积极进行土木工程材料课程实践教学的探索与实践。组织学生到预拌混凝土搅拌站了解混凝土的生产运输过程，认知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比设计，或组织学生到施工现场见识混凝土的浇注养护，了解建筑钢材的性能和加工，实现理性认识到感性认识的提升，从而大大提高了教学效果。
三、教学方法的改革
在教学方法上，土木工程材料课程教师在课堂上一般采用多媒体和板书相结合的授课方式进行教学，学生基本上都是被动接受知识，很少对土木工程材料进行更深入的思考。鉴于这一缺陷，笔者在课堂教学中，增加视频播放与课堂讨论环节，提供了网络辅助教学，完善考核方法。
(一)视频播放与课堂讨论
为让学生对土木工程材料的研究和发展有更深入的了解，特别是引导学生对土木工程材料进行更深层次的思考，笔者充分利用多年从事教学和科研工作的优势，特别制作了一段50分钟左右关于材料在仿生、智能领域研究和发展的视频资料，要求
学生提前自行观看，同时在课堂上也组织学生利用1个学时观看视频资料，之后用1个学时让学生走上讲台发表观后感想。
(二)网络辅助教学
网络辅助教学是高校数字化建设的重要体现，也是教师授课质量评价的重要组成部分。网络辅助教学为学生与教师之间搭建了一个很好的交流平台。教师可将很多相关的文档、幻灯片、视频资料上传到网络辅助教学平台上，让学生自行***。学生也可在网络辅助教学平台向教师提问，教师可定期查看和回答学生问题。在教学方法上，网络辅助教学是对课堂授课方式的一种补充。
(三)考核方法
土木工程材料课程考核方法采用课堂考勤与课堂讨论、实验实践(报告)、期中考试(开卷)、期末考试(闭卷)四种形式相结合的全程考核方法，其中四种形式占总成绩的比例分别为15%、15%、20%和50%。四种形式相结合的全程考核方法，注重培养学生的自主学习能力和***思考能力，全面评价学生的学习水平和课程的教学效果，对改变传统的一考定成绩、加强教学过程管理、分阶段检验教学效果、改革考试方法具有积极的意义。
四、教学改革的效果评价
土木工程材料课程经过上述教学内容、教学模式、教学方法的改革，可以让学生更好地掌握土木工程材料的理论知识，强化学生的自学能力，增强学生科研动手能力，提高学生创新能力，取得了良好的效果。
(1)授课内容：教师讲课内容有主次之分，学生学习理论知识不仅简单轻松，而且也更有针对性。对此教师可以适当减少理论课时，让学生有更多的时间进行实验实践。
(2)上课形式：在课堂上播放相关视频并进行课堂讨论，引导学生自主学习并积极发言，既能提高学生的表达能力，也能帮助学生对土木工程材料发展进行更深层次的思考，激发学生的创新思维，有利于学生养成***思考问题的习惯。
(3)实验实践环节：除了部分验证性实验项目之外，还增设了综合性实验和创新性实验。综合性实验可以让学生在最短的时间内见识到各种不同要求的混凝土，创新性实验可以激发学生的研究热情。
(4)考核方法：采用上述四种形式相结合的全程考核方法，提高了学生上课的积极性，也有利于全面评价学生的学习水平和课程学习效果。
五、 结语
土木工程材料课程是集理论、实验、实践于一体的课程，学好土木工程材料，对于后续课程的学习具有重要的作用。鉴于土木工程材料课程本身的特点和学时的限制，要提高教学效果，使学生掌握土木工程材料知识，学会合理运用土木工程材料，必须从教材编写、授课内容编排、课时分配等教学内容，理论教学、实验教学、实践教学等教学模式，以及视频播放与课堂讨论、网络辅助教学、考核方法等教学方法三个方面进行土木工程材料课程的教学改革。本文对土木工程材料课程教学改革的思考，在教学实践中已得到了实施，同时也需要在教学实践中不断充实和完善。参考文献：
[1] 苏达根，张志杰，张慧珍，等.《土木工程材料》课程改革刍议[J].理工高教研究，2004，23(3)：86-87.
[2] 杨医博，梁松.《土木工程材料》课程教学改革的设想与实践[J].北京大学学报：哲学社会科学版，2007(S2)：104-105.
土木工程新材料论文篇2
[关键词]土木工程材料；教学内容；教学方法
中***分类号：TU50-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0244-01
土木工程材料课程是高等工科院校土建类及相关专业学生的一门专业技术基础课，课程的主要内容是为学生介绍常见工程材料的基础知识和基本理论。土木工程材料课程的教学目的是让学生了解和熟悉土木工程材料的基本性能，掌握常见土木工程材料基础知识能够使学生在以后的结构设计、工程施工等课程的学习提供有力的支撑。
土木工程材料课程内容繁多庞杂，同时土木工程材料的发展日新月异，新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷，学生分不清主次，针对学生学习时易感枯燥、学习兴趣不高等问题，为提高这门课的教学质量和效果，使学生能更好地学习并掌握好本课程，本文着重从以下两方面对土木工程材料课程的教学方法进行探讨[1]。
一、 优化教学内容
教学内容是衡量教学质量高低的重要指标，把握好教学内容、明确教学重点是提高教学质量和教学效率的关键。为此我们必须在教材的基础上，理顺我们要交接的内容，并依据大纲的要求，对教学内容进行优化，对教材内容进行合理的深化和适当的扩展[2]。
1. 基于专业特点、突出重点内容
土木工程材料课程课时少，实践性强，但课程中需要介绍的建筑材料品种却繁多，涉及面广，内容庞杂，且各材料自成体系，致使章节间联系性不紧密；授课时必须根据专业和课程特点使教学重点与专业相结合同时有所侧重，如针对道路工程专业可以突出沥青与沥青混凝土的教学内容，针对水利工程专业则可以突出水泥混凝土（尤其是水工混凝土）的教学内容，而针对机械等专业则可突出钢材方面的教学内容。
2. 紧跟发展趋势，更新教学内容
在教学中，对当前大量使用的传统材料，要介绍其用于生产的、成熟的理论和经验。在科学技术迅速发展，建筑技术日新月异的今天，新材料、新技术不断问世，材料的质量标准、试验、设计、施工规范及相关的***策、法规也经常更新，而这些内容在教材上难以及时反映[3]。因此，为了适应未来的要求，要将当前的新材料、新技术、新标准、新规范、新观念和新***策法规及本学科的发展动态等内容及时充实到教学中来，有选择地及时向学生介绍使本课程的教学内容具有先进性及前瞻性。
3. 结合工程实例、突出工程应用
土木工程材料与我们的实际生活联系非常密切，学生在实际生活中已经积累了不少生活经验，因此通过实际工程实例讲述土木工程材料的基本性能与工程应用特性，可以帮助学生理解和记忆工程概念，即将不全面、不规范的直接经验用科学规范的术语表述，全面理解和掌握材料的基本性能与工程应用特性。
二、 丰富教学方法
教学方法是在教学过程中为达到教学目的而采取的具体方法和手段。恰当的教学方法是促进学生掌握知识技能、培养兴趣的重要因素。随着高等教育教学改革的不断深入，新的教学方法（如启发式、直观式、讨论式等）不断呈现。在土木工程材料课程的教学中，如何根据教学内容灵活地选择、创造性运用这些教学方法，是本课程教学目标能够实现、教学任务能够完成的关键。
1. 激发兴趣.调动学生学习本课程的积极性
兴趣是一个人求知的起点、思维培养和能力提高的内在动力，在土木工程材料的教学中，充分激发学生兴趣对于培养和调动学生的学习积极性、主动性，提高本课程的教学效果具有极其重要的意义。教学中用以激发学生兴趣的方法主要有以下几种：
（1）明理激趣。明理激趣就是用道理来激发学生的学习兴趣。如通过介绍材料的发展史及其对土木建筑技术发展的促进作用，使学生知道土木工程中许多新技术的突破往往离不开新材料的开发。学生在明白这些道理的同时。也产生了要学好本课程的浓厚兴趣，极大地激发了学习的积极性[4]。
（2）以疑激趣。以疑激趣是使学生产生求知兴趣和解疑欲望的有效方式。善于激疑、引导析疑和解疑是进行教学的重要策略。如在讲授某种材料前，先提出一个或几个涉及该材料组成、性能、使用等方面工程问题。使学生带着疑问和急于解决问题的兴趣，进行后面的学习和思考。
