土木工程课程体系十篇

发布时间:2024-04-29 19:16:40

土木工程课程体系篇1

关键词:土木工程材料;教学体系;构建

室土木工程材料课程是土建类相关专业的一门重要的技术基础课,课程实用性强,与专业紧密相关。长期以来,由于课程理论部分涉及的各类材料间缺乏必要的横向联系,知识点之间的连贯性较差,学生普遍感到枯燥乏味并因此对课程失去兴趣,教学效果受到严重影响[1]。由于这门课实践性极强,因此,合理安排课内实践环节可在某种程度上弥补课堂教学的不足,提高教学效果。由于以往该课程的实验多是验证性的,且学时少,无课程实习,所以教学效果较差[2]。为此,对于该课程的教学应以拓宽学生知识面,增强其适应能力,提高其综合素质,培养学生创新精神为目标。并以此目标构建土木工程材料课程教学体系。

1.改善理论教学体系

1.1土木工程材料课程的地位与作用

土木工程材料是以高等数学、建筑力学、化学等课程为基础的专业基础课程,同时又与建筑学、建筑结构、建筑施工、建筑工程经济等课程有着密切的联系,所以在整个教学过程中,土木工程材料的教学肩负着使学生具备常用建筑工程材料的基本知识,为在建筑工程实践中具有合理选择与使用建筑工程材料的能力,并为后续课程打下基础的使命[3]。结合我院以培养应用型人才为主要目标的办学方针,要求学生掌握适度专业基础理论知识的同时,具备一定的工程实践能力,为适应未来就业环境和自主创业打下坚实基础。所以,土木工程材料这门课程应兼顾理论知识与实验验证,在教学内容、教学方法和教学手段上改革创新,在此基础上,充分调动学生学习的主观能动性,鼓励学生自主设计实验内容,创新实验方法。

1.2精心设计课程教学内容,构建理论教学体系

土木工程材料课程内容庞杂,毗邻知识多。如何根据课程特点,组织好教学内容,使主线分明,简洁明了,激发学生对该课程的兴趣,是精选教学内容首先考虑的问题。虽然每一种土木工程材料的性能各异,但相互之间都存在着一定的联系,因此,每堂课所教的内容不是孤立的,前后教学都会有一定的关联,授课时必须考虑内容的过渡与衔接,应与本专业开设的相关课程有机地结合,使教学内容突出重点,点面结合。

1.2.1突出重点、删繁就简

根据专业性质,确定课程内容和要求,分清主次,哪些是必须讲深讲透的,哪些是适合学生自学的,哪些内容应该删减,哪些内容必须更新;各章讲授时必须抓住“重点”,突破“难点”,系统讲授“基本理论”。精选内容的原则是既要保证学生学到最必需的知识,打好扎实的基础,又要有一定的时间与精力去独立思考、发现问题和解决问题,以利于培养学生的创造能力。同时课程教学内容还要有一定的广度,避免过窄,使教学的对象具有一定的建材知识面。应该突出两个重点,即材料的基本性质与结构材料。材料的基本性质是研究材料具有的共性的问题,通过研究如何充分利用材料的各种性质来满足建筑物各部位的要求,对这部分内容应较详尽讲授材料的微观结构、物理性质与力学性质,不仅要清楚基本概念,还要把这些概念与工程实际紧密结合,为学生分析解决实际问题打下理论基础。结构材料能否正确使用,直接影响建筑物的安全,应围绕当前土木工程中应用最普遍的钢筋混凝土结构、钢结构等方面考虑,把水泥、混凝土及钢材三章列为重点。同时,将土木工程中使用较少的材料、叙述性的部分以及先后课程重叠覆盖部分的内容删减,或安排自学。如木材、装饰材料等。

1.2.2加强理论

土木工程材料是建立在相关专业学科基础上的综合性学科,就整个土木工程材料课程而言,物理、化学、数学、力学等都是它的基本理论,各类材料又有各自的基本理论。在教学中,可以以材料科学的观点去充实课程的基础理论知识,在重点章节中,应尽可能以基本理论为纲领,覆盖全章内容,深入浅出地阐明问题,为学生认识和掌握材料性质及应用的途径和方法提供必要的基础理论知识。同时,不断提高教师自身的业务素质,完善知识结构,丰富文化底蕴,加快知识更新,储备丰富的有关材料研究和应用的实例,是精选教学内容、提高学生学习兴趣、改善教学效果的必要条件。

