材料与土木工程论文篇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，让学生自行下载。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独立思考能力，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，有利于学生养成独立思考问题的习惯。
(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.
材料与土木工程论文篇2
关键词：土木工程材料；教学内容；试验能力；混凝土外加剂
中图分类号：G420文献标志码：a文章编号：10052909（2012）06007603一、土木工程材料内容体系的历史变革
随着社会经济、科技的发展，中国高校土木类专业土木工程材料课程内容体系经历了三个发展阶段。
第一阶段（1953—1978年），引进与消化阶段。由于建国之初，国内经济和科技水平较低，无先例可循，早期教材采用翻译版的苏联教材［1］。此后期出现自编教材，基本沿用苏联的内容体系，教学内容侧重于石材、矿物胶料、烧结材料、金属、沥青等材料的生产、性质与使用。
第二阶段（1979—1999年），自主编制与发展阶段。随着改革开放、高考恢复、科技水平提高、与欧美科技文化交流深入，以及现代材料学分析方法的引入，教材对建筑材料进行了明确分类［2］，阐明了材料组成、结构与性能的本构关系理论，具有重要意义。配合当时土木类人才培养方案，出现了建筑材料、道路建筑材料、水工建筑材料等课程名称，以适应不同的专业需要。
第三阶段（2000年至今），改革与调整阶段。为了培养适应社会发展需要的人才，国家在20世纪90年代末对专业设置方案进行了调整，把原来的建筑工程、道路桥隧、给水排水、水利水电、港口工程等专业合并为土木工程专业。2000年，出现了以土木工程材料命名的教材［3］。新的土木工程材料教材出现了较大变化。一是内容有较大的包容性，在原来建筑材料基础上增加了沥青混合料、高分子材料、纤维增强材料、高性能混凝土，建筑功能材料有较大扩展；二是内容出现了层次性，有高等学校教学版、有应用型普通高等学校版；三是内容体系出现了不同的组织方式，有按递进式组织顺序，如材料基础基体材料结构及结构增强材料复合材料材料的选择与评价［4］，也有按并列式顺序，如材料基础无机胶凝材料无机复合材料有机胶凝材料与复合材料金属材料功能材料材料试验；四是教材编写走向大众化，原来只有少数名校师资才有能力编写教材，到如今教材编写日益走向大众化、平民化。二、土木工程材料教学内容体系存在的问题
12高等建筑教育2012年第21卷第6期
张新胜，胡习兵，马远荣土木工程材料教学体系建设探讨
（一）土木工程材料教学内容的丰富性与教材篇幅的有限性
“大土木”概念的提出使土木工程材料的内容变得更加丰富。如：路面工程中的沥青混合料、路基与地基中水泥石灰稳定粒料材料、房屋建筑工程中的保温隔热及其他建筑功能材料、隧道工程中的速凝材料、水工建筑材料的防腐设计与控制等。由于需要学习的内容多，而课堂教学时间有限，造成了教材编写时要删除许多重要的教学内容，造成了内容体系的不完整，专业宽口径教育理念难以体现。
（二）土木材料的发展性与教学内容的滞后性
土木工程材料的新发展丰富了土木工程材料内容体系。如：传统混凝土，包括水泥、粗、细骨料、水四大组分。由于混凝土外加剂能使混凝土性能和功能得到显著改善和提高，因此，被称为混凝土的第五组分，是混凝土技术的重大突破。当今，外加剂技术日新月异，聚羧酸系高性能外加剂普遍应用，对此大部分教材都未提及。对于外加剂部分内容，目前教材只停留在一般性介绍这个层次，对外加剂对水泥的适应性机理、外加剂的合理掺量、外加剂与混凝土性能的联系、外加剂的检测等内容未作详细介绍。同时，对于一些外加剂对混凝土的负面影响有必要在教材中交代清楚，防止滥用和误用。
近年来，为了调节和改善水泥的性能，提高水泥产量，综合利用工业废渣，在磨制水泥时基本都加入了一定比例的天然或人工无机矿物质混合材料。在混凝土配制时，常直接用磨细的无机矿物质材料取代部分水泥，称为掺合料，使其成为混凝土的第六组分。20世纪90年代以来，中国对第六组分开展了广泛研究，有学者提出六组分设计法。双掺或多掺法在个别行业得到广泛应用，并经实践证明具有较好的效果和意义，这些内容值得引入教材加以阐述和学习。
对于土木工程中的功能材料，如合成高分子材料、装饰性材料、绝热保温材料、复合材料、绿色材料等内容，近年来发展较快，教材为缩短篇幅，对压缩精简内容在课堂中一般不作深入讲解，仅停留在概念介绍的层面，使得这部分内容的教学显得抽象空洞。
（三）教学中存在的问题
土木工程材料教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质与应用，明确工程材料性质与材料结构的关系，为实现和改善材料的功能进行一定的材料设计，在工程中能对材料进行检测和质量控制。材料的结构与构造、材料的参数与性质、材料的设计与配制、现场的检测与控制等环节具有很强的实际操作性。环境条件不同，材料选用不同，设计目标差异很大，这就要求该课程应偏重于材料及其在工程中的应用。目前，土木工程材料在应用教学方面存在以下问题。
一是，重理论轻应用。土木工程材料教材内容体系主要集中阐述各种材料的性能特点与技术性质，工程应用虽有介绍，但结合实际工程特别是典型工程的案例实践不多。如：混凝土的配合比与试配，即是同一配合比，在不同的地方材料或环境条件下，三参数相同，配出的混凝土性能会大不相同。或者说，实现同一目标的混凝土，在不同环境条件下，配合比会有较大区别。由此可以看出具体工程试配的重要性，同时也说明混凝土设计不是仅凭三参数就可以决定混凝土的多组分，配合比设计需与具体组成材料环境条件相结合。
二是，教材提供的部分参数不一定合理。如在混凝土坍落度的选择上，由于现代机械化施工的普及，从实际工程应用看，教材提供的数据较少，在实际工作中难以借鉴。如在混凝土试配过程中，强度对水灰比非常敏感，水灰比变化0.01，强度就会有一个等级的差别。对于确定的试验室配合比，由于试验室的试验小样与现场大样存在差异，在实施时需要结合现场情况作调整，建议引入砂率、水灰比的界限值概念。
三是，教材中试验与检测内容科学性、规范性有待提高。如水泥的细度试验，教材未讲清楚试验结果修正的问题，结果使得同一批次的水泥，不同的试验组，试验结果差别很大，与实际不符。又如混凝土试验，试验室养护条件不到位，学生试验结果缺少说服力。这些在一定程度上影响了学生科学工作态度和规范化操作习惯的养成。
要使教材内容对工程实际有科学的指导作用，需要对教材中的不合理概念、理论、经验数据进行修改和更正，加强材料的工程应用与试验方面的调整与教学［5］。
三、教学内容及其体系的分解、增减、深化和建设