（3）以新激趣。好奇、富有新鲜感是青年学生的心理特征之一。在教学内容中要适时增加新内容，使学生产生探求新知识的快乐感，以激发学生探求知识的动力，通过一些富有新意和情趣的方法，以新激趣，使学生能够经常从新的感受中获取新的知识。
（4）以实激趣。教学实践表明，结合工程实例进行教学，可极大地调动学生的学习兴趣和对工程中材料方面技术问题的探索热情。如可列举新型混凝土技术和绿色生态材料技术在水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥等工程中应用的实例等，达到以实激疑的目的。
2.强化主体作用，培养学生的思维品质和创新能力
学生是教与学这对矛盾的主体，在教学过程中，只有运用启发式教学方法，充分发挥主体作用，使学生参与到教学互动过程中来，才能真正调动学生的学习积极性，培养学生的思维品质和创新能力，提高课程教学效果。在土木工程材料教学中。能够体现这一新教学观的方法，主要有以下几种：
（1）在课堂讨论、辩论中，培养学生思维的宽广性和深刻性。思维的宽广性是指思维发挥作用的广阔程度。思维的深刻性是指思维活动的深度，它集中地表现为能够深入地思考问题，深刻地理解概念。师生采用共同参与的引导、讨论、辩论方式，引导、启发学生利用已掌握材料知识，从多角度、多方向去思考、分析事故的原因和矛盾，达到解决问题和统一矛盾的目的。这种“教”与“学”的互动，充分调动了学生的主体作用，从而培养了学生思维的广阔性和深刻性。
（2）在实验教学中，培养学生思维的创造性和创新能力。土木工程材料课程是一门实践性很强的专业基础课。必须通过一定量的基本试验，使学生掌握常用材料质量检验、等级评定的基本技能，培养学生的实践动手能力和严谨的科研作风，这是学好这门课程的重要手段。
三、结语
通过在土木工程材料课程教学过程中对教学内容不断优化和丰富教学方法，激发了学生的学习热情及创新能力，调动了学生学习的主动性，提高了学生掌握解决分析问题的能力，培养了学生严谨的科学作风和团结协作的精神。通过该课程学习，学生逐步具备累积所需的专业素养和基本的工程素养，为后续学好其他课程奠定了基础，也增加了就业竞争力。
参考文献
[1] 梁小勇，靳静.《土木工程材料》课程教学改革研究[J]，河北企业，2013（9）：71.
[2] 杨欢.《土木工程材料》学方法探讨[J].知识经济，2013（16）：170.
土木工程新材料论文篇3
【关键词】土木工程；特点；发展
随着经济飞速发展，人们生活水平不断提高，为土木工程也带来了更多的要求，土木工程从远古时期就已经存在，由原始的伐木采石，建造出模仿天然掩蔽物的人类居住场所，到新时期的超高层建筑、水利工程、超高长跨度桥梁，土木工程的发展与变化，代表了人类发展的历程。在历史的发展过程中，土木工程的理论、分析手段、施工技术、地基处理都有了更多的发展与突破。
1. 土木工程的意义；
人类需要良好的生存空间，舒适的生活环境，为了获得更好的居住环境，更加优秀的土木工程技术将不断出现。土木工程是指使用木、石、土、砖、混凝土、金属和塑料等工程材料来修建道路、房屋、铁路、桥梁、港口、河流、隧洞、特种工程和市***卫生工程等的生产活动和工程技术，这类工程技术与生产活动包含了设计、施工、勘测、维修上述各类工程等相关技术与活动。总之，土木工程是一项跟人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。土木工程发展的重点是提高人类居住环境与交通的核心产业，提高土木工程建设水平，完善土木工程发展体系，实现社会、环境、经济共同发展的根本性目标。
2. 现代土木工程的特点 ；
为适应经济高速发展的需要，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就使得现代的土木工程出现了新的特点。
2.1在建筑材料方面，出现了很多高强轻质新材料如（铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢））等，且以开始应用，但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
2.2在工程地质和地基方面，建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
2.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。
2.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
2.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。
3. 土木工程的特殊性 ； 整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，现在国家实施走可持续发展道路，虽然的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，但人均占有量却全部低于世界平均水平，现在的人口、能源、教育、污染问题等已经成为我国所面临的四大严酷问题。在可持续发展成为整个社会的主题的时候， 如何实现资源合理利用，可持续发展是当前的首要问题，而土木工程，也必然的要面对这个问题，如何立足长远，走出一条可持续发展之路，对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向。这就要求要有良好的设计和有效的运作管理机制，保护资源，合理利用资源，控制污染和全方位的质量。让土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。
4. 土木工程的未来发展；
4.1土木工程技术的发展，包括建筑材料的高强化和轻质化发展，如高性能混凝土、加气混凝土、轻骨料混凝土，钢材的发展方向是高强度、低合金，逐步发展一批玻璃钢、铝合金、建筑塑料等轻质高强度材料；施工过程的装配化和工业化发展，土木工程的施工方式工业化，可以先在工厂里成批进***屋与桥梁的各种构配件及组合体的生产，然后将其运到建设场地进行拼装，施工手段先进多样化，逐渐发展现场预制模板、土石方工程定向爆破、混凝土自动搅拌输送设备和大型吊装设备等新手段和技术；设计理论的科学化和精确化发展，从人工设计到电脑设计的发展，由单个分析到系统的综合整体分析，由静态分析到动态分析，由数值分析到模拟试验分析，由经验定值分析到随机分析乃至随机过程分析，由线性分析到非线性分析，由平面分析到空间分析；木工程的结构抗震理论、土力学和岩体力学理论、动态规划理论、可靠度理论等各种理论也得到迅速发展。
4.2土木工程的多样化发展，未来房屋新型化，盖房子将是一件十分简单的事情，因为建筑材料大都是预制的，房屋将再也找不到砖、瓦等古老的材料，而是用各种各样新型轻金属材料建造的；海上城市打造，许多发达国家的海洋学和建筑学家专家正在规划很多新奇宏伟的海上城市，到21世纪中叶全世界估计将有十分之一的人口住在海上建筑物；月球工厂建立，美国航天局制定了一系列的太空开发计划，到2020年，月球基地初步建成之后，除了设有宇航员的工作和实验舱之外，还计划建立水泥厂和冶炼厂。地质学家将会坐着火箭到月球上去上班；太空新居的出现，近年提出的空间城市方案有很多，其中比较成熟的是“轮状的空间城市”和“柱状的姐妹城市”。；
总之，土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在。坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰！
参考文献：
[1]李爱国.现代土木工程的特点与未来土木工程的发展[J/OL]. 市建设理论研究（电子版），2014（21）.