1.2.3追踪前沿

为了使学生更好地掌握基本理论知识,了解学科前沿发展方向,必须深化课程内容设置,精心组织教学内容。在教学中,对当前大量使用的传统材料,要介绍其成熟的理论和实践应用经验;对不断涌现的新材料、新技术和新的研究成果要有选择地及时向学生介绍。首先在课程内容设置上要求新,就是将最新的材料方面的科技信息安排在教学内容中,如近年来高性能混凝土发展迅速,在讲述混凝土这一章时,就应增加高性能混凝土的制备、使用性能及国内外应用高性能混凝土的现状等内容;再如节能建筑使用的保温隔热材料;高等级公路使用的新型路面材料等,以使学生对国内外的材料发展动态有个基本的了解,以保证教学始终追踪学科发展前沿。其次要及时地将教学研究和科研成果引入教学中,让学生了解老师的科研情况及成果,以激发学习兴趣,提高教学效果。第三是注重前后内容的衔接,就是处理好课程内容中基础知识与前沿知识的内在关系;处理好经典理论知识与现论的关系;处理好课程内容的详略安排。在授课时将相关知识理成一条主线:即各种土木工程材料的制备—各种土木工程材料的组成—各种土木工程材料的建筑性能—各种土木工程材料在建筑工程中的实际应用,贯穿始终。采用这条主线编排教学内容,使之章节分明,详略得当,具有系统性。要求学生了解前沿知识,并及时查阅相关资料,掌握其特点,与基础知识联系起来,理解其理论上的发展和应用上的创新,同时要求学生用掌握的专业知识来分析解决相关问题[4]。

土木工程课程体系篇2

关键词:独立学院;土木工程;课程体系

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2014)45-0126-03

课程体系是教学计划的主要部分,教学计划又是培养学生的主要指导性文件,课程体系的选择、设置直接关系到培养学生的模式和具体操作方法。所以一个科学的课程体系对学生的培养非常重要。

一、独立学院土木工程专业的培养目标定位

独立学院需要培养面向基层、面向生产第一线的应用型人才,这就要求学生具有较强的动手能力和工程实践能力。而目前国家对于土木专业的培养要求是“宽口径、厚基础”,强调学生打好基础后,可以较宽地适应大土木专业内部的各个方向。宽口径就需要学习的课程多,厚基础就需要学习的理论知识较深。国家的要求跟独立学院的实际情况有一定的矛盾。因为独立学院的资源有限,教师本身的水平有限,学生自身的时间、精力有限,所以要使学生学的内容既深且多而且实践动手能力强非常困难。

对此,一些独立学院提出了自己的办学目标。浙江大学城市学院提出了“错开定位,配套发展”方略,推出“横向可以转移,纵向可以提升”的应用型人才培养模式;江南大学太湖学院按照两年通识教育、一年专业教育、一年自主教育的思路设计人才培养方案,提出了“2+1+1”的人才培养新模式;西安交通大学城市学院以培养服务于区域经济建设的高素质应用型人才为目标,提出了“三突出”人才培养模式,即在理论教学中突出“够用、能用、会用”,在实践教学突出基本技能、专业工作能力和综合技能,在实验教学中突出基本实验、综合实验、仿真与开放实验。

从这些院校的办学目标看,其主要倾向为基础知识够用、实践能力加强,这是符合独立学院的实际情况的。因此,土木专业课程设置的主要思路应该是:在达到国家专业最低要求的基础上,其课程设置宁要少些,但要好些。即理论知识课时适当减少,实践类课时适当增加。

从土木工程专业的就业市场看,市场容量最大的是施工、监理岗位,而设计岗位容量较小,同时,大部分的设计单位基本不招收三本的学生。从独立学院土木专业历年的毕业生去向看,大部分的学生确实流向了施工单位。

