時(shí)間：2023-03-21 17:13:57
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關(guān)鍵詞：土木工程；現(xiàn)狀；發(fā)展前景
中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）0120042-01
1 土木工程的定位
土木工程是指與工程建設(shè)有關(guān)的科學(xué)、技術(shù)、工程的概括，是利用建材、設(shè)備進(jìn)行勘測、設(shè)計(jì)施工、維修等的技術(shù)活動；也指直接或間接為人們提供生產(chǎn)、生活等服務(wù)的工程設(shè)施。土木工程作為伴隨人類社會發(fā)展的一個(gè)古老行業(yè)，真實(shí)的反應(yīng)了各個(gè)時(shí)期的科技、經(jīng)濟(jì)及社會發(fā)展?fàn)顩r，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中越來越成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱。尤其是建國以后土木工程飛速發(fā)展，無論是力學(xué)分析、設(shè)計(jì)理論方法還是施工技術(shù)都有很大突破。特別是近年來與新材料的結(jié)合應(yīng)用、超高層建筑等發(fā)面發(fā)展尤為驚人。但是客觀來講，土木工程還有很多亟待解決的問題。
2 土木工程現(xiàn)狀
建國以來，土木工程建設(shè)一直沒有停止且發(fā)展迅速，取得了巨大的成就。新的會展中心、高層建筑、橋隧、軌道交通、高速公路及大壩在全國各地不斷建造，新的科技新建材的應(yīng)用也走在了世界的前列。
改革開放以后，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，具有經(jīng)濟(jì)風(fēng)向標(biāo)的建筑業(yè)也搭上了經(jīng)濟(jì)快車飛速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量和高度等數(shù)據(jù)都很可觀。根據(jù)一些統(tǒng)計(jì)報(bào)告，目前我國已經(jīng)建成600多座超過100m的建筑，70多座超過200m的建筑，超過300m的建筑竟有20多座，占世界的20%多。目前我國最高的建筑為在建的深圳平安國際金融大廈，該項(xiàng)目為南北塔樓。其中，裙房高度不低于40米，南塔樓高度設(shè)計(jì)為150200米，北塔樓設(shè)計(jì)高度不低于450米。上海中心大廈，主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580米，建筑主體為118層，總高度632米，是目前我國在建的第二高樓，它是由傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和較為先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)的混合。在2008年11月29日進(jìn)行主樓樁基開工，預(yù)期到2014年竣工。大廈的設(shè)計(jì)高度超過臺北101，建成后為中國第二高樓。世界上，超過400米的14座超高層建筑中有8座在中國大陸，這個(gè)數(shù)量足以讓世人驚嘆。
同樣作為影響國民經(jīng)濟(jì)的重大基礎(chǔ)建設(shè)的鐵路、公路也有很大的發(fā)展。我國目前的鐵路網(wǎng)規(guī)模僅次于美國居全球第二，以及擁有世界上總里程最長的高速鐵路網(wǎng)。截止到2011年底我國鐵路的總里程已經(jīng)達(dá)到11萬多公里，其中時(shí)速在200公里的鐵路總里程突破了1.2萬公里。截止去年年底，全國高速公路達(dá)9萬余公里，位居世界第二，其中，國家高速公路5.77萬公里，比上年末增加0.54萬公里。全國高速公路車道里程為32.86萬公里，主要的國家級公路全部建成，并完成了拓寬改造。
橋隧建設(shè)也取得驚人成就。杭州灣跨海大橋、港珠澳跨海大橋、蘇通長江大橋以及長達(dá)20公里的烏鞘嶺隧道等一批工程都代表了世界的最先進(jìn)水平。
在關(guān)系民生國本及能源可持續(xù)發(fā)展的水利工程方面，建國以來，共建成上百個(gè)大型水電站及水庫。南水北調(diào)、三峽水電站等工程的建設(shè)更是為我國水利建設(shè)史上添了濃厚的一筆。
3 土木工程的發(fā)展前景
3.1 新材料及高性能材料的應(yīng)用。傳統(tǒng)土木工程耗能高，材料不能循環(huán)利用，產(chǎn)生大量建筑垃圾。這一現(xiàn)象已經(jīng)引起人們的高度重視。傳統(tǒng)建材肯定會被可循環(huán)利用的性能優(yōu)良的材料所替代。建筑材料對工程質(zhì)量的影響很大，比如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的鋼材將向著高強(qiáng)、質(zhì)輕、韌性好等方面發(fā)展，高性能混凝土及其他復(fù)合材料也將向這方面發(fā)展。相關(guān)材料性能將進(jìn)一步提高，新材料的應(yīng)用將進(jìn)一步廣泛。
3.2 空間上的更廣泛開發(fā)。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建設(shè)飛速發(fā)展，人口膨脹，城市規(guī)模擴(kuò)大，現(xiàn)代城市都面臨著同樣的一個(gè)問題：用地緊張。由此帶來了生存空間擁擠、交通擁堵、環(huán)境惡化等等問題。因此我國的土木建設(shè)將向地下和高空發(fā)展，以開拓更多的活動空間。高層建筑越來越多，地下基坑深度越來越大。因土地使用費(fèi)用低，地下空間的開發(fā)有很大吸引力。土木工程的建設(shè)實(shí)也例證明在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市是有地下開發(fā)的必要條件的，地下空間的開發(fā)與利用是現(xiàn)代城市發(fā)展的必然。
3.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的更大發(fā)展。自上世紀(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土被發(fā)明以來，其在我國的發(fā)展相當(dāng)迅速。隨著科技發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論將更加完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用將推動預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出“智能混凝土”等。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用將更加廣泛。
3.4 環(huán)境友好。土木工程的產(chǎn)品大多是直接與自然環(huán)境相接觸的。自然環(huán)境的惡化，其中有一部分即為土木工程產(chǎn)品的影響，其中無論是所需建筑材料對環(huán)境的間接影響還是施工過程中對自然環(huán)境的直接破壞都對自然環(huán)境有極大的影響。自然環(huán)境與人類生存、生活息息相關(guān)，土木工程與自然環(huán)境友好協(xié)調(diào)時(shí)人類社會發(fā)展的必然。
3.5 新管理及運(yùn)營模式。管理也是生產(chǎn)力。改革開放后我國的土木工程行業(yè)相關(guān)企業(yè)雖經(jīng)過一系列的整合改革，但相比國外的先進(jìn)模式仍有差距，只有在硬件及軟件上全面協(xié)調(diào)發(fā)展才能發(fā)揮最大效應(yīng)。
4 結(jié)語
目前，我國土木工程已取得很大成就，一系列標(biāo)志性建筑已代表了我們的技術(shù)水平。但我國的土木工程的整體水平與世界先進(jìn)水平還有不小的距離。全球化時(shí)代，如何迎接新的挑戰(zhàn)，更好的發(fā)展土木工程，是我們必須認(rèn)真思考的問題。從未來的可持續(xù)發(fā)展及加強(qiáng)競爭力考慮，我們不僅要對土木工程理論及其實(shí)踐進(jìn)行更深入的研究，還要強(qiáng)化土木工程與其他相關(guān)學(xué)科的融合與，實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：土木工程材料；改革；畢業(yè)設(shè)計(jì)