土木工程材料是土木工程中建造各类工程设施所用材料的总称。材料种类繁多，涉及的学科领域广，形成了庞大的土木材料内容体系，以至于目前的教材只能对其作定性的定义。要建设完善土木工程材料教学内容体系，需要对内容体系进行适当分解、深化、组合和重构。笔者建议从以下几个方面着手。
（一）教学内容体系的扩展与组织
为满足国家建设形势发展对土木工程专业人才的要求，需拓宽学生知识面。土木工程材料课程的教学要在建筑工程专业、道路工程专业材料课程内容的基础上进行必要补充。如：增加高性能混凝土一章，内容包括高强度混凝土、大流动性混凝土、掺混合料混凝土、水泥净浆等设计、生产、检测；针对道路工程增加无机结合料、土工材料、速凝材料等内容；针对材料的耐久性，增设材料耐久性设计与控制章节。
内容组织方式上可分册设置教学内容，上册设置土木工程材料各专业方向的共性内容，下册安排高性能混凝土、新型土木材料（宜淡化“新型”二字）、沥青混合料、无机稳定材料、土木材料的防腐与控制等内容，根据专业方向的不同要求学生分阶段有选择地进行选修学习。
（二）教学内容的分解
由于水泥混凝土章节含有水泥的选择、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力学及变形性能、耐久性、外加剂、混凝土的配比和检测评定内容，内容篇幅长，课时量大，造成各章教学学时相差悬殊。笔者建议把集料部分与石材一起单独设章，充分体现集料在水泥混凝土、沥青混合料和水泥稳定粒料等复合材料中的地位，对集料材料性能与应用可充分阐述。同样，沥青和沥青基复合材料也可分为两章，以适应不同专业方向选修需要。
（三）教学内容体系的深化
对于高性能、高强混凝土而言，外加剂的性能与质量决定了混凝土的性能和质量，因此有必要深化混凝土外加剂的教学内容，增加外加剂与水泥的相溶性理论［6］、外加剂选择与检测方法等教学内容。此外，适当增加储能调温新材料原理、性能、设计与应用等建筑节能新技术、新材料的介绍。通过收集整理土木工程各条战线上资深专家学者的理论成果、应用经验，认真组织教材编写，使教学内容既有一定的深度和可操作性，又可分析和解决工程实际问题提供指导。
（四）加强应用与试验检测内容建设
结合工程实例和试验检测部分内容，突出土木工程材料基本性能与工程应用教学，重点培养学生的工程概念与工程材料应用能力。加大工程材料应用例题设置，通过讲述实际工程案例，帮助学生全面理解和掌握材料的基本性能与工程应用特性。对于试验部分教学内容，应规范试验程序、改善试验条件、增加部分新试验，培养学生科学、客观、规范、严谨的思维方法。
参考文献：
［1］ B.г.斯克拉姆塔耶夫.建筑材料［m］.1版.北京：建筑工业出版社，1953.
［2］ 黄伯瑜，皮心喜.建筑材料［m］.1版.北京：建筑工业出版社，1979.
［3］ 陈志源.土木工程材料［m］.1版.武汉：武汉理工大学出版社，2000.
［4］ 王立久.建筑材料学［m］.3版.北京：中国电力出版社，2008.
材料与土木工程论文篇3
关键词：发展阶段；大型土木工程
中图分类号：K826.16文献标识码：a文章编号：
土木工程的建设由来已久。由原来的伐木采石，模仿天然掩蔽物建造居住场所，到现在的美轮美奂的超高层建筑、雄伟的水利水电工程和超高超长跨度的桥梁，土木工程经历了一个漫长的发展历程。在这个漫长的发展历程中，无论是土木工程结构的理论方法、力学分析、施工手段,还是土木工程的地基基础处理,都有了非常大的突破和发展。
一、土木工程发展历史
1．古代土木工程
公元前5000年开始至17世纪中叶时期，称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展，土木工程建设内容更加丰富，建设工具有了新的发展，同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验，为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。
2.近代土木工程
产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展，人类的生活需求也不断增长，这些不仅反映在吃穿行上，还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用，使高层建筑实用化成为可能；电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套，开始了市政建设和居住条件的近代化；在结构上要求安全和经济，在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展，在19世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要，土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成，各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台，有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破,反过来极大地促进了工程实践的发展，这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。
3.现代土木工程时期
第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后，社会生产力出现了新的飞跃，现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进，土木工程进入一个新时代。在近40年中，前20年土木工程的特点是进一步大规模工业化，而后20年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。
二、土木工程理论、材料及技术的发展