土木工程新材料论文篇4
土木工程材料 实验课程 综合创新
一、引言
随着我国建筑、交通和煤矿行业的快速发展，土木工程人才激增，对土木工程人才培养提出了更高要求。既要有扎实的专业理论，又要有良好的实践能力，才能满足社会主义现代化建设需要。土木工程本科教学实践证明，高水平实验教学有助于学生掌握基础知识、增强感知和提高实践能力。
《土木工程材料》课程是土建类专业基础课，由理论、实验两个环节组成，其实验课是学生实践的主要渠道。基于我校卓越土木工程师人才培养计划及土木工程专业本科教育评估要求，结合土木工程实验教学示范中心的建设目标，原验证性实验教学已不适应人才培养的要求，需要对实验教学进行革新。
二、土木工程材料实验课程特点及现状
1.实验项目多，周期长，学时少
由于土木工程材料种类多，实验项目多，内容繁杂，授课周期长。鉴于我校土木工程材料课程学时少（32学时），专业课难以完成，往往压缩实验课时（8学时），连常规材料实验都难满足，更何况进行所有材料实验。比如水泥、混凝士等材料研究是做试件、养护、测试，而且测试组数多，所以实验周期长。因此，在实验教学中必须着重考虑学时问题，统筹合理安排，以保障正常实验课程的进行。
2.内容陈旧，缺乏联系实际，创新少
目前，土木工程材料实验课以验证性实验为主，缺乏综合设计实验项目，不利于培养学生综合创新能力。且建筑材料水泥、混凝土性能实验研究模式单一，内容陈旧，导致学生学习兴趣低。因此，在做材料基础性能实验时，要适当添加新材料、新技术的实验，充实实验内容，加强创新能力培养。例如人们关心的高性能混凝土问题，掺加外加剂对混凝土性质的影响，以及使用带来的环境问题等。
3.学生多，师资不足，仪器设备少
由于扩招导致实验师资队伍紧缺，在职工所占比例过低，专任教师偏少，实验教师身兼数职，负担重，精力不足，严重影响教学质量；加之设备仪器硬件设施有限，一般是大班上课，教师演示，学生看，操作机会少，导致学生动手能力差。鉴于集体上课，学生不重视，严重影响教学效果。师资、设备是实践教学的基础，加大投入，提高意识，实验教学质量才能上高台。
4.实验教学评价体系、规章制度不完善
在实验室建设中往往重视物的投入，忽视人的作用，实验室不单是设备仪器和实验大楼，实际上是资源的集合体。多数高校对教师评价以科研、论文为主体，教师时间和精力主要放在科研上，缺乏合理教学评价。特别是扩招后学生数量大幅增加，师资、设备仪器、实验室管理纷乱，一定程度上影响了实验教学。只有合理配置教学资源、提高教学质量，满足培养综合创新人才的要求，才能建好实验教学评价体系。
三、土木工程材料实验课程的优化措施
1.优化实验教学内容和教学模式
土木工程材料课程涵盖专业较多，教学中必须结合专业自身，优化教学内容。如将原来“砂石实验”与“混凝土和易性―强度”综合，并与混凝土配合比设计结合，使之成为一个综合设计实验。以“综合设计”模式替代“验证”模式，打破教学形式呆板，学生处于被动状态。针对道桥、建筑、给排水专业分别增设“沥青混合料”“木砖性能”“管材性能”实验等。由于实验学时少，且有些实验持续时间长，无法保证课内全部完成。采取课内、外实验相结合模式，利用课余时间完成实验，扩大学生视野。
与理论教学相比，实验教学操作性强，更宜采用多媒体教学，既可以提高学生兴趣，又能把校内、外实习基地相结合，使学生切身体会实际问题，突出实践创新能力的培养。
2.加强综合创新性实验
土木工程材料实验大都是水泥、砂石等常规试验，如水泥细度、标准用水量、砂石筛分实验等。在把握基本实验原则下，强调综合，鼓励创新。综合创新实验的重要特征是发挥学生主体性，内容要有深度。例如，混凝土配合比实验整合了粗、细骨料性能，拌合物和易性调整、立方体抗压强度等多项实验，涉及多个知识点，成为一个完整、连贯性很强的综合设计试验。在上述实验基础上，针对建筑研究热点，就再生混凝土、无损检测、建筑节能等内容，提倡学生进行实验研究。由老师出题，学生选题，并***完成实验各项步骤，以此加强创新能力的培养，增强学生专业认识，继而实现提高教学质量目标。
3.建立新的实验教学评价体系
以往实验教学都统一纳入理论教学中，对实验教学没有任何评价，只要学生考好试就能拿高分，严重影响了实验质量。对此，完善实验教学评价体系，教师依学生实验表现和成果，综合评价实验成绩，再按一定比例计入最终成绩，该制度的实施鼓舞了学生对实验的兴趣，主动和教师联系做实验，不但掌握了理论知识，而且提高实验技能。教学中教师和学生是主体，尤其是学生，最有资格评判教学质量。同时师生在教学中角色不同，对问题的判断也不同。因此，宜采用学生、同行、领导及教师自我进行综合评价，以实现教学质量评价可靠度。实验教学质量评价体系中设有教风、业务能力、教学文本、教学质量、教学管理、教学改革六项指标，促成了以考查实验教师教学质量为核心的新体系建立。
4.加强实验室建设与实验教学资源的投入
设备是实验教学改革的基础，是提高实验教学质量的硬件。士木工程材料品种多，材料发展日新月异。因此，实验室还应设置更新材料样品，便于直观教学。增置多媒体设备，方便演示，使学生充分了解实验过程和方法，拓展学生知识面，达到实验教学的基本要求。同时加强管理，健全体制，我院实验中心实行院、系两级管理，学院负责指导，中心实行主任负责制。要建设好实验室，充分发挥实验培养学生创新功能，不仅需要仪器设备，更需建设一支高水平、高素质、结构合理的实验队伍，尽量保持实验队伍的稳定。通过学习、考察等方法让教师接触工程实践，深入单位学习，提高实验队伍的素质。总之，实验室建设将是一个不断完善的过程。
四、结语
实验教学是高等教育中培养学生实践和创新能力的重要途径，是完成高等教育人才培养目标的重要教学环节。鉴于土木工程材料实验课存在的一些问题，如何有效地组织和实施实验教学。近年来，笔者以培养学生综合设计创新能力为目标，不断优化教学内容和模式，完善实验教学评价体系，加强实验室建设投入，使学生科学实验能力及教学质量得以提高。
参考文献：
[1]金南国，钱匡亮，孟涛.高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨[J].实验室研究与探索，2009，28（9）：111-112.
[2]吴芳，周代***.提高土木工程材料课程实验教学质量的思考[J].高等建筑教育，2010，19（2）：125-127.