“土木工程材料”n程是土木工程等專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，同時(shí)，也是為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、材料力學(xué)等專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。土木工程材料課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容是介紹土木工程材料的基本性質(zhì)、應(yīng)用范圍、檢測方法，了解材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及改善的途徑，使學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)工作中合理選擇并且使用土木工程材料，并為學(xué)生今后從事土木工程專業(yè)技術(shù)工作提供基礎(chǔ)理論和技能訓(xùn)練。隨著建筑行業(yè)專業(yè)經(jīng)營模式的變化，社會對創(chuàng)新型、綜合型人才的需求量日益增大，土木工程材料課在工程建設(shè)中的重要性就體現(xiàn)出來。為適應(yīng)大土木培養(yǎng)的要求，傳統(tǒng)的以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需要，我們需要對土木工程材料課進(jìn)行改革和創(chuàng)新，并且及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。
一、土木工程材料教學(xué)現(xiàn)狀
土木工程材料課程的涉及內(nèi)容種類繁多，材料之間的邏輯性不強(qiáng)，而學(xué)時(shí)相對偏少，記憶內(nèi)容偏多，導(dǎo)致學(xué)生對材料課程理解不深?？荚嚱Y(jié)束，學(xué)生就會忘得一干二凈，最終使得學(xué)生在材料的選擇使用方面知識欠缺，給以后工作帶來困難。
隨著當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的飛快發(fā)展，新材料、新工藝層出不窮。隨著社會分工的細(xì)化，建筑行業(yè)的分工也在細(xì)化，國內(nèi)專門從事新材料開發(fā)與提供施工服務(wù)的企業(yè)已參與到設(shè)計(jì)與施工中。但是，水泥和混凝土依舊是當(dāng)今社會中經(jīng)常使用的材料，并且在將來的相當(dāng)長的一段時(shí)間里占據(jù)著重要的地位。所以土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，對理論課程的依賴性比較強(qiáng)，致使實(shí)驗(yàn)課程和時(shí)代脫節(jié)，降低了學(xué)生的求知欲。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就是先由實(shí)驗(yàn)教師講解實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)過程，然后學(xué)生按教師的要求分組進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，這種“驗(yàn)證式”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前以素質(zhì)教育為核心，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為重點(diǎn)的高等教育體制。
現(xiàn)如今，隨著土木工程類高等院校課程的調(diào)整，材料實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)相對較少，學(xué)生很難去做一些有意義、具有綜合性和設(shè)計(jì)性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，不但減少了學(xué)生的試驗(yàn)次數(shù)，也很難激發(fā)起學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。
二、實(shí)踐教學(xué)改革措施
1.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)大綱
實(shí)踐教學(xué)是實(shí)驗(yàn)課中最為重要的環(huán)節(jié)，學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證書本中的理論。為了增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，并培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍛煉學(xué)生進(jìn)行科研的能力。我們積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和實(shí)踐，及時(shí)調(diào)整更新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容。針對上述現(xiàn)狀，我們進(jìn)行了如下改革，并且取得了良好的效果。
將教學(xué)內(nèi)容提前發(fā)放給學(xué)生自習(xí)，在實(shí)驗(yàn)課時(shí)教師做重點(diǎn)以及難點(diǎn)的講解，通過預(yù)習(xí)和講解，減少贅述時(shí)間，從而使學(xué)生擁有更多的時(shí)間去做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前不再重復(fù)講述課程內(nèi)容，節(jié)省了時(shí)間，更多的是提高學(xué)生們的動手實(shí)踐能力。
增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。由于實(shí)驗(yàn)課大幅減少了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的講授環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間大為增加。在原來實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加鋼材實(shí)驗(yàn)多方案設(shè)計(jì)、水泥性質(zhì)多方案實(shí)驗(yàn)、混凝土性質(zhì)多方案設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠覆蓋大多數(shù)的材料。
增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。改變之前的驗(yàn)證模式，將水泥、砂、石、混凝土和砂漿實(shí)驗(yàn)合并起來，作為2個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過設(shè)定混凝土和水泥砂漿的各類指標(biāo)，讓學(xué)生對原材料進(jìn)行性能檢驗(yàn)、配合比設(shè)計(jì)等任務(wù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
為進(jìn)一步提高學(xué)生的動手時(shí)間能力，根據(jù)我校提出的實(shí)驗(yàn)課程要具有“演示性”“驗(yàn)證性”“設(shè)計(jì)性”和“綜合性”的要求，提出了開放土木工程材料實(shí)驗(yàn)室，設(shè)立綜合性實(shí)驗(yàn)課程。初步設(shè)想開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)課程，配合各類專業(yè)課進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)。
隨著科技生產(chǎn)力的提高，各種新型材料也在不斷應(yīng)用于工程實(shí)際當(dāng)中。所以，在之前實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以增加一些有意義的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生們的興趣?？梢越M織一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大賽，鼓勵學(xué)生們積極參加，內(nèi)容形式不限，發(fā)揮學(xué)生的自主性和積極性。按照要求完成實(shí)驗(yàn)比賽內(nèi)容，并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文的，可以得到課外活動學(xué)分1～3分。這樣，不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，而且并且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)業(yè)精神，也促進(jìn)了老師與學(xué)生的相互提高。
2.開設(shè)研究型畢業(yè)論文設(shè)計(jì)選題