通过多年来实践探索，土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面，理论研究精密化，计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果，随着计算机探讨土木工程发展趋势的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备，荷载不再是静止的和确定性的，而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析，逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能，进而使得高层建筑中框架-剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷，薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积，满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论，在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入，使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面，标号为500～600号的混凝土已在工程中普遍应用，而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展，先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速，为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面，种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶，滑模，直升机安装天线，用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外,钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合，形成了一套现场机械化施工工艺，使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命，在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化，成为一种发展很快的方法。
三、土木工程发展新方向
飞速的经济发展，使得大城市及超级大城市的数量急剧上升，人们对空间的概念日趋强烈，寸土寸金普遍成为人们的共识。因此为了满足人们对日益发展的空间需求，高层、超高层建筑的建设得到普遍重视。同时高层、超高层建筑的建设也是解决人们空间日趋紧张问题的重要途径。飞速经济的发展不仅仅是空间需求的问题，更有电力、能源等多方面的需求。大型水利水电工程的建设，大型矿山资源的开发，石油、天然气等重要能源的运输等都成为影响经济发展的重要因素。因此，大型公益土木工程的修建，显得极为重要。而鉴于我国能源、电力多分布于西南地区，多为山区、丘陵、高原等复杂地形，同时该地区地质条件复杂。为使水利水电建设、矿山资源开发以及重要能源运输等大型土木工程的建设得以实现，大跨度桥梁、隧洞等工程成为整个工程中的关键。由上述可知，高层、超高层建筑的建设，水利水电设、矿山资源的开发、重要能源的运输等大型公益土木工程的建设以及配套的大跨度桥梁、超长隧洞等工程将成为经济发展的必须。而精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术，又使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设得以实现。可见，大型土木工程的普及建设必将成为未来土木工程发展的新方向。
材料与土木工程论文篇4
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
材料与土木工程论文篇5
多媒体教学土木工程材料应用
一、引言
近年来，随着“大土木”概念的提出，在土木工程专业设置过程中，土木工程材料这门课程的重要性再一次被突出。土木工程材料作为一门专业性和实践性很强的课程，在教学过程中所采用的方法和出现的问题一直被关注。本文结合土木工程材料在教学过程中遇到的问题，从教师授课和学生听课两个方面出发，分析讨论了多媒体教材在土木工程材料教学过程中的应用效果。
二、多媒体教学特色
多媒体教学通常是指采用计算机和视屏技术相结合的一种教学方式，与传统的教学方式不同，它有其自身鲜明的特色：
1.信息量输入紧凑、量多、质高
多媒体的运用免去了板书过程中所消耗的时间，加快了教学进程，提高了单位时间和面积内的信息量，加大了教学容量，提高了教学效率，保证了课堂质量。
2.文字图像清晰直观，风格多样，内容丰富
多媒体教学将传统黑板或白板上的文字变成清晰的大字、色彩鲜艳的图案或是动听的音乐，大大激发了学生的学习兴趣和学习积极性。
3.活跃了课堂气氛，增进了教学过程中的互动
由于多媒体教学在讲述理论知识点同时穿插了大量的工程图片和实验录像，充分调动了课堂气氛。学生在听课的同时也能积极从中思考相应问题，从而大大提高了教学过程中的互动作用。
三、土木工程材料在教学中遇到的问题
1.土木工程材料自身教学特点
土木工程材料作为一门专业基础课程，其主要内容包括土木工程材料的基本物理性质、几大类典型的工程建筑材料（如水泥、混凝土、钢筋、沥青等）。课程涵盖的内容广、所跨的知识面多，如基本的物理概念、有机化学、无机化学、数学分析、材料科学基础等多种学科。同时，土木工程材料又是理论与实践教学相结合的一门课程。实验目的在于加深学生对相关理论知识点的认识，同时让学生初步掌握土木工程材料的基本实验方法。正因为土木工程材料这一自身的教学特点，使得教师和学生在授课和听课环节中均遇到一些问题。
2.教师在授课中遇到的问题
(1)内容多、知识面广，传统教学方式很难在短时间内将概念和知识点讲透
由于土木工程材料课程自身的特点，在授课过程中很难在短时间内将相关概念和知识点叙述清楚。这使得学生在听课时即不能很好理解需掌握的知识点，而且对相关的基本概念也是出于模糊不解的状态，大大降低了授课效果。
(2)土木工程材料有大量工程实践图片无法对学生进行展示
土木工程材料是一门实践性很强的课程，在授课过程中经常会涉及大量工程案例。传统的教学方式只能跟学生描述一个大概，无法提供直观有效的图片和画面。
(3)大量的实验方法和仪器操作无法在课堂进行演示
为了更好地让学生熟悉和掌握土木工程材料的相关性能，课程安排学生有一周时间的实验课时。以往，学生对实验方法和仪器操作的认识基本是在进入实验室后才能慢慢熟悉和了解。而传统的课堂板书则无法清晰明了地将实验方法和仪器展示给学生。
3.学生在听课过程中遇到的问题
(1)学科跨度大、要求掌握的基本知识点多，短时间内难以回忆起相关知识要点
土木工程专业的学生在大一、大二时学习的基础课程主要偏向土木工程方向，而土木工程材料则要求学生需具备基本的物理、化学等专业知识点。因此，学生在学习土木工程材料课程时，对该课程所涉及的相关知识点相对模糊，影响了教学效果。
(2)听课环节中涉及到许多工程实例因未见过而缺乏深刻的印象
土木工程材料在教学过程中往往会引入一些工程实例来说明某种材料的性能特点。例如，水泥混凝土道面的开裂方式、沥青混凝土道面的车辙破坏等道面工程中常见的几种破损现象。由于大多数学生尚未接触实际工程，因此在讲解工程案例时学生难免会有许多疑点存在。这使得本来不熟悉材料性能的学生产生了不必要的乏味感，在一定程度也会减少学生的学习兴趣和热情。
(3)许多实验方法和设备操作很难在传统的教学模式中得以掌握