土木工程新材料论文篇5
关键词：土木工程材料；创新能力；实践能力；理论教学；实验教学
中***分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0205-03
学校教育的教学方法经历了从注入式发展到启发式，从启发式发展到学导式的教学改革过程。“探究型”教学模式早期是由理查德・萨奇曼提出来的，通过观察、分析与科学研究的探索性活动，结合教学法概括形成的，基本按照“问题―假设―验证―结论―反思”等几个环节进行教学设计。国内外学者在教学实践中进行着各种探索性研究，提出过5E（吸引engagement、探索exploration、解释explanation、加工elaboration与评价evaluation）[2]与6阶段（定向、假说、定义、引申、求证与概括）等课堂教学改革模式。全国首届高校教学名师奖获得者，南京大学卢德馨教授认为，研究型教学必须注重在传授知识的同时，注意着力培养探索精神和创造能力。把科学素养、科学思维、洞察能力、科学道德、评价能力、批评精神、合作精神、敬业精神及严谨作风结合到教学中去。
一、课程的教学特点以及学生创新和实践能力培养的必要性
《土木工程材料》课程是工科院校土木工程专业的一门专业基础课，具有很强的理论性和实践性。通过本课程的学习，使学生不仅能够根据不同工程要求和环境条件选用合适的土木工程材料，而且能理解材料性能与工程设计参数及施工措施的相互关系，初步具备分析和解决在实际工程中出现有关土木工程材料方面问题的能力。长期以来，我国大多数土木院校的土木工程材料课程的教学都是以教师讲授为主体，而忽略了学生的主体地位，培养出来的大学生缺乏创新思维和创新能力，无法适应社会对创新人才的需求。因此，土木工程材料课程教学必须改革，转变人才培养方式，以培养大学生的综合素质和创新能力为教学导向和工作重点。
2012年5月22～24日在南京举办了“苏博特”杯第二届全国大学生混凝土材料设计大赛，此活动由中国混凝土与水泥制品协会教育与人力资源委员会、全国高等院校建筑材料研究会共同主办，东南大学、江苏博特新材料有限公司共同承办，有56所高校的材料、土木和交通领域的288名学生、89名参赛指导教师组成的96支参赛队伍。东南大学副校长郑家茂教授在开幕致辞中说到，我们正处在一个创新时代和基础设施建设快速发展的时期。创新呼唤人才，人才依靠教育。注重教育创新、培育创新人才已成为当前高等教育学校改革的主旋律。突显学生自主探索、鼓励学生创新实践成为高等学校教学改革的热点、难点和重点。尤其是当代建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备、新的结构技术日新月异，超高层和超大跨度建筑、特大桥梁等大型复杂结构建筑对土木工程材料的要求越来越高，使之面临的挑战也越来越大。从事土木工程材料学习研究的学子们需要不断开拓创新，研究、解决层出不穷的新要求带来的新材料难题。
二、当前课程教学存在的问题
1.理论教学存在的问题。随着土木类高校课程体系地调整，土木工程材料课程的总学时被大大压缩而土木工程材料课程内容又很多，涉及的材料多达几十种，每种材料的性能又千差万别，彼此相关性不强。为完成教学任务，大多数教师的教学方法以“满堂灌”的方式为主，未能留出足够的时间和精力来引导学生***思考、发现问题并相互讨论。因此，目前这种教学方式对培养学生的创新性思维和创新能力不利。
2.实验教学存在的问题。在土木工程材料课程的实验教学中同样存在着许多问题，主要表现在以下三个方面。第一，传统的实验教学模式就是先由实验教师讲解实验任务和实验过程，然后学生按教师的要求分组进行验证性实验。实验教学形式单一，教学方法机械，教学手段落后。实践证明，这种“验证式”的实验教学模式难以激发学生自主学习的兴趣，已经不适应当前以素质教育为核心，以培养学生创新和实践能力为重点的高等教育体制。第二，随着土木类高校课程体系地调整，土木工程材料课程的实验课时减少很多，且实验内容陈旧，教材滞后，跟不上科技发展的步伐，与工程实际脱轨。学生很难进行一些大型的综合性、设计性的创新型实验。第三，实验技术力量有待加强。随着实验改革地推进，仪器设备的不断更新，实验室人员的技术水平相对滞后。实验教学人员缺乏必要的再培训机会，原有的知识结构老化，无法开发设计出更多高质量的实验项目，抑制了学生创新能力的培养。
三、学生创新和实践能力培养的实施方案
1.课程内容方面。教师通过仔细钻研教材，增强授课内容的系统性、条理性，帮助学生理清思路，注意用普遍联系的观点分析各种材料在组成、性能和应用上的共性和特性，加强课程内各部分内容之间的系统联系。在介绍各类材料时，要遵循这样的一条主线来介绍：建筑材料的性能是其组成和结构的宏观反映，而原料和生产（施工）工艺又决定了组成、结构，可以表示如右***。
引导学生顺着这条主线去学习，并且培养学生分析、解决材料问题的能力，提高综合素质。土木工程材料常用的大宗材料主要有无机胶凝材料、水泥混凝土及砂浆，沥青及沥青混合料，钢材，砌体材料，其他工程材料（包括建筑功能材料及新材料）。前面三类材料技术较成熟，技术指标明确，在短期内不会有太大变化；后两类材料种类繁多，更新换代较快。根据知识的相关性和***性，将土木工程材料的教学内容建立知识模块。
2.教学方法方面。在现有的多媒体教学基础上，需对教学方法进一步改革和创新。在教学实施过程中，结合学习主线“CPU”，即材料组成（compositions）、材料性能特点（properties）以及该材料的使用法（usage或utilization）等三个部分。这三个部分内容贯穿每类材料的整个篇幅，因而也是贯穿《土木工程材料》课程的主线。本项目拟采用这条主线在教学中进行实践。比如，‘水泥’部分，教学过程中只要把握“CPU”主线，即组成（硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙等四大矿物）、技术性能（细度、凝结时间、水化放热、强度等）以及使用（不同的水泥具有不同的性能，其应用范围、注意事项不同等），便可将其内容全部涵盖，也能够对其有一个整体掌握。
在课堂讲授过程中，应尽量采用多种不同的教学方式或方法，通过课前复习，课后预习调动学生的学习积极性，讲课时适当穿插提问、设疑，启发学生主动地、积极地进行正确思维，同时鼓励学生随堂提问，让学生参与讨论，发表观点，这样一来，既活跃了课堂气氛，又激发了学生的学习兴趣，培养他们分析解决实际问题的能力。该课程的叙述性较强，运用课堂设问，以问答促思维，对比直接讲解的方法，课堂设问更能唤起学生学习的自我参与性，也可以灵活运用一些与材料性能相关的生活类小常识，调节课堂气氛。
适当和教师科研课题相结合。将一些已有科研项目成果或在研科研项目穿插在课程内容中，使学生了解土木工程材料的最新科研动态，对土木工程材料在建设中所起的作用有更深刻的认识，提高他们的学习积极性。对一些学有余力和有兴趣的学生，可以引导他们参与到科研项目中，做一些和材料相关的基础工作，这样可以使学生较早养成科研习惯，掌握一些科研方法和最新科研信息。
3.实验教学方面。首先老师应该从思想上重视实验教学，注意教学方法。在上实验课前作好充分的准备，如实验教学大纲、讲义等，开始上课后，一般花10～15分钟，将本次实验的目的、要求、操作注意事项讲述清楚（应有适当的演示）。当学生进行实验时，指导教师应耐心指导，对于验证性实验应严格要求学生按照实验操作规则操作，观察学生每个实验步骤，并随时纠正。同时，教师应鼓励学生大胆进行综合性、设计性实验，培养学生的探索精神，使学生学会开展未知领域的实验，而不至于在碰到新课题时束手无策。
四、结论
《土木工程材料》教学中学生创新和实践能力培养是非常有必要的，针对当前在课程的理论和试验教学方面存在的问题，提出了从课程内容建设、启发式教学方式的采用和实验教学方式三个方面进行改革。学生通过本课程学习，不仅能够掌握专业的基础知识，而且能够培养发现问题、分析问题和解决问题的能力，激发学生的创新精神，提高综合素质；另外，利用开放实验室，鼓励学生自主设计、自己实践，使学生的动手能力和创新实践能力得到进一步的锻炼。
参考文献：
[1]史绍蓉，于风江，吴吉娜，等.向研究与自由研究型实验教学改革模式的构建与实践[J].中国科教创新导刊，2008，（10）.
[2]张庆胜.探究教学类型及其在物理教学中的运用[J].物理教师，2003，24（6）.
[3]李博，张爱民.外国学校素质教育通览[M].北京：中国物价出版社，1999.
[4]卢德馨.关于研究型教学的进一步探讨[J].中国高等教育，2004，（21）.
[5]刘尧.创新人才培养需要转变的教学观念宋小瑛.培养学生创新意识和团队精神――“苏博特”杯第二届全国大学生混凝土材料设计大赛纪实[J].混凝土世界，2012，（6）.
[7]曾志勇.基于创新能力培养的土木工程材料课程教学改革探索[J].台州学院学报，2011，33（3）.
[8]刘颖，赵江倩.土木工程材料实验教学改革与创新[J].南昌工程学院学报，2011，30（5）.