因此,独立学院土木专业的培养目标应该是:在理论基础知识够用的前提下,加大培养学生施工知识和技能的力度,以适合市场的需求。

二、独立学院建立科学的课程体系需解决的问题

我院原有的土木工程专业培养方案由《高等学校土木工程专业本科教育培养目标和培养方案及课程教学大纲》指导确定,学生在前三个学年统一学习基础课和专业基础课,在第4学年分为2个方向按建筑工程、道路和桥梁工程分班学习。建筑工程方向的总学时为2946学时加28.5周实践类课程。这样的教学计划存在以下问题。

1.专业课安排在第4学年,时间太短。学生在第7学期面临找工作、考研等人生大事而无法安心学习,而第8学期又要做毕业设计无法排课,所以第4学年的专业课学习基本无法有效完成繁重的专业课学习任务。

2.课程太多,课时太多。这与提高学生的综合素质,增强学生的自学能力、实践能力、创新能力有矛盾。现代社会对毕业生有多方面的要求,所有这些要求,都必须通过提高学生的综合素质来实现,如果学生的课程设置太多,课堂教学时间太多,很容易使一部分学生成为埋头读书的书呆子,或者使另一部分学生产生厌学情绪。如同国画里需要留白一样,上课不应该排满周一到周五的所有时间,应该适当减少课时以给学生留出仰望星空的时间。所以在课程体系中建立合理的学时安排,是一个关键问题。

3.无法照顾不同学生的不同需求,比如多数学生到施工企业就业,需要补充施工知识而减少理论知识,而少数学生要考研需要增加专业课的学习。而原有教学计划尽管课时多,但对多数学生最重要的施工类课程还嫌不足;同时尽管理论课时多,但也无法满足考研学生的需要。

三、新旧土木工程专业课程体系的对比分析

原有培养方案课程偏多,实践学时偏少,其中有些课程对三本的学生太难,有些课程对学生的就业帮助不大,因此进行了较大改变。

学时减少的课程:流体力学由50学时减少到36学时;计算机在土木工程中的应用由54学时减少到45学时;土力学与基础工程由70学时减少到60学时;工程经济学由48学时到30学时,并取消了课程设计;混凝土结构设计原理由72学时减少到52学时;工程项目管理由50学时减少到30学时;混凝土及砌体结构设计由48学时减少到38学时;房屋建筑学课程设计由2周减少到1.5周。以上课程合计减少了101学时,并减少1.5周课程设计。

合并的课程:生产实习、毕业实习合并为专业实习,时间由3周改为4周;钢结构设计原理、钢结构设计合并为钢结构,课时由总计90学时改为52学时,减少了38学时;土木工程制图、土木工程CaD合并为土木工程制图与CaD,课时由112学时改为84学时,减少了28学时;高层建筑结构设计、建筑结构抗震合并为高层建筑与结构抗震,课时由总计80学时改为38学时,减少了42学时。

删除的课程:电工电子学(56)、弹性力学(40)、建设项目评估(18)、C语言程序设计(72)、工程事故分析和处理(28)、桥梁工程(32),合计为246学时。

学时增加的课程:土木工程施工由40学时增加到60学时;房屋建筑学由46学时增加到60学时;钢结构课程设计由1周增加到2周。以上课程合计增加了34学时,课程设计增加1周。另外,工程训练由5周改为8周。

另外,任选课里增加了考研专项,包括结构力学、材料力学、钢筋混凝土结构。同时部分专业课程放入任选课。

其课程设置变化主要体现在以下方面。

1.旧计划中各类课程的学时比例为:通识课共968学时共50学分,占总学分的29%;泛学科选修课为810学时40个学分,占总学分的23%;专业主干课为420学时并19.5周的实践课共40学分,占总学分的23%;专业选修课为442学时并9周的实践课共26个学分,占总学分的15%;任选课为306学时共18个学分,占总学分的10%。

新计划中各类课程的学时比例为:通识课共968学时共55学分,占总学分的32%;专业基础课为392学时并11.5周实践课共34.5个学分,占总学分的20%;专业主干课为393学时并18.5周的实践课共41.5学分,占总学分的20%;专业选修课为412学时并9周的实践课共35个学分,占总学分的20%;任选课为240学时共16个学分,占总学分的9%。