土木工程材料在教学环节中安排实验的目的，一是加深学生对相关材料性能的认识和理解；再者也让学生在试验环节中掌握相关实验原理，通过亲自实验培养其动手能力和分析问题的能力。然而，有同学反映理论课上的教学和实验课上的相关知识点未能很好的衔接，导致学生在理论联系实践的环节中出现了疑问。
4.多媒体教学在土木工程材料教学中的实践
通过多媒体教学在土木工程材料教学过程中的应用，学生和老师均取得了良好的效果，笔者经过总结自身的教学经验，得出以下几点：
（1）一定程度上拓宽了上课的内容范围，使课程内容更丰富、饱满
土木工程材料以第二章材料的基本性能为列，在讲解材料的物理性质和力学性质时，必须让学生了解相应的物理和力学方面的基础知识点。特别是讲解材料组成、结构和性能间的知识点时，必须涉及如化学、岩相学及材料学等相关的基本知识点。通过多媒体教学，可以在短时间内给学生提供大量的信息，如公式、图片、动画等，提高了学生的信息接收量，提升了课堂的教学效果。
（2）充实的工程实践图片信息，提高了学生的兴趣，加深了对相关知识点的印象
土木工程材料在工程中应用广泛，同时也遇到了许多工程问题。如水泥混凝土在工程实践中遇到的耐久性问题，主要包括钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀、碱集料反应及冻融破坏等。传统教学在讲解到这部分内容时，通常很难描述清楚这些问题的细节部分，学生在听课过程中也会出现很多疑问和不解。而多媒体教学则只需提供几张工程现场的照片，就能给学生视觉上的冲击，短时间能产生深刻印象，提高了学生的学习积极性。
（3）详细的实验录像能让学生充分了解真实的实验过程
针对学生在实验环节中出现的问题，笔者在备课过程中有意识地增加相应的实验录像。例如，在讲解到钢筋性能的知识点时，通过播放钢筋的拉伸试验录像，让同学们直观的了解钢筋在拉伸过程中的破坏方式，进而介绍了钢筋的断面收缩率和断后伸长率的概念。这种教学方式即能让学生充分认识钢筋在拉伸过程中的断裂形式，同时也让学生掌握了钢筋塑性的相关概念、加深了学生的印象，提高了课堂的效率。
五、结论
本文通过分析土木工程材料这门课程在教学过程中出现的问题，分别从教师授课和学生上课的角度出发，探讨了多媒体教学方式在土木工程材料教学过程中的应用。通过笔者在教学环节中的总结发现，多媒体教学有以下几个优点：
（1）拓宽了上课的内容范围，使课程内容更丰富、饱满。
（2）充实了工程试验图片信息，提高了学生学习积极性，加深了对知识点的印象。
（3）图片和录像等动静结合的方式，让学生能真实了解材料的性能特点，提高授课效率。笔者同时也指出了在多媒体教学中因注意的问题：首先，在备课环节中要做好充分准备，包括对设备的熟悉、上课时相关知识点的搭配和协调；其次，在使用图片和录像等方式时，一定要做好相应的解释，保证学生能充分理解知识点；再次，多媒体教学方式是一种辅助教学的手段，教师在授课过程中不能过分依赖这一方式。只有在保持和发展传统教学优势的基础上，充分利用多媒体教学的优点，才能在今后的教学革新中找到新的突破点。
参考文献：
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材料与土木工程论文篇6
关键词：建筑材料实验教学开放实验
中图分类号：tU5-4文献标识码：a文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0182-02
应用型本科院校是中国经济建设发展的必然产物。目前，我国经济的建设离不开各个地区经济的共同作用，因此，应用型本科院校主要为地方经济服务，其人才培养则成为能否实现地方济建设顺利进行的关键因素。在应用型本科院校中，土木工程材料课程实验教学是土木工程专业教学重点，其目的就是为了培养具有扎实技能的复合型人才。在土木工程专业课程中，土木工程材料课程实验可谓重中之重，也是培养应用型人才的关键，因此，针对其教学进行改革势在必行。
1土木工程材料课程实验教学现状
1.1土木工程材料实验分类
第一，课程基础实验。该实验包括土木工程材料课程常规实验项目，大概十几个学时。目前，各大高校的课程基础实验设施、学时均达不到一定的规模，试验场地质量也有待提高。第二，学科竞赛实验。该类实验趋于综合化，对该专业学生的素质提出了较高的要求。以学科竞赛为主的实验，旨在培养学生理论联系实际的能力，激发学生的潜能，提高了学生学习的积极性和主动性，对培养人才有着很大的促进作用。第三，科研实践类开放实验。该类实验的开放性主要体现在，选题可以由教师或学生来选择。开放实验可以促进学生创新思维的形成，提高学生的综合素质。
1.2土木工程材料课程实验教学问题
第一，课程基础实验的学时不足。目前，土木程材料课程基础实验每次所教授的人数较多，已不属于小班教学范畴，人数多就会出现实验设备不配套的问题。比如，在进行演示性实验时，无法达到应有的效果。而且，许多高校十分重视综合性或设计性实验，课程基础实验的学时相对设置不足。第二，课程实验教学内容与学生实际需求脱节。土木工程需要做到与时俱进，其人才培养才能够真正出实效。目前，新型建筑材料正在不断更新，可许多高校关于新型材料的实验却并未做到及时跟进。以钢筋混凝土为代表的土木工程材料正成为时下材料的热门，也是土木工程专业课堂教学和研究的重点。钢筋混凝土材料耐久性极高，需要学生掌握其必要的性能和优势，因此就需要进行实验。该实验涉及到对材料的进一步了解和检测。在实际的实验课程中，关于钢筋混凝土材料的相关实验少之又少。第三，创新不足。学生在课程基础实验中涉及到许多教学内容需要掌握，庞大的知识系统使学生需要花费很多时间，却忽视了创新能力的培养。在开放实验中，学生自主选择的机会并不多，而且选题多受限制，制约了学生创新能力的培养。学生做完试验后，并没有充足的时间撰写实验报告，这样就无法了解学生对知识的掌握程度，也无法提升学生解决问题的能力。同时，学生缺乏独立撰写实验报告的能力，所撰写的实验报告大多质量不尽人意。第四，开放实验效果不佳。尽管是开放性实验，但许多学生并不真正了解自己为什么要参加开放性实验，或者参加的态度比较消极，并未曾意识到参加开放性实验的真正目的和意义。长此以往，学生的实践能力很难真正提高。
2土木工程材料课程实验教学改革
2.1突出开放实验的作用
作为应用型本科院校，为了进一步使人才的培养日益多元化，学校需要重视突出毕业生的实践操作能力的培养。纵观国内建筑材料企业，对于这一方面的人才需求越来越多，要求也日益提高，因此，应用型本科院校土木工程专业在人才培养上需要结合各大企业的实际需求和市场现状，全方位培养学生的综合能力，加大开放实验力度，凸显出其作用。可以组织学生分成小组开展选题，加强学生的动手能力和创新能力。在土木工程专业课堂教学中，需要加强理论知识的培养，不断完善土木工程材料测试内容，使学生的工程能力得到有效提升。
2.2提倡学生进行科学探索