土木工程新材料论文篇6
1.混凝土耐久性实验方案设计
在土木工程材料耐久性实验课安排中，结合授课教师的浙江省自然科学基金项目“荷载、碳化和氯盐耦合作用下混凝土细微观结构演变及对离子传输影响”，指导学生选择目标混凝土配合比，确定混凝土强度后，还需确定混凝土加载方案。土木工程材料课程的第四章所提到的混凝土耐久性对象是无荷载作用下混凝土耐久性，因此在设计试验方案时，授课教师讲解实际土木工程混凝土构筑物在服役期间均在受荷状态，只有考虑受荷混凝土耐久性才与实际工况相吻合。学生根据实际工况提出轴压荷载和弯拉荷载两种工况形式。那么为了测试受荷状态混凝土耐久性又该如何进行加载呢？对此，可以组织学生分组讨论，得出了加载方案，在此基础上再确定试验混凝土加载程度，然后进行混凝土耐久性测试。此环节增强了学生对书本知识的理解，锻炼了学生的动手能力。
2.泡沫混凝土浇筑实验设计
在土木工程材料成型实验课教学过程中，通过授课教师的国家星火计划项目“农作物废弃物新型保温建材制备技术集成与示范”，参与现场施工环节可以让学生明确泡沫混凝土浇筑、养护与普通混凝土有何不同，分别注意哪些问题，具体涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知识。比如，在测定泡沫混凝土立方体抗压强度的标准值时，标准试块的制作、养护、龄期、加载方式，泡沫混凝土的导热系数与强度之间的关系，以及减少泡沫混凝土收缩开裂的措施等。与此同时，可要求学生查阅有关保温材料施工技术的文献，以拓展知识面。
3.钢筋的加载实验
在钢筋教学实验中，可以采用逐级加载方式，对钢筋施加荷载，指导学生如何使得钢筋强化。首先未加荷载的钢筋进行试验，学生从中了解了钢筋在拉伸过程中经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段，然后要求学生把一根钢筋拉伸到强化阶段的任何点后卸载，再对此钢筋进行拉伸试验，学生可以发现钢筋的屈服点提高了。那么在实际工程中采用这种工艺会起到何种效果？通过现场实验学生了解了钢筋强化的过程及作用。另外，根据项目研究需要，为了提高钢筋防锈能力，是在钢筋强化前做防锈措施，还是在钢筋强化后做防锈措施？把这些问题作为课后大作业，使学生进行充分讨论。在探讨的基础上，授课教师对各种结果进行分析总结，最后确定具体的实验方案。
4.试验结果分析
在进行实验课程教学改革后，学生研究性试验结束，授课教师指导学生对实验结果进行数据处理。分析结果对比《土木工程材料》教材的课堂教学的基本理论，从而可以进一步改革实验教学内容，对实验结果与实验数据进行不同侧面深入分析，比较各自的结果。通过分析比较可以提高学生对土木工程材料理解程度。
二、实践过程中必须结合土木工程材料课程实验教学
将工程实践科研活动融入到土木工程材料实验教学，必须做到以下几点。
（一）学生参与科研项目与土木工程材料实验课程要匹配
学生参与科研项目必须与土木工程材料实验教学相匹配，二者要有机结合，只有在相应实验课程的基础上，融入相关的工程实践科研活动，才能促使学生去沉下心思考问题。授课教师指导学生查阅相关资料，探索解决问题的方法，通过这一系列培养，学生的科研能力、实践能力和创新能力会有大幅度提高。通过实践，我们认为土木工程材料课程的培养模式，必须强调学生实践能力的培养，而实践能力不仅需要学生掌握土木工程材料的理论知识，而且更重要的是学生利用所学的土木工程材料理论知识在实践过程中善于发现新的材料和新工艺。为了达到这一目标，授课教师在制订课程培养方案时，相应缩短课程基础理论课时，适当增加实践教学环节课时，更重要的是要在实践过程中注重授人以“渔”，注重授于学生解决工程实际问题的能力，指导学生自我更新知识的能力。
（二）学生参与的科研任务要与学生的能力相匹配
学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配，所布置的科研实验不要使学生感到难度较大，无从入手，这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的。将工程实践科研项目融入到土木工程材料实验课程，授课教师在课外花更多精力进行指导，并提供试验的场所和实验条件，使学生从中受益。反之，如果授课教师所布置的科研实验难度不大，就会使学生错误地认为科研实验并不复杂，从而失去对科研实验的兴趣。因此，授课教师在制定土木工程材料实验课的教学计划时，必须注意科研实验难度的合理安排。土木工程材料课程的教学计划改革主要是强调学生实践能力的培养，但并不是弱化基本概念的学习。目标是强化学生实践能力的培养，在增加实践环节的同时适当地压缩了课堂教学时间，但基本概念教学内容不减少。在土木工程材料课程教学计划制定的同时，兼顾基础理论课时和实践训练的教学课时，将理论教学与科研实验互相融合、互相补充。为了达到这一目标，项目组将实践教学课时从原先的30%提高到50%，课程考核实验实践占50%，期末考试50%。
（三）学生参与的科研活动要合理组织
教学与科研的性质毕竟不同，有时二者之间会有冲突，授课教师就要根据教学内容，合理地安排相应的科研实验，使教学内容与工程实践科研活动相协调，使学生参与到教师的科研实验中来，以促进学生掌握课堂知识，并形成学生在掌握课堂知识的同时又提出新的科研实验的良性循环。土木工程材料课程所培养的学生是面向各类设计院、施工企业、监理企业、建筑材料制造企业、造价咨询企业，其必须具备解决工程实际问题的能力。本专业学生毕业后在从事道路、桥梁及建筑工程的设计、施工、监理及检测过程中，必须具备土木工程材料基础知识及工程实践能力，因此，制定土木工程材料课程教学计划时，应着重从培养学生运用理论知识解决实际问题的能力出发，使学生毕业后能尽快地适应企业的生产和施工节奏。为了达到这一目标，授课教师在讲解基本概念时结合工程实例，并辅以教师的科研成果，如有一年轻教师应用“钢筋在环境———应力耦合作用下的锈蚀特征及演化规律（51008276）”国家自然科学基金项目把钢筋与混凝土二个实验合一起，指导学生在实验过程中了解钢筋在锈蚀过程中对钢筋混凝土性能的影响，钢筋在锈蚀后受力截面减小、混凝土锈涨开裂，导致钢筋和混凝土力学性能下降，从而把混凝土和钢筋二种材料串在一起，让学生能更深入地理解课堂理论与概念，而在教学过程中，年轻教师也由此积累教学经验。
三、结语
土木工程新材料论文篇7
基于土木工程专业人才培养方案对学员“知识、能力、素质”三个层次的培养要求，将土木工程材料课程知识体系相对应地划分为“教材知识、拓展知识、科学知识”三个层次。通过课前预习、课堂教学、实验教学、课程考核四个阶段的课程设计，分别采取不同的教学方法和考核方法，实现学员获得学习、实践和创新等方面能力和素质的目的。
关键词:
土木工程材料;知识分层;教学设计;教学实践;课程教学
知识是基础，是载体;能力是知识的综合体现;素质是知识与能力的升华。知识、能力、素质是进行创新的基础，只有将三者的教育与培养结合在一起，并贯穿于教育的全过程，才能培养出高水平的人才。高等教育应在传授知识的同时提高学生的综合能力，升华其素质，培养学生的创新精神和创新意识。布卢姆认为，只要在提供恰当的材料和进行教学的同时，给每个学生以适当的帮助和充分的时间，几乎所有的学生都能完成学习任务或达到规定的学习目标［1］。其实很多学生学习成绩不理想，学生智慧能力的欠缺并不是主导因素，未能提供适当的教学条件和合理的帮助才是造成学生学习成绩不理想的最大原因。因此，笔者在土木工程材料课程教学中采取知识分层的方法，将课程知识划分为不同层次，预定目标，并采取针对性措施，帮助学员实现获得“知识、能力、创新”不同层次知识的目的［2－4］。
一、土木工程材料课程知识分层的教学设计