旧计划的总课时为2946+28.5周,新计划的总课时为2405+39周,其中通识课的课时不变,但因为总学时减少了,所以通识课的比例由29%略微提升到32%。其他课程大大减少了理论学时,增加了实践学时。

2.旧计划中泛学科选修课较杂,强调知识的宽口径。新计划中改为专业基础课,去掉了与本专业关系不大的课程。需要强调的是,理工科的学生适当学习一些人文方向的课程,对于学生扩大知识面,培养人文素养,提高综合素质很有好处,但是在鱼和熊掌不可得兼的情况下,只能牺牲一些人文类课程,甚至于牺牲一些跟土木专业相关但关系不太紧密的课程。

3.尽管降低了理论学时,但课程设置达到了教育部规定的基本要求[1]。同时也压缩了课时,这就要求选用教材时要考虑本校大部分学生的特点,尽量降低难度。同时增加了施工类课程的学时,目的是增加学生对房屋的认识并熟悉构造要求;钢结构课程设计增加是因为取消了钢结构设计,把简单的设计知识在钢结构原理中讲授,并增加课程设计予以消化吸收;同时把原来5周的工程训练增加到8周,这就照顾了多数学生的需求。

4.通过在任选课里增加考研专项,拓展考研需要的专业课知识,照顾到少部分学生的需求,应该能起到一定积极作用。

5.在第7学期安排的课程较少而且学时较短,这样基本上把上课时间控制在10周,留出10周左右的时间可供学生进行以下工作:准备就业的学生可以进行工程训练(4周)、实习,也可提前进行毕业设计而到第8学期实习;进行考研的学生可以进行考研专项学习,考研专项可以抵工程训练的学分,而到第8学期进行实习和毕业设计。这样,照顾到不同学生的需求,做到有的放矢。

四、关于课程体系改革的一些设想

关于本科专业课程设置的指导思想,历来都有宽与专的争论。新中国成立以来,国家借鉴苏联的教育体系,希望培养各专业能够快速发挥作用的人才,因此专业划分很细,课程设置非常专门化,与专业无关的课程很少。土木专业(建工方向)本身内容多而杂,确实没有精力再学习专业之外的知识,老的教学计划里课时达到了2946,而目前国家要求的上限一般为2500学时,目前总学时为2405也只是刚好达到要求而已;另外三本学院的学生本身学习积极性和学习能力不是很强,这也是无法设置太多课程的一个因素。

同时,从国际上工程师的培养和国内“卓越计划”工程师培养方法看,总的目标是强调专业知识,淡化通才教育。目前,国际上工程师培养大致可以分为两大模式。一是以美国为代表的模式,即大学生在校期间着重进行工科基础教育,毕业后经过企业的锻炼后再考取相关职业证书;而以德国为代表的模式是在大学就获得职业技能的培训和锻炼,大学毕业的文凭证书同时也是职业资格证书[1]。这两种培养方式都是使学生尽可能多地受到工程训练,很难照顾到专业的宽口径。另外,我国正在大力推广的“卓越计划”工程师培养,一般采取“3+1”的培养方案,要求最后1年学生必须在工厂进行培训,即只有三年的学习时间,也是很难照顾到宽口径的通才教育。

对于三本院校来说,最重要的使命是培养一线的工程技术人员,这点其实跟新中国成立初期相同,那么采取新中国成立初期的做法也是顺理成章的事。因此,对于培养学生的指导思想应该再次反思,是否可以分类培养,对于一本院校(或研究型大学)强调宽口径、厚基础,同时加大人文学科的比重,以培养更全面、后劲更足的高科技人才。对于三本学院,其培养目标向高职靠拢,但要求比高职学得更深更精,以培养适合社会需求的应用型人才。

受制于教育部的要求,一些跟土木专业关系不大的课程也必须保留,如果国家能够再放松一点要求,还可以更加大胆一点,使课程设置更加靠近专业本身,这种做法可能更适合于我国的国情。

参考文献:

[1]夏鲁惠.独立学院成为应用型人才培养的新生力量[n].中国教育报,2007-11-16.