土木工程材料课程实验教学重在提升的实践能力和应用能力，因此，需要对学生进行必要的训练，充分引导学生做到理论联系实践，重视科研训练，有针对性对学生进行培养，激发学生的探索精神和不懈的追求。只有这样，才能够培养学生的创新意识。同时，教师要针对学生开展有目的的培养，结合课程实际教学内容开发实验选题，将最前沿的内容融入其中，使实验更加先进，开放。实验要以科学、严谨的态度进行，教师可在实验开始之前要求学生设计实验方案，记录实验数据。实验结束后独立撰写实验报告。
2.3改进教学环节
改进教学环节有助于提升实验教学质量，促进学生迅速掌握实践能力。实验之前，要做好充足的准备。教师要提前布置实验任务，使学生了解实验的整个过程和方法，做到心中有数。在开放实验中，教师除了要确定选题，还要使学生了解实验的内容和目的，选择怎样的理论去完善实验，从而得出正确的实验结果。实验的准备环节至关重要，而且需要学生对知识点掌握熟练，了解实验的材料，找到最适合的实验方法，熟练进行实验操作。
实验是理论联系实践的过程，因此，需要保证理论与实验的要求相一致。教师需要结合教学内容选择实验，使学生了解实验的内容和要求，并能够充分运用所学知识开展实验。在实验的过程中，教师的作用是不容忽视的，防止学生在实验中操作不当，教师要及时予以指导和更正。
3结语
随着中国经济水平的不断提高，应用型本科院校的土木工程材料实验教学需要有明确的培养目标，以培养应用型人才为主，使实验学时充足，体现出实验的开放性和自由性。学生可以自主选择实验题目，或者在教师的指导下开展选题，结合自己的兴趣和爱好，不脱离教学内容和理论知识进行实验，使学生学有所成，达到学以致用的目的。
参考文献
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材料与土木工程论文篇7
【关键词】土木工程发展现状发展趋势
土木工程建设在和自然斗争一中不断地前进和发展。城市的高楼大厦拔地而起，各种桥梁、水利工程、四通八达的公路贯穿各个省市。土木工程是保证人类居住和交通的支柱产业，完善土木工程的建设和发展，实现经济、社会、环境统一协调发展，成为目前土木工程的关注热点。人类为了争一取生存，为了争一取舒适的生存环境，预计土木工程必将有重大的发展。
一、土木工程的发展现状
（一）土木工程理论的发展。
土木工程的发展包括两个部分，即土木工程理论和土木工程设计，理论是基础、设计是理论的体现，只有建立坚实的理论基础，才能让土木工程设计得到最大的进步。土木工程理论包括力学、统计学、计算机等学科，需要对每个学科综合加固，切实保证理论基础的可靠性。计算机技术的发展也给土木工程带来了极大的飞跃，针对建筑、道路、铁路、桥梁、隧道等专业开发了相应的计算软件，这给土木工程的设计带来了很大的突破。随着信息化进程的加快，土木工程发展的信息交流得到了很好的进步，对于国家各个建设项目、甚至国际项目的优势理论都可以与同行进行交流学习。
（二）土木工程设计的发展。
土木工程设计和规划改变了凭借经验设计的惯例，趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。随着新材料、新结构、新工艺、新施工方法的出现，人类更有可能从事更大规模的土木工程修建，；高层建筑不仅在数量上越来越多，超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建，结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。土木工程设计是建立在坚实的理论基础上的，随着对土建项目要求的增长，土木工程设计也更加向更复杂的方向发展，只有把握好新技术、新优势才能把土木工程设计想更加完善的方向发展。目前，土木工程设计发展取得了一定的成绩，在形式、受力等方面取得了进步。
（三）土木工程施工的发展。
土木工程施工的发展体现在施工材料、施工设备和施工工艺三个方面。施工材料出现了复合材料高强钢材等全新建筑材料，如碳纤维、玻璃纤维增强塑料、双层中空玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、各种节能混凝土等，新型材料在工业和民用建筑中得到广泛使用，为复杂大型土木工程提供了重要物质基础。工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展，使得大规模复杂的土木工程不断发展并得以实现，推进了土木工程的科学快速发展。城市地下工程建设主要施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法等，也为地下空间开发提供了宝贵的经验。
二、土木工程的发展趋势
前文根据笔者的实际经验，已经阐述了土木工程的发展现状。经过论证得出，土木工程理论的发展，土木工程设计的发展及土木工程施工的发展三者是息息相关的，互补关系，在具体施工中起到非常重要的作用，并不断得到施工人员的喜爱。
（一）向信息化趋势发展。
加快信息化建设并带动工业化，这是我们的国家提出的新时代的奋斗目标。信息化建设是利用计算机技术、网络通信技术、智能信息处理技术、自动化控制技术等进行改造。通过信息化建设，使传统控制方式下一些较难实现的高难度项目成为可能，信息化技术将全面革新设计技术和施工技术，在土木工程界已发挥了巨大的作用。
（二）向虚拟现实技术发展。
沟通的虚拟现实技术在土木工程提供了一种新观点和方法，结合计算机技术、传感器技术、网络技术和多媒体技术等高新技术的综合。虚拟技术是一种新的人机交互技术，让人仿佛置身在现实世界中，一方面，将广泛应用于工程项目招标投标、施工过程和方法可以很好的进行清算，其计算在结构设计和施工过程仿真、复杂的计算过程更有其独特的优势。
（三）向超大型土木工程方向发展。
在21世纪，随着新材料、新结构、新技术的出现，新的施工方法将更大规模土木工程建设、实现新突破。近年来，随着大规模生产优质水泥、纤维和玻璃纤维混凝土和聚合物浸渍混凝土混凝土发达，带来了土木工程结构，新开发的设计理论和施工技术等。碳纤维的应用研究，土木工程领域中的另一个重大突破。如何合理使用高强度钢也是一个重要的研究课题，和其他高性能混凝土复合材料也将朝着轻、强、良好的韧性和使用能方面的开发，既从数量的高层建筑钢结构和用法的高性能材料需要进一步增加。
（四）向地下、太空、沙漠、海洋空间发展。
空间资源越来越紧张，开发地下、太空、沙漠和海洋空间是解决当前空间和土地资源紧张的一个有效途径。为了综合利用地下空间资源，地下空间开发逐步向深层发展，在地下空间开发中的应用将加强。
三、结语
综上所对土木工程发展的重要意义，土木工程的发展现状及米来趋势所述，土木工程行业是我国的支柱产业，影响我国基木建设的行业，高新技术对土木工程这一传统专业的改造及影响。因而我们对土木工程的研究和实践也更加重视。
参考文献：
[1]任秋荣，叶龙，李向召.土木工程发展现状及趋势田[J].制造业自动化，2011，（12）.