學(xué)生參加研究型項(xiàng)目需要和學(xué)生自身的能力一致，所布置的任務(wù)或者實(shí)驗(yàn)不要超出學(xué)生的能力范圍，找不到切入點(diǎn)，這樣也不能達(dá)到預(yù)期的目的。將橫向課題或者縱向課題加入到土木工程材料實(shí)驗(yàn)課中去，授課老師在課外花更多時(shí)間和精力去指導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行科研項(xiàng)目，并給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)所需的材料及其設(shè)備，使學(xué)生能夠從中得到能力的鍛煉和提升。根據(jù)其縱向或橫向課題確定畢業(yè)論文選題。通過參與科研項(xiàng)目的研究，學(xué)生可以協(xié)助老師解決與科研項(xiàng)目相關(guān)的科學(xué)難點(diǎn)，并且為自己以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題確立方向，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做良好的鋪墊。
三、結(jié)語
通過對土木工程材料實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)大綱，學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)，減少贅述時(shí)間，增加做實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鼓勵學(xué)生參加，并給出相應(yīng)的獎勵。在土木工程材料教學(xué)實(shí)踐過程中，將科研項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生參與授課老師的科研項(xiàng)目活動，讓學(xué)生不但能夠很快的理解并吸收知識，而且鍛煉了學(xué)生們的動手能力，使學(xué)生們真正學(xué)到相關(guān)的專業(yè)知識，從而圓滿完成教學(xué)任務(wù)。
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基于土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案對學(xué)員“知識、能力、素質(zhì)”三個(gè)層次的培養(yǎng)要求，將土木工程材料課程知識體系相對應(yīng)地劃分為“教材知識、拓展知識、科學(xué)知識”三個(gè)層次。通過課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程考核四個(gè)階段的課程設(shè)計(jì)，分別采取不同的教學(xué)方法和考核方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)員獲得學(xué)習(xí)、實(shí)踐和創(chuàng)新等方面能力和素質(zhì)的目的。
關(guān)鍵詞:
土木工程材料;知識分層;教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)踐;課程教學(xué)
知識是基礎(chǔ)，是載體;能力是知識的綜合體現(xiàn);素質(zhì)是知識與能力的升華。知識、能力、素質(zhì)是進(jìn)行創(chuàng)新的基礎(chǔ)，只有將三者的教育與培養(yǎng)結(jié)合在一起，并貫穿于教育的全過程，才能培養(yǎng)出高水平的人才。高等教育應(yīng)在傳授知識的同時(shí)提高學(xué)生的綜合能力，升華其素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。布盧姆認(rèn)為，只要在提供恰當(dāng)?shù)牟牧虾瓦M(jìn)行教學(xué)的同時(shí)，給每個(gè)學(xué)生以適當(dāng)?shù)膸椭统浞值臅r(shí)間，幾乎所有的學(xué)生都能完成學(xué)習(xí)任務(wù)或達(dá)到規(guī)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)［1］。其實(shí)很多學(xué)生學(xué)習(xí)成績不理想，學(xué)生智慧能力的欠缺并不是主導(dǎo)因素，未能提供適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)條件和合理的幫助才是造成學(xué)生學(xué)習(xí)成績不理想的最大原因。因此，筆者在土木工程材料課程教學(xué)中采取知識分層的方法，將課程知識劃分為不同層次，預(yù)定目標(biāo)，并采取針對性措施，幫助學(xué)員實(shí)現(xiàn)獲得“知識、能力、創(chuàng)新”不同層次知識的目的［2－4］。
一、土木工程材料課程知識分層的教學(xué)設(shè)計(jì)
土木工程材料課程主要介紹各類建筑材料的成分、生產(chǎn)過程、技術(shù)性能、質(zhì)量檢驗(yàn)以及應(yīng)用等基本知識。材料種類繁多，內(nèi)容繁雜，各章自成體系，而且概念多、術(shù)語雜;經(jīng)驗(yàn)性的東西多，邏輯推理性內(nèi)容少;文字?jǐn)⑹龆啵接?jì)算少。學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中感覺對知識的理解并不難，難的是抓不住重點(diǎn)，感覺要記憶的東西太多，不能將繁雜的內(nèi)容梳理出條理清晰的層次，以致學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)效率不高。 依據(jù)土木工程材料課程知識來源及其特點(diǎn)，將該課程教學(xué)內(nèi)容劃分為:教材知識、拓展知識、科學(xué)知識三個(gè)層次［5］。(1)教材知識:即人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)要求掌握的內(nèi)容，包括水泥、混凝土、鋼材、防水等材料的化學(xué)成分、生產(chǎn)工藝、技術(shù)性能、質(zhì)量檢驗(yàn)以及材料的基本性能試驗(yàn)等;(2)拓展知識:指教員對課本知識的分析和拓展，主要內(nèi)容是教員在科研、工程等實(shí)踐過程中積累的經(jīng)驗(yàn)和知識，以及課本以外的專業(yè)知識等［6］;(3)科學(xué)知識:與土木工程有關(guān)聯(lián)的一切材料知識與實(shí)踐，重點(diǎn)介紹材料科學(xué)發(fā)展的最前沿知識，及其在防護(hù)工程中的應(yīng)用，如泡沫鋁、納米二氧化鈦、石墨烯、相變材料、形狀記憶材料等新材料的功能開發(fā)和應(yīng)用研究，主要作用是激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)造力。針對不同層次的知識，引導(dǎo)學(xué)生采用不同的學(xué)習(xí)方法和不同類型的評價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)不同層次的教學(xué)目標(biāo)［7］。通過任務(wù)—問題，引發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)學(xué)員獲得“知識、能力、創(chuàng)新”三位一體課程知識的目的，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
二、土木工程材料課程知識分層的教學(xué)實(shí)踐
為了深入貫徹理工大學(xué)精英教育理念，充分發(fā)揮教員的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)員全面成長，更好地對學(xué)員因材施教，拓寬學(xué)員視野，培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)踐能力和科研創(chuàng)新能力，從2009年開始，筆者嘗試在土木工程材料課程教學(xué)過程中實(shí)施“本科生導(dǎo)師制”。實(shí)踐中將導(dǎo)師制與課堂教學(xué)內(nèi)容形成良好的銜接、互補(bǔ)，并對課程的知識體系進(jìn)行梳理，逐步形成了“知識分層”的教學(xué)思想，在探索實(shí)踐中，收到了較好的效果。
(一)課前預(yù)習(xí)以教材和學(xué)習(xí)指導(dǎo)書為載體，引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行有針對性的課前自學(xué)，時(shí)間以10分鐘至30分鐘為限。課前自學(xué)能使學(xué)員對概念性知識有初步認(rèn)識，對不能理解的知識點(diǎn)或各類疑問帶到課堂上反饋給教員。本過程以讓學(xué)員了解和掌握教材知識為目標(biāo)。