[2]高等学校土木工程学科专业指导委员会.高等学校土木工程本科指导性专业规范[m].北京:中国建筑工业出版社,2011:4.

土木工程课程体系篇3

关键词:土木工程应用型力学课程

中图分类号:G4文献标识码:a文章编号:1672-3791(2013)02(c)-0193-02

土木工程专业作为河北建筑工程学院的品牌特色专业,具有悠久的历史。于2009年通过了住房与城乡建设部组织的全国土木工程专业教育水平评估,现为国家高校特色专业建设点,河北省品牌特色专业,结构工程学科为河北省重点发展学科。

本专业旨在培养适应社会主义现代化建设需要,德智体美全面发展,掌握土木工程学科基本原理和基本知识,在建筑工程、道路桥梁等土木工程设计、施工、监理、勘察、管理、教育、研究等领域获得工程师基本训练的具有创新精神与实践能力的高级工程技术人才和有工程技术基础的经营管理应用型人才。毕业生主要到建筑业企业、事业单位从事设计、施工、监理、科技创新、应用技术和经营管理等方面的工作。

学院经过多年的教学实践积累,摸索出了“立足建筑、突出应用”的人才培养目标,为地方经济建设、社会发展培养出了一大批品德好、素质高的应用型高级工程技术人才。

我院力学课程历史悠久、积淀深厚,具有优良传统,《工程力学》、《结构力学》都为学院精品课程,力学课程作为土木工程专业的专业基础课也有其重要地位。为适应学院的应用型人才培养体系及经济社会的发展,力学课程也需要适应时代,进行改革与创新。

1教材及教学内容改革

1998年,为改变我国高等教育专业口径过窄以及人才培养模式与经济飞速发展和对外开放不相适应的情况,教育部制定实施了新的本科专业目录及专业管理办法。新的土木工程专业涵盖了建筑工程、交通土建、城镇建设、矿井、隧道等专业领域,成为一宽口径的专业。如何实现新的专业培养目标,培养出素质高、能力强的专业人才,新的课程设置、教学计划、课程内容的修订等显得尤为重要。

1.1弱化理论证明,加强工程实践内容

应用型人才的培养应注重学生动手实践能力的培养,在力学理论课程中也应有所体现,可在课程体系中删去一些理论性较强而对培养学生应用能力不大的内容,弱化一些理论证明部分的内容,只注重学生分析问题、解决问题能力的培养。例如《结构力学》中虚功原理的证明过程就可以删去,只介绍其结论。

1.2根据专业方向不同,调整知识结构的侧重点

专业方向不同,其侧重点也不同。土木工程专业的力学类课程包括理论力学,材料力学,结构力学,弹性力学等基础课程。传统的课程体系中所针对的工程实例大多数以建筑工程方向为主,但是在新的形势下,我们必须要在课程中增加其他具体方向的工程实例,为非建筑工程方向的同学结合实际学好这门课程而努力。例如,路桥(交通土建)方向的结构力学中,我们就应该增加《结构力学》中影响线一章的比重并设置与道路桥梁实际工程相关的例题。

1.3结合工程实际,着重锻炼同学分析实际工程的能力

另外一个方面,传统的力学课程里面,力学计算主要是针对已有力学模型的抽象计算,怎样将实际工程中的具体问题简化为可计算的力学模型即建模问题涉及较少,仅在《结构力学》一书中有计算简图的简化部分内容,在其他的专业课程如《混凝土结构中》也有所体现,但是在大部分情况下,当遇到工程实际问题时,大部分同学不知道怎样进行力学分析,所以,应在课程设置中突出工程观点,把解决实际问题的能力作为授课的重点贯穿于教学之中,结合第二课堂、毕业设计,选择有工程背景的实际问题,锻炼同学们分析问题解决问题的能力。