材料与土木工程论文篇8
关键词：土木工程，现状，发展趋势。
中图分类号：S969.1文献标识码：a文章编号：
随着人们对建筑要求的不断提高，需要建构高层、大规模，甚至是大跨度的建筑，并且要求既要满足工程进度以及质量的要求，同时也需要保证成本的控制。
一、土木工程发展现状
1.土木工程理论的发展
随着科学技术的不断发展和进步，与建筑相关的学科，包括:力学、结构动力学、统计学等等学科的不断发展和进步，为土木工程的发展提供了重要的理论基础和技术支持。信息化的不断普及和深入发展，大型计算机在土木工程上的充分应用，包括结构抗力计算到极限状态理论、材料特性结构分析等，使得土木工程在强大的理论基础之上快速、全面地提升和进步。
2.建筑设计的发展
随着土木工程的不断发展和进步，使用概率统计来设计和分析各种数据，如:荷载值、材料强度值。通过对风力、阳光、地震等不同自然情况的综合分析，结合工程的选址、结构体系等实际情况，进一步研究出可靠度极限状态的设计，得到工程的应力情况和力学性能等，以确保其满足现代土木工程的需要。随着土木工程理论的不断深入和技术的逐步发展，土木工程的设计和规划已经改变了以往凭借经验设计工程方案的惯例，特别是大规模的土木工程，运用了系统工程的理论和方法，趋利避害地全面考虑土木工程的安全、环境、经济等所有因素。
3.土木工程施工的发展
1)建筑材料的发展。
复合材料高强钢材等全新建筑材料在土木工程中得到了不断发展和应用。如:碳纤维、铝合金、镁合金、镀膜玻璃、双层中空玻璃、玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)、各种节能混凝土等新型工程材料已在工业和民用建筑中得到广泛使用，它们在强度和耐久性上表现出优越性，为高层、大跨和结构复杂的大型土木工程建设提供了重要物质基础。但是，这些材料也有其缺陷，如:有些弹性模量偏低，有些成本太高，应用范围比较窄，所以还需要进一步研究。
2)土木工程实施工艺的发展。
工程实施的设备、工具不断地向自动化、机械化、科学化发展，如:同步液压千斤顶、直升机安装技术、滑模等先进技术的出现，使得大规模的、高层的、复杂的土木工程不断发展并得以实现。预应力技术是施工工艺中最为突出的技术之一，可以应用在大跨度、大开间等多层和高层建筑，还可应用于核电站、预应力储仓、桥梁结构、公路工程等等。
二、土木工程发展趋势
1.精密化的理论研究
未来土木工程的理论发展趋势集中在力学，利用物理、化学、计算机技术对土木工程的不断应用，重点为解决数学分析与处理。现阶段，有些领域还不够完善，比如:对于结构复杂的、流体介质等受力分析，需要进一步精密研究。对于土木工程中复杂的数值问题，还需要专门化的数学来解决。土木工程的信息化，可以模拟更复杂的施工情况。
2.土木工程材料的发展
土木工程的施工材料不仅要求质量高、安全性高、使用寿命长，而且随着生态型建筑理念的发展，对建筑材料造成污染、资源浪费等问题上要求更高，需要发展新型的、高新技术、生态建筑材料，以适应人和自然环境的协调发展。
1)生态建材的发展。
为了实现绿色建筑，在保证工程质量的前提下，选用生态建材是最首要和有效的途径。比如选用环保材料、净化材料、可再生材料、循环使用材料等等成为未来发展的趋势。生态建材的发明和使用，大大提高了人们居住品质，减少对环境的破坏，有效降低建筑垃圾的产生，避免建筑材料的浪费，实现用最少的资源实现最高的品质要求。新型生态材料的使用，在节水节电上进一步优化，节省资源，实现人与自然的可持续发展。
2)抗震强度高的钢材。
随着高层建筑、大跨度结构建筑的不断增多，对抗震材料的要求也越来越高。因此，要求建筑结构使用的钢材逐渐向高强度化、极厚化、低屈服比、低屈服点等方向发展。日本的建筑抗震效果较好，值得借鉴。他们研究的具有高抗震设计的低屈服比和低屈服点的钢板，它们是采用调整化学成分和改建热处理工艺等方法制成。生产出来的低屈服点钢材可辅助结构和减震控震装置。当地震发生时，首先达到屈服点开始变形，吸收了地震能，从而防止主体结构的破坏。高强度的抗震材料的使用，不仅可以减少钢材的使用量，还为抗震提供了安全保障，是未来钢材发展的趋势。
3)智能化的混凝土。
目前使用的高性能的混凝土，具有体积稳定性好、强度高、工作性强、耐久性好等等优点。这些混凝土，具有高抗渗性、抗腐蚀性、抗冻性等优势，所以它们能够在恶劣的环境下较长时间的使用。最新设计的混凝土甚至可以使用100年或者200年以上。随着科学的不断进步和发展，智能化的混凝土将成为未来发展的趋势。智能化混凝土工程材料是指混凝土工程材料能够接受某些环境信息，自觉地进行逻辑判断，同时做出能够相适应的混凝土相关材料。这种智能性的混凝土材料，可以根据工程的需要，维持和调整混凝土的性质，比如:流动性、保水性、粘聚性等，这样可以防止建筑受到侵害，或者对破坏进行修补，或者当有危险时也可以警报。这种智能化的混凝土是未来建筑材料发展的关键技术，但目前还比较昂贵，研究的人也不多。相信随着信息科学、生命科学的不断进步，智能化材料也将逐渐进入到土木工程的市场。
3.土木工程信息化的发展
近年来，信息化已经普及，并且逐渐带动工业的信息化，必然也会对土木工程造成较大影响。土木工程的信息化包括智能信息处理技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术等等，这些信息化技术不断渗透到土木工程中，并且涵盖了土木工程的全过程，不仅限于设计和施工，还有工程的物业管理、物流管理、设备维护和建筑全方位的实时监控等等各个方面。也可以利用计算机模拟管道空间布线，也可以利用信息化技术实现大型设备的整体吊装、大型桥梁悬索受力的控制、高温高压的焊接控制、建筑物的爆破等等。
4.防震与减灾
随着当前超大跨桥梁、高层建筑和大跨结构建筑物的兴起，结构设计呈现更高、更长的发展趋势。在很多的情况下，地震荷载已经成为结构设计的控制因素。所以大型复杂的结构系的抗震设计及其相对应的问题也得到了进一步的关注。相关的研究包括地震动的作用机理，建筑结构的抗震机理等。
三、结语
我国正处于土木工程大力兴建时期，而随后的30年后，将进入建筑物的维护时期，这就需要我们将土木工程信息化做大做强，才能为今后的建筑物的维护、监控等耗费较大的工作做足准备，土木工程的全程信息化具有重要意义。相信土木工程在科学进步和人类智慧的共同发展下将会不断地前进，并将实现一个又一个飞跃，未来的土木工程将更好地为人类服务，再创高峰。