(二)課堂教學(xué)教員對學(xué)員的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行檢查，獲得學(xué)員不能理解的知識點(diǎn)或各類疑問，在課堂上有針對性地講解必須掌握的重點(diǎn)、難點(diǎn)，確保學(xué)員能夠掌握人才培養(yǎng)方案要求掌握的知識。本過程以讓學(xué)員了解和掌握教材知識為目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，教員對課本知識進(jìn)行拓展，介紹真實(shí)的工程案例或事故，重點(diǎn)是軍事工程。本過程以讓學(xué)員了解和掌握拓展知識為目標(biāo)。主要包括如下三方面內(nèi)容:(1)大型工程涉及的材料:包括國內(nèi)外各類典型工程及本地區(qū)的重點(diǎn)工程，如青藏鐵路、水立方、鳥巢、蘇通大橋、杭州灣大橋、永興島建設(shè)等工程中涉及的各類材料，體現(xiàn)理論知識與工程應(yīng)用的緊密聯(lián)系。(2)工程事故:包括各類媒體介紹的工程事故及環(huán)境污染實(shí)例，如重慶彩虹橋垮塌事件、家庭裝修帶來的“裝修病”等，以此作為切入點(diǎn)介紹材料性能對工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用性能影響的重要性。(3)特種材料及技術(shù):如“耐高溫—高寒混凝土”“耐海水混凝土”“泵送混凝土”“混凝土結(jié)構(gòu)搶修加固材料”“再生混凝土”“材料無損檢測技術(shù)應(yīng)用”等，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)員針對工程實(shí)踐特點(diǎn)，根據(jù)基礎(chǔ)理論知識進(jìn)行材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為大學(xué)本科教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。相對于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更具直觀性，更能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和分析問題的能力，在提高大學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用［8－9］。1．基本實(shí)驗(yàn)按照《全國高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育評估標(biāo)準(zhǔn)》對土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，完成六個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。本過程以讓學(xué)員了解和掌握教材知識為目標(biāo)。2．自主實(shí)驗(yàn)即開放式“三性”試驗(yàn)，實(shí)行自主選題、自行設(shè)計(jì)、自主操作。采取“本科生導(dǎo)師制”［10］，引導(dǎo)學(xué)生組成興趣小組或科研團(tuán)隊(duì)自行選擇試驗(yàn)內(nèi)容，合理利用實(shí)驗(yàn)室已有設(shè)備制定試驗(yàn)方案，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。遵循“引導(dǎo)—自學(xué)—輔導(dǎo)—實(shí)踐”四個(gè)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生自主進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的熱情，把綜合理論知識和技術(shù)融入到研究過程中，培養(yǎng)學(xué)生合作研究能力、技術(shù)創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，充分開發(fā)學(xué)生的潛力，為培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)員創(chuàng)造條件。本過程以讓學(xué)員了解科學(xué)知識為目標(biāo)。在自主實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教員根據(jù)學(xué)員的選題提供研究思路，以國防工程新材料研制俱樂部為平臺，帶領(lǐng)學(xué)員進(jìn)行各類實(shí)踐活動，如面向?qū)W生的科研立項(xiàng)、開展學(xué)科競賽、參與教員的科研項(xiàng)目等。主要成果形式可以分為三大類:論文類、發(fā)明類、競賽類。(1)論文類，包括科普類論文和學(xué)術(shù)類論文。從材料角度對大型工程進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，或從工程事故分析報(bào)告等角度撰寫論文，要求正式發(fā)表，包括會議論文。如論文《‘美國911事件’中鋼材對火災(zāi)產(chǎn)生、蔓延的影響》《建筑環(huán)境污染事件中材料的決定因素》等;也可以根據(jù)國家戰(zhàn)略或國防戰(zhàn)略選題，如《設(shè)計(jì)南海、西南高寒地區(qū)所需要的特種建筑材料》等。(2)發(fā)明類:以土木工程建設(shè)、國防工程建設(shè)或軍事需求進(jìn)行選題，包括材料發(fā)明、材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，通過試驗(yàn)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造，并申請發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?3)競賽類:以材料的創(chuàng)造發(fā)明或論文形式，參加校內(nèi)外各類學(xué)科競賽。如每年一次的理工大學(xué)“卓越杯”科技創(chuàng)新大賽，每兩年舉辦一屆的“全國大學(xué)生混凝土設(shè)計(jì)比賽”“中國大學(xué)生新材料創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”“‘挑戰(zhàn)杯’全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽”等，甚至可以參加相關(guān)學(xué)科的競賽，如“全國大學(xué)生混凝土結(jié)構(gòu)大賽”等。
(四)課程考核課程考核包括教學(xué)不同階段的全過程評價(jià)，既考核結(jié)果，也考核過程。一是考核學(xué)員對教材知識的掌握情況，占總成績的70%，具體包括預(yù)習(xí)單、作業(yè)本、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、考試成績等。二是考核學(xué)員對拓展知識的了解、掌握情況，占總成績的20%，主要包括課堂表現(xiàn)、創(chuàng)新選題等。三是考核學(xué)員對科學(xué)知識的了解、掌握情況，占總成績的10%，是課程成績評定為優(yōu)的重要依據(jù)。主要以課外創(chuàng)新作品的呈現(xiàn)程度來進(jìn)行評價(jià)，如撰寫論文5分，如果了(或有錄用通知)就10分;發(fā)明創(chuàng)造有作品的5分，申請了專利的10分;正式參加了比賽的5分，已經(jīng)獲獎的10分。
三、土木工程材料課程知識分層教學(xué)成效
在“土木工程材料知識分層”教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐的過程中，先后獲得學(xué)院“建筑材料課程教學(xué)改革研究”“本科精英教育的探索———課外實(shí)踐導(dǎo)師制”“基于建筑材料課程的學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)研究”等教學(xué)科研項(xiàng)目的支持，獲得一些教學(xué)改革成果。在課程考核方面，近幾年學(xué)生通過率都達(dá)到100%。優(yōu)秀率從5%左右提高到10%以上。在撰寫論文方面，學(xué)員團(tuán)隊(duì)在教員的指導(dǎo)下撰寫了《泡沫鋁的特性及其在防護(hù)工程中的應(yīng)用探討》《室內(nèi)電磁輻射污染分析與評估》《基于金屬熱工藝“四火”原理實(shí)現(xiàn)鑄強(qiáng)兵之“劍”》等多篇學(xué)術(shù)論文。在創(chuàng)造發(fā)明方面，在教員的指導(dǎo)下，學(xué)員自主開展“寒區(qū)單兵多用途自熱包”“一種高強(qiáng)陶?；炷恋难兄啤薄癒－15快速高強(qiáng)搶修加固材料”等材料研究，并申請了專利。在參加競賽方面，學(xué)員連續(xù)四年組隊(duì)參加理工大學(xué)“‘卓越杯’科技創(chuàng)新競賽”“第三屆全國大學(xué)生混凝土大賽”，多人次獲獎;參與“本科生導(dǎo)師制”課外創(chuàng)新學(xué)習(xí)的學(xué)員，有多名被保送或考取研究生。
四、結(jié)語
在理工大學(xué)實(shí)行“一導(dǎo)五法”教學(xué)改革的大環(huán)境下，教員和學(xué)員參與教學(xué)改革的熱情空前高漲，學(xué)員各類課外科技創(chuàng)新活動得到了校院多級政策支持，“本科生導(dǎo)師制”也在各學(xué)院深入推進(jìn)。今后應(yīng)將全國或兄弟院校的更多有價(jià)值的學(xué)科競賽引入學(xué)校，并將參賽的組織模式固定下來。此外應(yīng)進(jìn)一步加大學(xué)員課外科技創(chuàng)新活動成效與學(xué)分、評優(yōu)、保研等評價(jià)體系的聯(lián)系，為學(xué)員的成長創(chuàng)造更加廣闊的平臺。