1.4把握时代脉搏,教学内容要紧跟科学发展前沿

针对当前出现的新型结构形式,在课程的设置上也要跟上潮流,其结构形式及受力分析,要不断的随着经济社会的发展而更新。传统的建筑结构类型多为杆系结构,所以基础力学多以杆系结构为主要研究对象,对板壳结构和实体结构的研究相对较少。但是在经济社会高速发展的今天,出现了多种新型结构并已应用于实际工程,例如国家游泳中心“水立方”的根据细胞排列形式和肥皂泡天然结构设计而成的膜结构,但是在高校力学课程的教学中却没有体现,只有部分体现在了专业课中简单介绍过。这些新型结构的基本力学原理应在基础力学的课程教学中介绍,能让同学们更好的了解这些结构形式,将来更好的在实践中运用。

2教学手段与措施的改革

现阶段高校的理论课授课方式主要是传统式板书教学、多媒体教学、实验教学等,力学课程作为理论性强、计算工作量较大的课程,采取什么样的教学方式更为合适,也是我们需要探讨的问题。

2.1传统板书教学与多媒体教学的比较

采用板书教学方式,授课教师的书写工作量大,经常是一个例题的计算就要占满一面黑板的版幅,板书式教学信息量也相对较小,但是其优点是学生可以跟着教师的解题思路与过程走,接受起来更为容易些;多媒体教学信息量大,教学效果直观,易于增加同学感性认识,但是对于理论的推导与计算学生感觉接受起来比较困难,尤其是计算题的计算过程,相比较板书而言不容易理解掌握。所以究竟采取什么样的方式,还需具体问题具体分析,找到适合的方式方法。多年来,高校的力学课教师一直在探索由传统的教学模式向启发式、讨论式教学方式转变,取得了一定的效果。

2.2课堂讨论在课堂中的应用

在一些原理性的教学过程中,课堂讨论也可以成为一种行之有效的教学方式。这里谈到的课堂讨论不是我们平常教学时应用到的,即在教师已经有既定结论的形式上的讨论,而是真正的全开放式的讨论,即选择与教学内容相关且具有前瞻性、实践性的课题,组织同学们进行讨论,形式可以多样化,如分组讨论、辩论等,充分调动学生的积极性,开拓思路。例如,针对某个超静定结构的求解,在未确定求解方法(力法、位移法、力矩分配法)前,可组织同学们进行讨论,探讨采用哪种求解方法计算量小,更容易求解等。再讨论完用哪种方法求解更为简便之后,还可继续讨论采用什么样的合理的基本结构,谁能够使计算简便迅速等等。

2.3将实践环节引入课堂教学中

对于教学手段的改革,更重要的是应在理论教学的同时加强实践教学环节,国内有些高校在结构力学课程中已经引入实践性教学环节,如武汉理工大学的等强悬臂梁动力性能实验和桁架结构分析方法研究等,我们也应该探讨适合本校学生的实践性活动,为学生理论联系实际,提高动手能力,培养工程意识奠定基础,真正为把同学们培养成为高水平的应用型人才。

3考试考查形式的改革

考试是高校教育教学制度的一个重要内容,考试是学校检查教学效果、评价教学质量、衡量是否达到教育教学目的的重要途径和手段。然而,高校考试及其制度的弊端与负面影响也日渐显露,考试制度改革已成为当前高等教育研究的重要课题。

力学课程的考试方式也发生了很大变化,部分高校由原来的闭卷笔试到现在的网上测验答疑、题库出题测试、程序大作业、学习报告、小论文、开卷考试、半开卷考试、口试等多种方式。但由于除闭卷考试和开卷、半开卷考试以外的考核方式都不太容易实施,大多数的院校依然采用闭卷考试或开卷、半开卷考试的形式,而且基本上都是一刀切,所有的学生都采用同样的考试形式。

在考试的形式上,我们也可以在原有形式上进行创新。例如,半开卷考试,可以要求学生仿照注册师考试的要求,只能带《规范》,或者一些基本的计算公式,或者是采用部分高校实行的“一页开卷”(即学生只能带一张a4纸进入考场,纸上记载什么内容由学生自己决定),这样的话,一方面可以让学生不必死记公式而加强对知识的理解,另一方面,则加强其对所学知识总结归纳的能力,使其能抓住学习的重点。