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材料与土木工程论文篇9
关键词：可持续性发展土木工程生态材料
一、土木工程的含义
土木工程建设是人类作用于自然资源的最重要的活动之一，与人们的社会生活密不可分，随处可见的高楼大厦、现代化的体育场馆、宏伟的水利工程等都属于土木工程。然而人类在改变自然的过程中也对自然环境造成了破坏，近年来灾害性气候频发给人们的社会生活带来极大的危害，本文对此展开论述，从土木工程建筑材料的选择、工程的设计、具体的工程施工等环节提出了如何在其中贯穿可持续发展的理念，希望给广大建筑工作者一些有益的参考。
土木工程就是指建造各类建筑设施的科学、技术和工程建筑的总称。对于土木工程的概念可以从两个方面去理解，一方面是从静态角度来说，就是说土木工程是一种与人类生产、生活息息相关的各类工程设施的总称。例如我们随处可见的隧道铁路工程、桥梁道路工程、水利设施以及各类民用建筑等。另一方面，我们可以把土木工程看做是一个动态活动，就是指在建造工程过程中，所进行的各类勘察、组织、设计、施工等技术活动。
可持续性发展理念是21世纪社会发展的主旋律，尤其是近年来伴随着社会经济的发展，环境遭到破坏，很多自然资源面临枯竭的危险。总可持续发展的道路已经成为人们的共识，越来越受到重视。伴随着建筑行业的繁荣，土木工程在中国取得了巨大的发展，其理论也不断延伸，尤其在结构力学中取得了巨大突破，由此兴建了许多具有标志性意义的建筑。近年来一门新的研究领域正如火如荼的展开，就是可持续性理念在土木工程中的应用，这是一个动态的过程，本文接下来针对如何将这一理念应用于工程中进行简单的探讨。
二、土木工程材料可持续性发展
土木工程材料是所有土木工程的物质基础，简单说就是在土木工程施工过程中使用的各种原材料和制件。土木工程材料的选择对于建筑的外观、质量以及成本有着重要的影响，随着自然资源被无节制的开发，资源面临枯竭，如何提高资源的使用率，如何能在建材使用过程中减少或者避免对自然环境的破坏就成为一个现实的课题。于是“生态建材”应运而生，很好的协调了资源与环境的关系，达到了对资源的充分利用同时保护了自然环境。目前从生态建材的发展趋势来看，主要有两个方向。
1、利用新技术对现有建筑材料的革新
利用最新的科学技术对传统的建筑材料进行革新，使其除了在保持原有的使用价值外还具有一些新的环保效果。而对传统建筑材料所采用的技术主要有以下几种：大气净化与光合作用技术、细菌优化技术、远红外以有害气体防治技术、离子交换法、多层次复合材料制备技术等等。
2、开发新型生态建材
随着人们生活水平的提高，人们对住房的居住条件的要求不再局限于简单的生活居住要求，而是对其舒适度、健康性、安全性提出了新的要求，所以医疗方面的一些抗菌剂和建筑材料的结合就成为一个发展趋势。对于传统的建材，通过使用催化剂和抗菌剂使其具有净化和抗菌的效果，成为一种生态建材。眼下市场中常见的生态建材主要有具有净化功能的涂料、具有抗菌、防臭、防霉效果的装饰材料、具有调光功能的玻璃窗、防紫外线辐射的玻璃窗、自我空气净化效果的卫生间材料等等。
三、土木工程设计阶段可持续性发展
1、施工设计阶段的可持续性发展
可持续性发展理念在施工设计阶段的应用，主要体现在在设计过程中对周围环境因素的考虑，工程设计要考虑到周围的生态、地理等自然环境，以及周围交通设施、能源系统等人文环境资源，做到与周围环境的协调统一。贴近自然，最大限度提高资源的利用率，提高人们生活的舒适性。
2、施工组织阶段的可持续性发展
由于土木工程一般都规模比较大，工程比较复杂，对配合度要求较高，这就要求在施工组织阶段统筹规划，科学设计安排，提高资源的利用率，必须在制定工期内完成工作，按顺序施工，协调各个工序间的进度，避免出现工序间的等待，尤其是不能出现返工以及重复劳动现象。“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下，满足当前的需要”。合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。
另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面，上海已经取得不少成功的经验：大量不用的厂房，很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用，既符合现代使用的要求，又节约了能源，避免了浪费，不失为一种有效的办法。
四、土木工程施工阶段可持续发展
1、减少材料损耗，提高材料使用效率
为了提高材料的使用效率，首先在采购环节必须做好预算，尽量按计划精确采购。其次是保管，在保管过程中要分类堆放，合理设置堆放位置，尽量减少搬运的次数。最后是完善工艺，减少材料在使用过程中的损耗，提高使用效率。
2、加强对废料的回收利用
对于建筑施工中的一些废砖块、废混凝土块、废石块等要注意回收利用，可以用于作为一些要求不是很高的路面的填充料，也可以送往一些工厂作为制作特殊砖的材料。
3、尽可能多的利用可回收资源
在施工中尽量采用可回收的资源，尤其是加强多可再生材料的使用，减少对自然材料的使用，减少自然消耗。
4、节约水电
在土木工程中需要大量的水、电，而近年来全国各大城市都出现了水荒、电荒，所以必须在施工中减少对水、电的使用，严禁浪费。对于电量的节约要合理安排工时，减少照明时间，同时多采用节能灯具。而对施工用水的节约，最有效的方法就是在可能的工序中利用废水，同时探讨循环利用水的可能。
材料与土木工程论文篇10
[关键词]土木工程材料；实验教学；教学改革
随着建筑业的兴起带来的国家社会经济大发展，土木工程专业成为了最热门的专业学科，随着经济和科学的不断发展，现将过去的单一工程专业的建筑材料和道路建筑材料等专业整改成为土木工程材料课程。土木工程材料作为一门实践性很强的学科，其实验教学就要打破原有的局限，从综合性、研究性应用性等多方面入手培养学生的动手能力和创新思维等综合能力，以培养应用型的高素质人才。
一、土木工程材料实验组成