土木工程材料课程主要介绍各类建筑材料的成分、生产过程、技术性能、质量检验以及应用等基本知识。材料种类繁多，内容繁杂，各章自成体系，而且概念多、术语杂;经验性的东西多，逻辑推理性内容少;文字叙述多，公式计算少。学员在学习过程中感觉对知识的理解并不难，难的是抓不住重点，感觉要记忆的东西太多，不能将繁杂的内容梳理出条理清晰的层次，以致学生感到学习难度较大，学习效率不高。 依据土木工程材料课程知识来源及其特点，将该课程教学内容划分为:教材知识、拓展知识、科学知识三个层次［5］。(1)教材知识:即人才培养方案和课程标准要求掌握的内容，包括水泥、混凝土、钢材、防水等材料的化学成分、生产工艺、技术性能、质量检验以及材料的基本性能试验等;(2)拓展知识:指教员对课本知识的分析和拓展，主要内容是教员在科研、工程等实践过程中积累的经验和知识，以及课本以外的专业知识等［6］;(3)科学知识:与土木工程有关联的一切材料知识与实践，重点介绍材料科学发展的最前沿知识，及其在防护工程中的应用，如泡沫铝、纳米二氧化钛、石墨烯、相变材料、形状记忆材料等新材料的功能开发和应用研究，主要作用是激发学员的创造力。针对不同层次的知识，引导学生采用不同的学习方法和不同类型的评价方法，实现不同层次的教学目标［7］。通过任务—问题，引发学员的学习兴趣，实现学员获得“知识、能力、创新”三位一体课程知识的目的，培养学员的创新意识和创新能力。
二、土木工程材料课程知识分层的教学实践
为了深入贯彻理工大学精英教育理念，充分发挥教员的主导作用，引导学员全面成长，更好地对学员因材施教，拓宽学员视野，培养学员的实践能力和科研创新能力，从2009年开始，笔者尝试在土木工程材料课程教学过程中实施“本科生导师制”。实践中将导师制与课堂教学内容形成良好的衔接、互补，并对课程的知识体系进行梳理，逐步形成了“知识分层”的教学思想，在探索实践中，收到了较好的效果。
(一)课前预习以教材和学习指导书为载体，引导学员进行有针对性的课前自学，时间以10分钟至30分钟为限。课前自学能使学员对概念性知识有初步认识，对不能理解的知识点或各类疑问带到课堂上反馈给教员。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。
(二)课堂教学教员对学员的预习情况进行检查，获得学员不能理解的知识点或各类疑问，在课堂上有针对性地讲解必须掌握的重点、难点，确保学员能够掌握人才培养方案要求掌握的知识。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。在此基础上，教员对课本知识进行拓展，介绍真实的工程案例或事故，重点是***事工程。本过程以让学员了解和掌握拓展知识为目标。主要包括如下三方面内容:(1)大型工程涉及的材料:包括国内外各类典型工程及本地区的重点工程，如青藏铁路、水立方、鸟巢、苏通大桥、杭州湾大桥、永兴岛建设等工程中涉及的各类材料，体现理论知识与工程应用的紧密联系。(2)工程事故:包括各类媒体介绍的工程事故及环境污染实例，如重庆彩虹桥垮塌事件、家庭装修带来的“装修病”等，以此作为切入点介绍材料性能对工程结构质量和使用性能影响的重要性。(3)特种材料及技术:如“耐高温—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土结构抢修加固材料”“再生混凝土”“材料无损检测技术应用”等，并在此基础上引导学员针对工程实践特点，根据基础理论知识进行材料创新设计。
(三)实验教学实验教学作为大学本科教学的重要组成部分，是培养学生实践能力和综合素质的重要教学环节。相对于理论教学，实验教学更具直观性，更能培养学生发现问题、解决问题和分析问题的能力，在提高大学生综合素质和创新能力方面发挥着重要作用［8－9］。1．基本实验按照《全国高等学校土木工程专业本科教育评估标准》对土木工程材料课程实验教学的要求，完成六个验证性实验。本过程以让学员了解和掌握教材知识为目标。2．自主实验即开放式“三性”试验，实行自主选题、自行设计、自主操作。采取“本科生导师制”［10］，引导学生组成兴趣小组或科研团队自行选择试验内容，合理利用实验室已有设备制定试验方案，并得出实验结论。遵循“引导—自学—辅导—实践”四个环节，激发学生自主进行研究性学习的热情，把综合理论知识和技术融入到研究过程中，培养学生合作研究能力、技术创新能力，增强学生的综合素质，充分开发学生的潜力，为培养优秀学员创造条件。本过程以让学员了解科学知识为目标。在自主实验的基础上，教员根据学员的选题提供研究思路，以国防工程新材料研制俱乐部为平台，带领学员进行各类实践活动，如面向学生的科研立项、开展学科竞赛、参与教员的科研项目等。主要成果形式可以分为三大类:论文类、发明类、竞赛类。(1)论文类，包括科普类论文和学术类论文。从材料角度对大型工程进行材料设计，或从工程事故分析报告等角度撰写论文，要求正式发表，包括会议论文。如论文《‘美国911事件’中钢材对火灾产生、蔓延的影响》《建筑环境污染事件中材料的决定因素》等;也可以根据国家战略或国防战略选题，如《设计南海、西南高寒地区所需要的特种建筑材料》等。(2)发明类:以土木工程建设、国防工程建设或***事需求进行选题，包括材料发明、材料结构设计等，通过试验进行发明创造，并申请发明专利或实用新型专利。(3)竞赛类:以材料的创造发明或论文形式，参加校内外各类学科竞赛。如每年一次的理工大学“卓越杯”科技创新大赛，每两年举办一届的“全国大学生混凝土设计比赛”“中国大学生新材料创新设计大赛”“‘挑战杯’全国大学生课外学术科技作品竞赛”等，甚至可以参加相关学科的竞赛，如“全国大学生混凝土结构大赛”等。
(四)课程考核课程考核包括教学不同阶段的全过程评价，既考核结果，也考核过程。一是考核学员对教材知识的掌握情况，占总成绩的70%，具体包括预习单、作业本、实验报告、考试成绩等。二是考核学员对拓展知识的了解、掌握情况，占总成绩的20%，主要包括课堂表现、创新选题等。三是考核学员对科学知识的了解、掌握情况，占总成绩的10%，是课程成绩评定为优的重要依据。主要以课外创新作品的呈现程度来进行评价，如撰写论文5分，如果了(或有录用通知)就10分;发明创造有作品的5分，申请了专利的10分;正式参加了比赛的5分，已经获奖的10分。
三、土木工程材料课程知识分层教学成效
在“土木工程材料知识分层”教学设计和实践的过程中，先后获得学院“建筑材料课程教学改革研究”“本科精英教育的探索———课外实践导师制”“基于建筑材料课程的学员自主学习能力的培养研究”等教学科研项目的支持，获得一些教学改革成果。在课程考核方面，近几年学生通过率都达到100%。优秀率从5%左右提高到10%以上。在撰写论文方面，学员团队在教员的指导下撰写了《泡沫铝的特性及其在防护工程中的应用探讨》《室内电磁辐射污染分析与评估》《基于金属热工艺“四火”原理实现铸强兵之“剑”》等多篇学术论文。在创造发明方面，在教员的指导下，学员自主开展“寒区单兵多用途自热包”“一种高强陶粒混凝土的研制”“K－15快速高强抢修加固材料”等材料研究，并申请了专利。在参加竞赛方面，学员连续四年组队参加理工大学“‘卓越杯’科技创新竞赛”“第三届全国大学生混凝土大赛”，多人次获奖;参与“本科生导师制”课外创新学习的学员，有多名被保送或考取研究生。
四、结语
在理工大学实行“一导五法”教学改革的大环境下，教员和学员参与教学改革的热情空前高涨，学员各类课外科技创新活动得到了校院多级***策支持，“本科生导师制”也在各学院深入推进。今后应将全国或兄弟院校的更多有价值的学科竞赛引入学校，并将参赛的组织模式固定下来。此外应进一步加大学员课外科技创新活动成效与学分、评优、保研等评价体系的联系，为学员的成长创造更加广阔的平台。
参考文献:
［1］李玲，熊健杰，韩玉梅．西方教育目标分类学对构建我国教师素质标准的启示［J］．西南大学学报:社会科学版，2011，37(6):65－69．
［2］王泽文，徐定华，乐励华，刘唐伟．大学数学教学规范及其知识体系与课程的构建［J］．理工高教研究，2006，25(3):95－97．