总之,考试只是一种手段,让学生理解和掌握知识才是最终的目的,利用合理的的考试考查方式促进同学们对知识的学习才是我们追求的目标。

4结语

在科学技术迅猛发展的21世纪,现有的人才培养体系已不能很好地满足社会对土木工程人才知识结构的要求,尤其是应用型人才的培养。课程内容适应时代的调整,课程体系适应人才培养的需要都已是刻不容缓需要解决的问题,也是时展的必然趋势。作为土木工程专业教学中的重要专业基础课,力学课程也需要顺应时代的发展需求,优化课程内容设置,调动学生学习的主动性和积极性,注重启发式教学法,及时向学生传授新型结构及现代计算理论的知识及方法,增强学生分析问题和解决问题的能力,为我国的建设事业培养合格的人才。

参考文献

土木工程课程体系篇4

关键词:同济大学;麻省理工学院;土木工程专业;课程;比较

中图分类号:tU984文献标识码:a文章编号:1006-026X(2014)02-0000-0

土木工程是伴随着人类发展的一项持续的活动。铺设铁路,开凿隧道,修筑桥梁,兴建公共设施,这些都需要大批训练有素的工程技术人员。因此我们有必要对其进行探究。从总体来看,麻省理工学院(mit)和同济大学在土木工程专业方面都有很高的学术水平。麻省理工学院的土木与环境工程系设有土木工程、环境工程学以及土木与环境工程三个本科专业。在建校初期,土木工程是mit最吃香的专业,有三分之一的学生是学习土木工程的。在我国2011年本科高等学校土木工程等级排行榜土木工程本科教育中,同济大学就排在a+等级第一位,其次是清华大学,因此,同济大学土木工程专业本科教育在我国还是相对处于领先的地位。mit和同济大学土木工程专业教育在专业课程设置有很大的差别,下面我们来做具体探究。

一、从培养目标来比较

同济大学土木工程专业本科教育所培养的新世纪的工程专门人才,将具备深厚的科学素养和人文素养,具有能在房屋建筑工程、隧道与地下建筑工程、公路与城市道路、铁路、桥梁、城市轨道、岩土工程、水利工程以及室内环境控制设备和公共设施系统等领域的设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发部门从事技术和管理工作的专业知识和能力,为学生发展成为本领域的高级技术和管理专家奠定基础。

麻省理工学院土木工程专业的培养目标是通过学习使学生获得在土木工程领域内,认识问题、解决问题以及制定决策的能力,并且能够综合考虑自然因素及社会因素等方面的变化。必须要求所培养的本科生是高水平的土木工程项目专家;能够依据扎实的理论知识创出多功能的、有美感的、安全的、低成本的和可持续发展的项目;本科生要树立终身学习观;要成为所选领域和所从事活动的领袖人物。

为了实现高校的培养目标,我们在教学中注重基础、加强创造性能力培养和工程实践教育。这些对于土木工程专业的学生来说,都是最基本的技能。高校的培养目标要随着社会对人才的需求的不断变化而变化,因此,我们对人才的培养要提出更高的要求。

比较两者可以看出,同济大学土木工程专业本科教育的培养目标主要是着眼于目前的要求,符合社会的发展,培养建设型的人才。而麻省理工学院土木工程专业本科教育主要是从长远发展来考虑,培养能领导社会发展潮流的创新型尖端领导人才。从两所高校的综合实力来看,它们的培养目标还是比较契合实际的。话虽如此,我们也应该注意到这之中的差距,争取减小差距,当然,这得需要多方面的努力。

二、从各类课程的性质来比较

同济大学土木专业的主要课程包括:工程力学、结构力学、流体力学、土力学、工程地质、基础工程设计原理、土木工程材料、测量学、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、施工工程学以及相关的主要专业课程。土木专业的课程主要可以分为通识教育课程、基础课程、学科基础课程内学院或专业大类平台课程、学科基础课程内跨学科基础课程、专业特色课程内专业基础课、专业特色课程内专业课以及实践课程。