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土木工程材料課程面向土木工程、工程管理等多個(gè)專業(yè)，課程具有以下特點(diǎn)［3］:內(nèi)容龐雜零散，課程很多，內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系不強(qiáng)，需要記憶的多;課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，相對于工科的其他課程而言，土木工程材料的各部分內(nèi)容和知識點(diǎn)之間的邏輯性不強(qiáng)，彼此之間的聯(lián)系也不大，故很多內(nèi)容需要學(xué)生強(qiáng)化記憶，形成對材料的常識性認(rèn)識，上述特點(diǎn)，使慣于通過邏輯推理來領(lǐng)會，掌握知識點(diǎn)的工科學(xué)生較難適應(yīng)。傳統(tǒng)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)課，一般模式為［4］:老師先介紹實(shí)驗(yàn)原理、目的、儀器設(shè)備、注意事項(xiàng)等，學(xué)生按教師或教材所講的步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)，讀取數(shù)據(jù)，驗(yàn)證規(guī)律、公式或性質(zhì)，這種教學(xué)模式實(shí)質(zhì)上是以教師為中心，學(xué)生處于一種被動從屬的地位，缺乏實(shí)驗(yàn)主動性和興趣性:以驗(yàn)證理論為目的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)少，分析無對比性，不能對課堂理論融會貫通進(jìn)行分析;不利于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，不利于引導(dǎo)學(xué)生突破思維的障礙，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維方法的形成，不利于學(xué)生智能的發(fā)展，不利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中各種能力的培養(yǎng)。
2土木工程材料教學(xué)改革途徑
2．1理論教學(xué)體系改革
2．1．1根據(jù)材料的發(fā)展與市場需求的變化及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)建筑技術(shù)的發(fā)展與市場需求的變化，跟蹤新材料、新技術(shù)的發(fā)展與國家產(chǎn)業(yè)政策的變化，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生掌握最新材料知識?？紤]到土木工程材料不可能涵蓋所有的新材料，因此選擇當(dāng)前市場容量大的、對建筑工程造價(jià)影響比較大的，而且符合國家產(chǎn)業(yè)政策的新型土木工程材料進(jìn)行跟蹤并補(bǔ)充到土木工程材料課程教學(xué)內(nèi)容中，同時(shí)淘汰已過時(shí)或者不符合國家產(chǎn)業(yè)政策的材料。為此在教學(xué)過程對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了以下調(diào)整:1)墻體材料淘汰黏土磚等國家已明令禁止使用的產(chǎn)品，相應(yīng)地補(bǔ)充了建筑砌塊、灰砂磚及復(fù)合保溫墻體材料等。2)針對市場上大量采用墻體保溫技術(shù)，增加了聚苯乙烯泡沫板及塑料泡沫塑料板及其內(nèi)外保溫技術(shù)的內(nèi)容。3)根據(jù)市場需求，淘汰瀝青油氈的內(nèi)容，加強(qiáng)SBS、橡膠改性瀝青卷材與高分子聚合物卷材的教學(xué)。
2．1．2鼓勵學(xué)生深入建材市場了解最新建材行情，撰寫調(diào)查報(bào)告
鼓勵學(xué)生利用課余時(shí)間走進(jìn)當(dāng)?shù)乇容^大的建材城，了解最新市場行情，了解市場上不同用途的建材的價(jià)格、產(chǎn)地、銷量等信息;對市場上最新出現(xiàn)的建材進(jìn)行記錄、拍照，通過詢問商家或者查閱網(wǎng)絡(luò)等方式了解這些材料的用途、性能等信息，并撰寫調(diào)查報(bào)告，將其作為期末考核的內(nèi)容。通過以上教學(xué)，學(xué)生不僅掌握了當(dāng)前工程上使用的新型土木工程材料的基本性能與應(yīng)用技術(shù)，而且提高了學(xué)習(xí)新材料、新技術(shù)的能力。
2．1．3開展互動式、啟發(fā)式教學(xué)
為了培養(yǎng)學(xué)生的主動思維能力，授課時(shí)可先提出幾個(gè)問題，讓學(xué)生帶著問題聽課。通過組織課堂討論可以有效的提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的積極思考和創(chuàng)造精神。例如，在講解建筑砂漿的技術(shù)性質(zhì)時(shí)，先提出生活中的抹面砂漿表面開裂這一常見問題，讓學(xué)生獨(dú)立思考后進(jìn)行討論，討論中通過點(diǎn)評引導(dǎo)學(xué)生從材料的組成和結(jié)構(gòu)來推理砂漿的變形性質(zhì)特點(diǎn);再通過與混凝土組成材料差異性的比較，使學(xué)生加深理解混凝土和砂漿的技術(shù)性質(zhì)。在講述石膏和石灰的特點(diǎn)時(shí)，可以準(zhǔn)備好這兩種材料及兩個(gè)燒杯和一根搗棒，告訴大家這兩種白色粉末分別是石膏和石灰，如何用一種簡易的辦法區(qū)分，然后請兩位同學(xué)分別向燒杯內(nèi)加水，大家就會看到其中一個(gè)燒杯內(nèi)反應(yīng)劇烈，同時(shí)請另一位同學(xué)在另一個(gè)燒杯內(nèi)用搗棒快速攪拌，大家就會看到開始可以快速攪動，逐漸就慢了下來直至停止，且整個(gè)過程在數(shù)分鐘內(nèi)完成，這樣不用多講，同學(xué)們對于石灰的劇烈水化反應(yīng)及石膏的快速凝結(jié)特性就會一清二楚且印象深刻。在講解混凝土內(nèi)容時(shí)，先講解混凝土性質(zhì)和配合比的理論，再帶學(xué)生參觀現(xiàn)場混凝土的配置、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、搗實(shí)等過程，對混凝土的性質(zhì)、配合比設(shè)計(jì)等理論有了進(jìn)一步的理解，再布置題目讓學(xué)生自己完成一個(gè)配合比的設(shè)計(jì)過程。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，充分挖掘?qū)W生潛能，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2．1．4改變刻板的傳統(tǒng)板書模式，靈活運(yùn)用多媒體教學(xué)
適當(dāng)采用多媒體教學(xué)，通過聲、圖、文將課堂內(nèi)容形象地載入到學(xué)生面前，能夠充分調(diào)動課堂氣氛，使學(xué)生積極地參與課堂，思考老師的問題，甚至當(dāng)堂提出自己的疑問，而且在課后對課堂內(nèi)容的印象也比較深刻。在講授過程中，除了簡單扼要地在課件中顯現(xiàn)本課堂的主要知識點(diǎn)外，老師還需要恰如其分地加入一些“輔助材料”，以幫助學(xué)生對材料及其性能形成直觀的認(rèn)識，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。
2．2實(shí)踐教學(xué)體系改革
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性試驗(yàn)為主要教學(xué)內(nèi)容，且多以課堂上教師先講解、演示、學(xué)生再模仿、操作的形式來組織教學(xué)，學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性不高，難以達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，因此，探索一種有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、工程素養(yǎng)和科研能力的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式十分必要。