［3］李爱平，郝英．论分层教学在计算机课中的应用［J］．高教视窗，2009(3):183－184．
［4］方岚．高等院校本科生综合素养的培育途径［J］．当代经济，2009(6):116－117．
［5］徐家良，陈晓峰．分类分层次的计算机课程实践教学体系的构建［J］．实验科学与技术，2012，10(3):56－59．
［6］杨湘．应用处方式分层教学模式的理论与实践探索［J］．成人教育，2010(10):89－90．
［7］吴红耘．构建基础教育课程目标体系的现代心理学基础［J］．教学与管理，2010(10):8－9．
［8］邹斌．教师知识与教师专业化［J］．阜阳师范学院学报:社会科学版，2005(3):4－8．
［9］史平，胡方慧，李红梅．浅析学科教学知识的理论结构［J］．消费导刊，2009(8):177．
土木工程新材料论文篇8
民办高校是新的机制和模式下的本科教育，作为中国高等教育发展的重要组成，以服务地方和社会发展培养应用型技术人才为目标。为适应国家经济增长、科技进步及保证土木工程行业的持续健康发，结合民办高校学生特点，在《土木工程材料》中引入CDIO工程教育模式对原有教学体系进行了研究，培养具有扎实理论基础和较强实践能力的应用型高级人才，是向社会输送土木工程材料专业能力人才的最有效的途径。
二、CDIO模式在民办高校《土木工程材料》教学改革中的应用
民办高校学生是高等学校中一种特殊群体，他们思想活跃、新鲜事物接受较快，自我意识强、参与意识强等优点，但是学习基础薄弱、团队意识弱、自主学习动力的能力和毅力不足。针对民办高校学生的学习特点，以我校2012级土木工程（建工方向）和2012级土木工程（道桥方向）学生为授课，在土木工程材料课程中构建CDIO模式进行教学改革，教学设计及实施情况如下：
（一）课程理论体系层次化，充分利用先进的教学手段
学生刚刚进入专业课学习，对工程实际接触较少，缺乏对工程的了解和各种材料的认识，单凭文字的描述无法建立学生对材料的感性认识，导致学习兴趣不浓，同时土木工程材料的内容繁杂，涉及面广，对于学习和应用造成影响。将课程理论体系层次化、渐进式推动教学，首先，以材料的基本性质为主线将各章节串起来，形成一个有机的整体。采用多媒体授课方式，通过实物***片、动画和录像，比较直观地提供给学生大量信息。其次，利用工程环境、案例分析、创设情境，土木工程材料在工程实际中的应用。再次，根据现阶段土木工程材料的局限性，结合未来土木工程材料及技术可持续发展的方向，开发设计土木工程材料相关的技术。层次化教学可以大大提高学时效率，调动学生的学习兴趣和积极性。
（二）更新教学理念，提供强有力的师资保障
土木工程材料的发展日新月异，新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷，因此，课堂讲授打破教材的局限性，教学内容及时跟踪产业发展趋势和行业动态，做到及时更新、保持时代感，不仅要有较强的适应性、先进性还有有适度的超前性。通过教学团队建设，优化教师整体结构，改革教学内容和方法，开发教学资源，促进教学研讨和教学经验交流，推进教学工作，提高教师的教学和科研水平。
（三）开展专题讲座，施工现场教学
设立支撑CDIO模式的教学环境，邀请经验丰富的工程师给学生讲解一些工程中实际遇到的问题及解决办法，并以案例的形式在讲座上提出，引领学生通过运用学过的知识予以解决，通过模拟解决实际问题来实现知识由抽象到具体的飞跃。案例讨论后，要求学生把自己的分析以简明的书面报告上交，这样促使学生通过对比、归纳、思考理清自己的思路，用正确、简练的语言，把自己的分析转化为书面报告，有利于提高学生的归纳、总结能力。通过施工现场观摩教学，进一步加强课堂上的理论学习内容。组织课堂讨论，学生可以自由发表自己的见解，以进一步加深理解，通过试验验证，最后由学生自己归纳总结，既保证了教学内容要求，又营造一个自由交流的学术环境，鼓励学生大胆发表不同的意见，注意培养学生的发散思维性、动手能力和创新能力。
（四）加强实践教学，提升综合素质
土木工程新材料论文篇9
关键词：土木工程材料、实验课、重理论轻实践、实验教学改革
前言
《土木工程材料》是土木工程专业一门重要的专业基础课，也是重要的专业先导型课程，其理论性和实践性都非常强，在本科教学中，该课程一般都被安排在大学一年级开设，并为大学二、三年级的专业课打下良好基础，同时也为学生毕业以后的工作奠定基础。
通过《土木工程材料》课程的学习，学生可以掌握和了解土木工程材料及其制品的技术性能、土木工程材料的使用方法及常规材料的试验检测方法，具备合理选用土木工程材料并对常用材料进行检验的能力，为学习土木工程施工、土木工程结构和土木工程预算等专业课程提供基本知识；该课程教学内容繁多，而且可以完成的实验项目很多，在学生的四年学习中，《土木工程材料》是强调理论联系实际比较多的课程，尤其是随着经济的发展，各种新型建筑材料的不断涌现，教师在实习教学中必须不断补充新的内容，让学生了解最新的材料科技动态和一些新材料、新工艺、新手段，不断采用多种现代及传统教学方式，让学生在实验课中学到知识，通过学习，要求学生能准确了解每一种常用土木工程材料的性能和技术要求，具有较强的选择和应用材料的能力。
近年来，随着***"卓越工程师教育培养计划"（简称"卓越计划"）的实施和推进，旨在培养一大批创新能力强、适应社会发展的高质量工程技术人才的目标越来越明确，实验教学是理论教学的延伸和强化，良好的实验教学是培养学生动手能力、创新精神的重要手段，加强实验教学管理和改革，有利于加深和提高理论教学知识，也是提高学生创新应用能力的重要环节，在高等教育大众化背景下，如何推动创新教育、加强实验教学成果，确保本科教学质量和人才目标的培养，是从事高等教学工作必须面对的问题。
一、土木工程材料实验课教学的现状
1.1 教材内容陈旧、理论脱离实际
在绝大部分高校中，所使用的《土木工程材料》教材仍然是多年以前编写的教材--即便是所谓的最新教材，其内容也是大同小异，而许多新材料和工艺流程、实验方法并没有及时编写进教材，如OGFC沥青混凝土、沥青混凝土抗车辙剂、高粘沥青、高聚物改性剂、彩色沥青、彩色水泥混凝土、各种新型的外加剂等，这些材料早已经广泛应用于实际工程建设领域，而教材中的内容很少甚至是没有的，很多教材所用的规范其实是早已过时失效的规范，许多建筑材料的实验检测规范和方式都进行了变更，如沥青技术标准、水泥的凝结时间测定等，这样就使实践和理论发生了脱节。
1.2 实验课时间及学时安排不够合理
由于各个学校对实验教学在创新性人才培养的重要性认识普遍不足，使得《土木工程材料》的实验课课时所占的比例很低，***开设实验课的学时和门数都较少，实验教学是培养学生在掌握系统理论条件下，将理论应用于实践的一种方法，比如我校的《土木工程材料》总学时64节左右，而实验课平均仅仅为10节左右，比例不当而且学时严重不足。
1.3 实验教师力量薄弱
作为应用型高等院校，建设理论与实验教学的互通队伍，实现科研、教学、技术兼容相通，使实验教学核心稳定、结构合理的实验教学团队，是提高实验课效果的关键一环，形成实验教学队伍知识、技术不断更新的科学有效的培养培训制度，因为教师是完成实验教学的重要力量，教师的思想素质、业务水平、工作效率等都直接影响着实验教学的质量、科学研究的进程、实验设备的使用效益以及实验室建设和管理的水平。
1.4 实验课教学的考核问题
我们知道，在实验的理论与实践有时候是存在差异的、有时候会由于各种原因产生错误或误差，在很多高校中，实验课的成绩经常取决于理论与试验数据的是否吻合，因此很多学生为了得到更好的成绩，发现试验与理论数据数据不吻合或者相差较大，常常不加分析地修改甚至伪造数据。这种做法其实不利于学生能力的培养，因此，我们应积极改革实验课的考核标准，制订科学的实验课考核体系，但是，本人通过了解浙江的几所高校，发现情况基本差不多，多数高校对于《土木工程材料》实验课并没有建立科学的教学考核体系，对实验课的教学要求也远未达到理论教学的严格层度，对于实验课的成绩评价仍然是采用传统的方法甚至没有评分。