1.课程基础实验全国各工程类高校的土木材料实验课大致为10～18学时，包括材料密度、表观密度实验等常规实验项目，标准稠度用水量、胶砂强度测试等水泥性能实验，针入度、软化点等沥青实验，混凝土强度实验、混凝土和易性实验、砂浆性能实验、混凝土用沙石实验等综合性实验。但是受到实验课时、实验场地和实验设备等多方面因素的限制，实验课的教学成效不明显。2.科研实践类开放实验开放实验作为课程基础实验的补充和拓展实验，学生选择参加开放实验的原因各有不同，有的是为了参与教师科研课题，提高自己某一专业方向的实践知识，有的仅仅是因为个人的兴趣爱好，或者单纯的是为了拿学分，但是不管其选择的目的是什么，这种开放实验都可以不同程度的提高其专业技能、创新能里和综合素质，帮助学生形成一种创新意识和创新思维。开放实验要求学生对实验方案、实验步骤、实验原材料选择、实验方法确定、实验操作和实验结果等实验的全过程进行规划、操作、总结和分析，非常能体现一名学生的综合素质能力，也非常鼓励大学生在实验中能积极的进行科技创新。3.学科竞赛实验从2010年开始，全国高等学校建筑材料学科研究会举办全国大学生混凝土设计大赛，全国各大高校学生均可报名参与，要求对混凝土设计、时间成型、快速养护、性能测试等内容进行实际的操作。这类实验大赛的举办提高了学生对理论知识的应用能力，激发了学生学习和创新的积极性，是非常好的一种选拔创新性人才的有效方法。
二、土木工程材料实验存在的问题
1.课程基础实验课时较少现如今各高校土木专业的学生都较多，每班的教学人数均达到几十人，所以实验课程基本以验证性和演示性的实验为主，教学效果受到了实验场地小、实验设备少等因素的极大限制，实验效果不佳，难以满足教学需要。而设计性、综合性强的实验通常实验时间较长，受到上课时长和课时较少的限制，难以保证实验效果和教学质量，或者影响其他实验内容的教学计划。2.课程实验内容传统老套，不符合行业发展现状随着时展，人们对环境的保护意识加强，提倡绿色建筑，新型的建筑材料不断涌现，像一些传统的墙体围护结构粘土砖被各种新型墙体材料所取代，然而我们的实验教学内容却没有与时俱进，没有更新新材料的相关实验测试内容，还在做传统材料的实验教学是没有意义的，是不符合时代的发展的。而且现在对建筑质量的要求越来越高，要求建筑材料有着良好的使用寿命，尤其是钢筋混凝土材料的耐久性得到了越来越多的重视，所以在实验教学时，除了要对水泥、混凝土、钢筋等材料进行基本测试外，还要添加一些新的实验项目，比如材料乃求能和一些特殊要求的性能实验检测，以适应时代的创新发展。3.实验创新性不足课程基础实验受到课时的限制，内容多，时间少，很难在基础实验中有所创新。开放实验本来是很好的创新平台，但是目前却通常是由老师拟定题目，学生自主创新的情况很少，而且选题范围较为局限，要想创新也有一定的难度。实验报告是学生对实验方案、实验操作程序和对结果总结分析能力的体现，但是目前大多数的学生在完成实验报告的时候都有抄袭现象，严重的影响了开放实验的实验自主独立性，无法培养学生的创新意识和创新能力。4.开放实验效果不良开放实验的开放程度不到位，大多数学生选择开放实验的目的并不是为了培养自己的实践能力、科研能力和创新能力，在实验时只是盲目的完成实验，没有进行深入的思考，这是很普遍的不良教学的风气，学生们急功近利思想很严重。而且想提高自身能力的学生并不能随意的进出实验室，影响了学生实验和创新的积极性和灵感，这是实验室的管理不到位导致的。
三、土木工程材料实验教学改革探索
1.加强实验室建设，增加实验教学资源实验室场地和实验设备是实验教学的硬件设施，是提高实验教学质量的基础。土木工程材料的发展日新月异，这就要求土木工程材料实验设备也要与时俱进，不断更新，才能满足实际的教学需要。2.优化实验课教学内容，加强实验教学与施工现场的融合土木工程材料课程涵盖了很多不同的专业，所以，必须结合不同专业的专业特点进行教学。实验是验证理论知识的过程，同时又加深了对理论知识的理解，如果有条件，最好是到施工现场进行教学，深入到生产实践的前线，能让学生在实践中了解各种工程实践技能，发现自己的不足并针对性的提高自己的专业知识水平，提高学习兴趣和学习的主动性，同时也为学生毕业就业后的发展打下良好的基础。3.加强实验室开放程度，开展综合设计性试验土木工程材料实验教学的根本目的是为了培养学生的工程实践能力和创新能力，所以我们要全面的改变原来传统的实验教学的思路和方法，将原来的验证性、演示性的实验改革成设计性、综合性的实验，要求学生根据所学的理论知识，独立提出实验课题、设计实验方案、进行实验操作、得到实验结果并加以总结分析，进行深入思考。实验指导教师只在实验过程中提高必要的指导，总体上要求同学们独立思考，独立操作，培养学生的实践能力和创新能力。这同时也要求加强实验室的开放程度，让学生们能够在有思路有灵感的时候能及时的进行科学实验，才能提高实验教学质量。4.建立校企合作实验基地实验的目的就是为了更好的与理论知识相结合，能够在实际设计生产施工中能有效的运用所学的知识并加以创新，推进行业发展。如果学校能与企业相结合，则更能让学生体会知识在实际情况中的运用，对现有的技术水平有充分了解，更新实验项目，跟随时代潮流，加快行业建设速度，促进教育改革，提高毕业生的就业质量。
四、木工工程材料实验课改革取得的成效
自土木工程材料实验课教学改革以来，其实验教学平台收到了各方的关注和支持，增设了更多课题的实验选修课和开放性实验课。有效的提升了学生们的动手能力、工程实践能力和科研创新能力，通过教学改革，学生从实验设计、实验目的确定、方案设计、实验准备、实验操作到得出实验结果进行总结分析整个过程都能够独立完成，将书本上的理论知识和实践良好的相结合，将实验由教师授课变为学生的主动探索。在实验的过程中，学生既能学到理论知识，又能在理论的基础上通过实践加深理解，同时在老师的引导下提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，激发了学生学习的积极性和主动性，大大提高了学习兴趣和学习效率。随着教学改革的推进，扩充了各类的新的实验内容，促使更多的学生能够进入实验室研究相应的实验内容。为了保证实验教学的有序进行，实验室全面的学生开放，提供充足的相应的实验仪器设备。这使得实验室的开放率和和实验设备的使用率大大的提高了，实验室资源得到了充分的利用。而且实验室的管理人员也尽职尽责的定期检查仪器设备，及时维修，保证设备的完好情况。通过推行土木工程材料实验教学改革以来，使学校的实验室在场地要求、人管管理、设备管理和制度管理等方面都有了较大的提升，有力的加强和推动了实验室规范化的管理。土木工程材料的专业特点就是其较强的实践性，所以我们要注重培养学生对专业知识的应用能力，将旧有的实验方式改革成为开放式的实验形式，培养学生的科学探索精神和开拓创新能力，使土木工程材料实验教学的改革取得明显的成效。
参考文献
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