1)結(jié)合工程實(shí)例突出土木工程材料基本性能與工程應(yīng)用特性的教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程概念與工程材料應(yīng)用能力。土木工程材料與我們的實(shí)際生活聯(lián)系非常密切，學(xué)生在實(shí)際生活中已經(jīng)積累了不少生活經(jīng)驗(yàn)，因此通過實(shí)際工程實(shí)例講述土木工程材料的基本性能與工程應(yīng)用特性，可以幫助學(xué)生理解和記憶工程概念，即將不全面、不規(guī)范的直接經(jīng)驗(yàn)用科學(xué)規(guī)范的術(shù)語表達(dá)，全面理解和掌握材料的基本性能與工程應(yīng)用特性。如在講述“水泥體積安定性”時(shí)，列舉了“國內(nèi)某建筑施工時(shí)，底板混凝土澆筑后10d左右，表面局部隆起、開裂”這一典型工程實(shí)例，在此基礎(chǔ)上介紹水泥體積安定性不良導(dǎo)致的危害，引起體積安定性不良的原因，國家水泥標(biāo)準(zhǔn)對其的規(guī)定等。學(xué)生通過實(shí)例直觀地認(rèn)識到了水泥體積安定性不良的危害性，因此對水泥體積安定性不良的原因非常關(guān)心，同時(shí)很容易理解國家水泥標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)水泥體積安定性不良的相關(guān)規(guī)定。
2)保證既有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，添加新材料、新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。除掌握土木工程材料基礎(chǔ)性能外，可適當(dāng)添加相關(guān)新材料、新理念、新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。例如目前人們普遍關(guān)心混凝土耐久性問題(關(guān)系到節(jié)能、節(jié)約資源等)，以及建筑材料生產(chǎn)應(yīng)用帶來的生態(tài)問題(涉及到環(huán)保、溫濕效應(yīng)等)，可以考慮設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(如加氣混凝土砌塊、空心磚、保溫砂漿、防水卷材、環(huán)保涂料等)，加入到已有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，使土木工程材料教學(xué)的內(nèi)容與時(shí)代進(jìn)步相適應(yīng)［5］。
中國土木工程專業(yè)研究生培養(yǎng)模式探索
(一)確定土木工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)理念及目標(biāo)
土木工程專業(yè)研究生的培養(yǎng)應(yīng)在保證碩士研究生具有正確價(jià)值觀和良好道德情操、具備堅(jiān)實(shí)理論知識和科研能力的基礎(chǔ)上，側(cè)重培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，使之能夠具有解決實(shí)際工程中復(fù)雜問題的能力，成為與國際形勢接軌、掌握建筑領(lǐng)域尖端技術(shù)的高素質(zhì)工程型人才［3］。
(二)明確土木工程研究生培養(yǎng)質(zhì)量的影響因素
單一的培養(yǎng)模式和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，使學(xué)生的個(gè)性和特長得不到充分發(fā)揮，限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維發(fā)展，使研究生教育無異于本科教育，大部分缺乏獨(dú)立研究和創(chuàng)新的能力。就土木工程專業(yè)來說，更應(yīng)偏向?qū)嵺`和應(yīng)用。
(三)研究生培養(yǎng)模式的建議
首先，高校應(yīng)改革土木專業(yè)研究生教育模式。例如將土木專業(yè)研究生的培養(yǎng)類型細(xì)化到理論研究型和工程實(shí)踐型等方向，使研究生的培養(yǎng)更具有針對性。在課程設(shè)置上，由于土木工程學(xué)科所包含的知識面寬，涉及的內(nèi)容廣，因此，課程設(shè)置要有針對性和普遍性，多設(shè)置基礎(chǔ)課程［4］，使學(xué)生主要掌握學(xué)習(xí)方法，而非單純地學(xué)習(xí)課程本身。同時(shí)，教師要使學(xué)生形成完整的知識框架和體系，使學(xué)生有機(jī)會接受該領(lǐng)域最前沿的知識和研究方法，使研究生從基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)、查閱文獻(xiàn)到撰寫論文等工作中學(xué)到做科研應(yīng)具備的基本素養(yǎng)和能力，并在此基礎(chǔ)上使研究生將自己所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H操作中。
其次，針對研究生畢業(yè)后缺乏實(shí)踐和動手能力的現(xiàn)狀，高校應(yīng)加強(qiáng)校企聯(lián)合培養(yǎng)模式。鑒于土木工程本身的學(xué)科特點(diǎn)，實(shí)踐與應(yīng)用更是重中之重，因此，校企聯(lián)合的培養(yǎng)模式具有更重要的現(xiàn)實(shí)意義。在教育體制上應(yīng)盡快為高校創(chuàng)造條件，如建立產(chǎn)學(xué)研培訓(xùn)基地，使研究成果直接轉(zhuǎn)化成社會生產(chǎn)需要，企業(yè)可以為高校的科研工作提供資金支持，同時(shí)高校可以為企業(yè)運(yùn)作帶來技術(shù)保障。高校還應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐機(jī)會，使學(xué)生能夠通過學(xué)校學(xué)習(xí)和社會實(shí)踐，真正掌握和更深刻地理解所做研究的價(jià)值和意義。高校應(yīng)實(shí)行學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師雙導(dǎo)師制度，學(xué)校導(dǎo)師可以從事科研生產(chǎn)工作，企業(yè)導(dǎo)師也可進(jìn)入高校學(xué)習(xí)和指導(dǎo)，這樣既可以加強(qiáng)高校師資隊(duì)伍建設(shè)，完善教育體制，又可以使土木工程研究生在科研能力和工程實(shí)踐能力上得到充分提高。
再次，應(yīng)借鑒國外教育體制，實(shí)行研究生教育寬進(jìn)嚴(yán)出制度，這樣既可以使更多的學(xué)生有機(jī)會接受更高層次的教育，又可以提高畢業(yè)生的素質(zhì)和質(zhì)量。嚴(yán)格控制畢業(yè)論文的通過率，提高論文評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，避免論文答辯流于形式?？梢越梃b國外論文評價(jià)體制，對論文的質(zhì)量采用等級制度，提高學(xué)生撰寫論文的積極性。同時(shí)，在就業(yè)上應(yīng)縮小研究生和本科生的待遇差異，這樣既避免了研究生學(xué)習(xí)的功利性，又節(jié)約了國家教育資源，使土木工程研究生教育真正培養(yǎng)出具有科研精神和工程實(shí)踐能力的高層次人才。
最后，加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力建設(shè)是中國經(jīng)濟(jì)社會和發(fā)展的重要決策和部署，創(chuàng)新能力是人才所需要具備的重要內(nèi)容。因此，研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是中國目前研究生教育的關(guān)鍵，研究生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是經(jīng)濟(jì)需要也是時(shí)代所趨［5］。土木工程創(chuàng)新型人才就是要在該領(lǐng)域提出新理念、新技術(shù)、新方法、新技術(shù)、新材料，能在土木工程領(lǐng)域有所創(chuàng)新。由此，提高土木研究生的創(chuàng)新能力需要設(shè)立該學(xué)科的高校和教育工作者不斷探索和實(shí)踐，提出切實(shí)可行的措施，可以將部分高校作為試點(diǎn)，將土木工程研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)理念深入到教學(xué)和實(shí)踐中。
論文摘要：現(xiàn)代土木工程不斷地為人類社會創(chuàng)造嶄新的物質(zhì)環(huán)境，成為人類社會現(xiàn)代文明的重要組成部分。本文論述了土木工程的涵義、現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢。
引言