1.5重理论轻实践，对实验课缺乏重视
《土木工程材料》是一门实践性很强的课程，最好的方法是理论紧密联系实践，因此实验课是非常重要的，而现在很多学校教学中存在着严重的重理论轻实践的问题，在建筑材料教学中，实验课的内容一般是先由理论老师进行讲授，再根据所讲授内容安排实验课实验巩固所学的内容，而实验课由于班级和人数较多，实验的教学环境狭小而实验课的效果非常不好，常常是理论知识讲完几个星期后才有时间和空间安排实验课程，学生很难把所学的知识前后联系起来；同时，各大高校的实验设备配置一般都严重不足，实验操作过程中分组人数一般为10～15人一组甚至30人一组，因此，在实验课时，很多学生在实验时只能围观而无法亲手完成操作，只能做一下记录或旁观了事，而且实验题目都是一样的，就出现了不愿发挥主动性、创造性问题，相互抄袭实验数据的现象非常普遍。
二、土木工程材料实验课教学改革措施
2.1 推进"开放实验室"建设
所谓"开放实验室"，就是将实验室有条件地开放，让学生按教学要求和自身的爱好，根据自己的情况选择合适的时间去完成自己设计的实验题目，学生可以根据自己所学的知识选择实验题目，自己设计实验的方案并***完成整个实验，实验的形式具有可开放性特征。改变当前实验内容都是教材或教师设计，学生只能在规定的框架内被动完成实验的状况，当前的学生完全处于被动地位，创造性思维及学习兴趣都很缺少，转变实验教学观念，实施"开放实验室"教学可以有效弥补传统实验教学的不足，提供学生***思考并自主学习的个性空间，，在这个过程中，教师只负责对实验过程进行宏观审查，在实验过程中给予必要的启发和指导。
和传统实验方法不同，开放性实验对于巩固学生所学知识，培养学生的***思考和创新能力等方面的培养都具有独特的优越性，改变了教师的教学方式，由以前的教改为启发式循循善诱和启迪思维，顺应了当前教学改革的大趋势，有利于"卓越工程师教育培养计划"的实施和推进，另外要注意，"开放实验室"并不是把门打开不管，开放对象不要太多，一般选择为大学一、二年级的土木工程专业学生，实验指导教师可由建筑材料、材料力学和相关学科教师组成指导组并实行预约登记制度。
2.2 开发设计性、综合性实验
在土木工程材料实验教学中，并在"开放实验室"条件下，我们可以集思广益、开阔思路，积极推进设计性、综合性的实验教学，最大限度地利用现有实验设备和技术条件。由学生完成实验方案设计并***完成的实验，同时通过对实验内容的调整与整合，开发新的实验内容，提高综合性、设计性实验在实验教学中所占的比例。
2.3优化整合实验教学体系
该工作应由相关领导牵头，会同专业教师和实验教师一起，规范实验教学体系、设计实验教学项目、制定实验教学计划，在原有《土木工程材料》教材的基础上编写有针对性的实验教学大纲和实验指导书，同时进一步强调理论课、实验课的紧密衔接关系，在实验课教学过程中，要改掉以往多个班级学生集中实验集中操作的实验教学模式，不同班级可以错时实验，每个组的学生最好为3-5个人，以提高实验教学效果和互动性。
2.4 实验内容设计体现多学科优势
在《土木工程材料》实验内容设计方面，在"开放实验室"条件下，可以启发学生尽量实现不同学科间交叉渗透，进行跨专业跨学科的综合能力培养，同时高等学校的科研优势明显，可以以此为出发点，大力促进教学科研人员的参与，以达到教师科研成果在实验教学内容的转化。
2.5 实验教学考核的改变
《土木工程材料》的实验成绩应考虑学生的实验预习、操作及纪律和实验报告等情况综合评定。
首先，在正式实验课前应要求学生做好预习准备，实验开始之前教师可以提问或检查预习报告，以检查学生的实验准备情况，该项成绩占实验课总的10%左右；其次实验操作结束的实验报告一定要仔细检查，并要求学生***完成所有的实验报告，实验报告成绩可以占该项实验课总的40%左右；在实验课的考查、考试方面应占实验课总成绩的50%左右，可以检查性实验为实验考试形式，实验题目由教师统一安排并由学生写出实验方案，然后右学生***完成操作，再辅以学生的笔试和平时情况评定成绩，如依据教学大纲的要求，将普通沥青混凝土单项实验设计为多方案实验，将每班学生分成10个左右的实验组，各小组可采用不同的粗细骨料、不同掺量的沥青，各组学生根据不同要求测定沥青原材料及混合料的性能，并按要求进行沥青砼配合比设计及配制沥青混凝土，教师根据实验过程、实验数据、实验报告情况给予打分。
结论
实验教学及考核是高等教育土木工程专业培养学生动手能力、创新能力的重要环节，《土木工程材料》更不另外，为了完成"卓越计划"培养目标，我们要加大力度进行该课程的实验教学改革，提高学生的创新能力。突出高校学生的学习主动性，由灌输式转变为启发性教育方式的转变，高校实验教师应区别对待学生的个性给予不同方式的启发性教育，引导学生***思考以探寻有创新意义的实验方法。
参考文献：
①尹健，李益进.《建筑材料》教学改革实践[J].株洲师范高等专科学校学报，2004.5：47-49
②王正君，刘春花.加强道路建筑材料实践教学环节的研究[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2007.9：55-56.
土木工程新材料论文篇10
中***分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1 现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。
1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。
2 未来土木工程的发展
2.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
另一方面，土木工程学科将向周围继续发散，与材料，环境，化学，电子信息，机械， 城市规划，建筑等相关学科进一步的交叉，融合，互相支持，互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科，如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透，比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等等。
2.2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，20~30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。
信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。
2.2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向，这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括，资源的保护，资源再利用，污染控制和全方位的质量。我国的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性，从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护，全路设计为封闭构造，杜绝了固体废弃物的污染，也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。
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