縱觀人類文明史，土木工程建設(shè)在和自然斗爭中不斷地前進(jìn)和發(fā)展。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)中，土木工程業(yè)越來越成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著社會和科技的發(fā)展，建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應(yīng)的建筑技術(shù)越來越大型化、復(fù)雜化和多樣化，所采用的新材料、新設(shè)備、新的結(jié)構(gòu)技術(shù)和施工技術(shù)日新月異，節(jié)能技術(shù)、信息控制技術(shù)、生態(tài)技術(shù)等日益與建筑相結(jié)合，建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術(shù)的復(fù)合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)核心的現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)則成為代表一個(gè)國家建筑科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用，誰能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢。誰就能在知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代開創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。
一、土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動有關(guān)的各類工程設(shè)施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前土木工程的實(shí)踐和研究己取得顯著成就，無論是結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工手段，都有了非常大的突破；特別是近若干年，在高層、大跨結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)方面成績尤其驚人。但展望未來，土木工程領(lǐng)域中仍然有許多課題需要我們進(jìn)一步探討。
二、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
我國的土木工程建設(shè)從20世紀(jì)50年代起一直沒有停過，且發(fā)展很快，尤其在近年來，發(fā)展極為迅猛，幾乎整個(gè)中國成了一個(gè)大的建設(shè)工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)大力研究、開發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快，數(shù)量之巨，令世界各國驚嘆不已。
截止2000年底，我國鐵路運(yùn)營路程已達(dá)6．78萬公里，居世界第4位，亞洲之首。鐵路朝著城市輕軌和地鐵兩方而發(fā)展。同時(shí)，我國也在積極建造高速鐵路，武漢至廣州的高速鐵路運(yùn)營時(shí)間僅需4小時(shí)。此外，磁懸浮列車也在發(fā)展。橋梁工程也取得了驚人的成就，伴隨著橋梁類型的不斷翻新，主跨跨度一再突破。楊浦大橋、南浦大橋、蕪湖長江大橋、南京長江二橋等大跨橋梁的建成都標(biāo)志著我國的大跨結(jié)構(gòu)達(dá)到了一個(gè)新的水平，己跨入世界水平先進(jìn)行列。目前，我國己建成千米以上大橋3座、800m以上大橋8座、600m以上大橋15座、400m以上大橋40座，重慶萬縣單孔跨度達(dá)420m的鋼筋混凝上拱橋更引起世界同行的莫大興趣。在水利建設(shè)方面，50年間全國興建大中小水庫8．6萬座，水庫總蓄水量4580億立方米。建設(shè)和整修大江大河堤防25萬公里，目前防洪工程發(fā)揮的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)7000多億元。在大壩建設(shè)方面，我國先后建成了青海龍羊峽大壩、貴州鳥江渡大壩、四川二灘大壩等水利工程。
三、土木工程的發(fā)展趨勢
（一）高性能材料的發(fā)展
鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國、俄羅斯等國家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N／mm2以上的鋼材列人了規(guī)范；如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題。高性能混凝土及其它復(fù)合材料也將向著輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。
（二）計(jì)算機(jī)應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計(jì)算理論日益完善，計(jì)算結(jié)果將更能反映實(shí)際情況，從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。人們將會設(shè)計(jì)出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè)，以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。
（三）環(huán)境工程
環(huán)境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視，土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發(fā)展密切相關(guān)，又無一不與土木工程有關(guān)。較大工程建成后對環(huán)境的影響乃至建設(shè)過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。
（四）建筑工業(yè)化
建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產(chǎn)方式上。解放后大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動了建筑業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程，特別是在重點(diǎn)工程建設(shè)和大城市中有一定程度的發(fā)展，但是總的來說落后于其他工業(yè)部門，所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。要正確理解建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化的關(guān)系，盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；要建立適應(yīng)社會化大生產(chǎn)方式的科學(xué)管理體制，采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式，同時(shí)還要不斷推進(jìn)新材料、新工藝的使用。
（五）空間站、海底建筑、地下建筑
早在1984年，美籍華裔林銅柱博士就提出了一個(gè)大膽的設(shè)想，即在月球上利用它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來組裝太空試驗(yàn)站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少，人類把注意力也越來越多地轉(zhuǎn)移到地下空間，21世紀(jì)的土木工程將包括海底的世界。實(shí)際上東京地鐵已達(dá)地下三層：除在青函海底隧道的中部設(shè)置了車站外，還建設(shè)了博物館。
（六）結(jié)構(gòu)形式
計(jì)算理論和計(jì)算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件?？臻g結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用，不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體，結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。
（七）新能源和能源多極化
能源問題是當(dāng)前世界各國極為關(guān)注的問題，尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀(jì)人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。
此外，由于我國是一個(gè)發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)還不發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民生活和國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項(xiàng)專業(yè)活動中，都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動包括：建筑物、公路、鐵路、橋梁、機(jī)場等工程的建設(shè)，海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。
參考文獻(xiàn)：
[1]段樹金.土木工程概論[M].北京:中國鐵道出版社，2005.
關(guān)鍵詞：土木工程材料；教學(xué)方法；教學(xué)研究與改革
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）46-0099-02
《土木工程材料》是土建類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程不同于數(shù)、理、化及力學(xué)等課程，具有內(nèi)容龐雜，涉及面廣，各章自成系統(tǒng)；公式的推導(dǎo)或定律的論證和分析少，定性的描述或經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的結(jié)論多；概念多、術(shù)語多、涉及學(xué)科較多等特點(diǎn)，內(nèi)容平淡枯燥，其整體性、邏輯性、嚴(yán)密性以及各章節(jié)之間的連貫性均較差。因此教師難講，學(xué)生厭學(xué)，教學(xué)效果較差[1]。為使學(xué)生能夠真正掌握本課程的精髓，課程組經(jīng)過長期、深入的教學(xué)研究與改革，探索出課程的教學(xué)規(guī)律與教學(xué)方法，收到了良好的教學(xué)效果，主要有：
一、材料種類上抓大放小、有重有輕
根據(jù)工程應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，重點(diǎn)講述工程中應(yīng)用較多的核心重要材料如水泥、混凝土、建筑鋼材等，這些也正是課程的難點(diǎn)，復(fù)習(xí)考試也要重點(diǎn)加強(qiáng)，使學(xué)生切實(shí)掌握其精髓，突出培養(yǎng)工程應(yīng)用能力，其它材料則略講或讓學(xué)生自學(xué)。
二、以材料性質(zhì)為教學(xué)中心
以材料性質(zhì)為教學(xué)中心，抓住一個(gè)中心、兩條線索講述。一個(gè)中心就是掌握材料性質(zhì)，這是學(xué)好本課程的中心環(huán)節(jié)。各種材料需要研究的內(nèi)容很廣，涉及原料、生產(chǎn)、材料組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用、檢驗(yàn)、驗(yàn)收及儲存等諸多方面，教學(xué)中應(yīng)突出材料的性質(zhì)，而一些次要內(nèi)容則留給學(xué)生自學(xué)。掌握材料性質(zhì)的兩條線索是：注意了解材料性質(zhì)與其組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，即決定材料性質(zhì)的基本因素；注意了解材料受外界影響性質(zhì)發(fā)生變化的規(guī)律，即影響材料性質(zhì)的外界因素。
三、采用啟發(fā)式、提問式教學(xué)法
本課程的特點(diǎn)是有大量的條文敘述，采用啟發(fā)式教學(xué)尤為重要。采用啟發(fā)式教學(xué)，多提問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，而不做消極的聽眾，既可以提高學(xué)習(xí)興趣，鞏固所學(xué)知識，又可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
四、化抽象思維為形象思維
本課程學(xué)起來比較抽象而且枯燥乏味。因此，在教學(xué)中除了采用啟發(fā)式教學(xué)外，我們還注重現(xiàn)代教育技術(shù)與多種教學(xué)手段的應(yīng)用，如多媒體圖片、動畫、材料樣品等，使材料教學(xué)具體化、形象化。采用多種教學(xué)手段輔助教學(xué)，使單調(diào)枯燥的內(nèi)容變得生動活潑起來，增加了教學(xué)的直觀性和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量與效果。
五、運(yùn)用對比的方法
教學(xué)中運(yùn)用對比的方法，善于歸納同類材料的共性與特性。不同種類的材料具有不同的性質(zhì)，同類材料則存在著共性，由于品種的不同，又存在著各自的特性。教學(xué)中采用對比的方法，歸納介紹同類材料的共性，再對同類材料的不同品種總結(jié)它們的異同點(diǎn)，以便掌握其特性。這種方法在學(xué)習(xí)和掌握主要材料如水泥、混凝土、建筑砂漿等時(shí)尤為重要。
六、教學(xué)與科研緊密結(jié)合
教學(xué)中要注重將建筑材料學(xué)科前沿的新知識、新觀點(diǎn)、新成果引入教學(xué)。十分注意給學(xué)生補(bǔ)充建材科技領(lǐng)域的新知識、新觀點(diǎn)、新成果，使學(xué)生了解土木工程材料學(xué)科前沿的最新信息，跟上科技發(fā)展的步伐。在講授傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)突出新材料的優(yōu)異性能，開闊學(xué)生的視野。這樣，第一可以使學(xué)生們了解更新的材料信息，緊密跟蹤學(xué)科前沿；第二可以活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；第三可以培養(yǎng)學(xué)生自我更新、終身獲取知識的能力。課程組教師在教學(xué)之余長期堅(jiān)持不懈地獻(xiàn)身科研，時(shí)刻掌握學(xué)科前沿的研究動態(tài)，并十分注重將科研與教學(xué)緊密結(jié)合，用自己的科研心得現(xiàn)身說法，把最新的科研成果運(yùn)用于教學(xué)中，以科研促進(jìn)教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。
七、注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革，培養(yǎng)學(xué)生的研究、創(chuàng)新能力
為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動手能力以及研究、創(chuàng)新能力，采取的主要措施是：常規(guī)實(shí)驗(yàn)主要突出水泥、混凝土等核心土木工程材料的檢測實(shí)驗(yàn)；對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與革新，突出研究、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，編寫了《土木工程材料綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，盡量多開出綜合性、設(shè)計(jì)性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。2008級土木工程專業(yè)學(xué)生段邦政、朱攀、肖梟、孫少君等申請并完成了襄樊學(xué)院2010年大學(xué)生科研項(xiàng)目（2010DXS030），在廢渣利用類著名期刊《粉煤灰綜合利用》2011年第3期公開《再生砂對砂漿的施工和易性和抗壓強(qiáng)度的影響初探》。
八、注重課程教學(xué)資料與實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)
在本課程的建設(shè)中，我們十分注重教學(xué)資料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和多媒體教學(xué)建設(shè)以及雙語教學(xué)的探索實(shí)踐。在教學(xué)實(shí)踐中積累了豐富的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的教學(xué)參考書、音像資料、材料樣品，購置了較為完備的教學(xué)以及科研實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，搜集了大量課件、案例、習(xí)題和模擬試題集等，從而為學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了良好的條件。這幾年，我們改進(jìn)了教學(xué)手段，采用多媒體式教學(xué)，增大了教學(xué)信息量，并使教學(xué)形式生動活潑，提高了教學(xué)效率與效果。另外，我們還采用了英文版《土木工程材料科學(xué)與技術(shù)》、《英漢土木工程材料常用詞匯》等作輔助教學(xué)資料，開始了雙語教學(xué)的探索與實(shí)踐。
九、強(qiáng)化做習(xí)題的教學(xué)環(huán)節(jié)
對于本課程來說，要鞏固并深化課堂教學(xué)效果就必須重視做習(xí)題的環(huán)節(jié)。針對該課程教材僅有思考題的特點(diǎn)，筆者廣泛收集資料，編寫了《土木工程材料習(xí)題與學(xué)習(xí)指導(dǎo)》一書，每章內(nèi)容包括：內(nèi)容提要、基本要求、重難點(diǎn)提示、基本概念與基本原理、考核要點(diǎn)、典型試題解析及大量習(xí)題等，并附有十余套模擬試題。在改進(jìn)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生再通過做習(xí)題及模擬試題，就能更好地理解并切實(shí)掌握課程核心內(nèi)容，提高考試成績，改變了過去對該課程“一看就懂，一考卻不會”的狀況。
十、改革考核內(nèi)容與評價(jià)方法
以往本課程主要以期末考試確定成績，實(shí)驗(yàn)成績所占權(quán)重較小，考核方式不全面，學(xué)生的工程素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神未得到培養(yǎng)。改革考核方式后，課程成績由作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績、課程小論文及期末考試綜合評定，其中作業(yè)占10%、實(shí)驗(yàn)占30%、課程論文占10%、期末考試占50%。課程考核加大了實(shí)驗(yàn)成績權(quán)重，加強(qiáng)了工程師的基本訓(xùn)練，并增設(shè)課程小論文，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，全方位考核學(xué)生的能力，初步探討建立了符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的全方位能力發(fā)展的考核評價(jià)體系。
綜上所述，采用上述教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)改革，使《土木工程材料》這門以條文敘述性為主的十分枯燥乏味的課程[1]的教學(xué)質(zhì)量有了較大提高，不僅使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大增，而且學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)成績也有了較大幅度的提高。