麻省理工学院土木工程专业的学生主要学习与土木工程相关的工程力学、结构体系及环境工程方面的知识。为了获得学士学位,必须修满三类课程:第一类是普通高校规定的17门课程。包括理工类6门、人文艺术社科类8门、理工技术类限定选修课2门和实验课1门。第二类是必修课13门。包括计算机及其工程应用、工程非确定性、微分方程、项目评估、固体力学、土木工程材料、流体力学、土木工程设计概论、土木工程设计方案、岩土工程设计、工程体系设计、结构工程设计、固体力学实验和土木工程材料实验。第三类是计划选修分为三类课组即土木工程力学课组、土木工程体系课组和环境工程课组。学生可按自己意愿及在本科生导师帮助下,任意选学其中一组课程,每一课组都包含了一系列相关的课程,学生需选修一个课组中的4门,且有1门必须是面向设计类的。

麻省理工学院土木工程专业的学生在一年级末或之后任何时候可以进入该专业学习。同济大学也很相似,第一学年主要是学习通识课程。同时,在两所高校的培养计划,我们可以看到课程所包括的范围都很广泛,像同济大学就英语方面就开设了商务英语、综合翻译、实用写作、口语英语报刊选读、大学英语和综合英语,这些课程对学生的综合能力显然是很有益,但是,这些英语类的课程分的太细,连英语专业的课程也差不多如此,对土木工程专业的学生来说显然有些过多了。其实就综合英语或大学英语就可以了,因为它们本身就涵盖了口语、写作和阅读。

三、从课程设置的学分数来比较

同一专业在不同的学校对学分数都会有不同的要求。同济大学土木工程专业要求a类课程不少于44学分;B类课程不少于2分;C类课程不少于2分;D类课程不少于34学分;D类课程不少于2学分;e类课程不少于11.5学分;F类课程不少于1分。学生须按培养计划要求修读所有必修课程和所有实践环节,并要求满足各类选修课程的基本规定,总学分最低达到176学分,才可以顺利毕业。土木工程专业所授学位为工学学士。

麻省理工学院土木工程专业要求的学分中,属学院要求的为17个学分。系内要求开设的计算机分析、工程力学与材料、工程分析、工程设计、工程经济以及实验方面的课程为147至153学分,施工及管理方面的选修课30至36学分,总共要求18分。

虽然,麻省理工学院同样重视人文社会科学教育,但是其所占学分的比重不是很大,而是把重心放到了专业课以及专业选修课上。所以,这与它的培养目标是相符的,既考虑到了要培养学生能够综合考虑自然因素及社会因素等方面的变化的综合能力,也强调把重心放在专业课和专业选修课上,培养在土木工程领域内的领导者。但是,同济大学的人文社会科学教育所占学分比重却占到了一半以上,并且,专业课比例很小,专业课程的安排在大四最为集中。这无论是出于对学生就业还是对升学压力来考虑,这样安排都缺乏了科学性。

四、从每学期课程安排的数量来比较

麻省理工学院土木工程专业的培养计划中,可以看出每学期的课程安排都比较少,每学期都不会超过5门课程。而同济大学土木工程专业的学生要学习的课程要大大的多于mit,达到10门。

事实上,学生学习较多的课程,并不能全部的很好的掌握。我们应该更关注学生学习的质量,而不是仅仅关注数量。适当地减少课程的数量,给学生更多的弹性时间,使学生根据自己的兴趣爱好独立自主地学习一些适合自身发展的知识。所以,从另一方面来说,这也体现了美国在教育中具有很大的灵活性。正是这些灵活的时间提供了学生更多实践学习的机会。土木工程的实践学习主要是包括:实验、实习、设计、工程训练和社会实践等环节,学生或进入企业,或自己进行实验设计,当然,高校也会为学生提供各种各样实践的形式和机会,给学生实践学习带来便利。

五、启示

对同济大学和麻省理工学院土木工程专业课程体系的安排有全面地了解之后,我们要注意的主要有一下几点。

(一)制定合理的培养目标

各级各类高校的培养目标都有根据各自学校的实际情况来量身定做。培养目标具有灵活性,要符合社会的需求,符合社会的发展变化。现代土木工程师的培养目标是能迅速解决新问题和复杂问题的全才,以及精通自己业务并富有创新精神的专才。应具备专业知识、方法论知识、跨学科的全方位的思维方式、解决问题的能力、团队精神等。同济大学和mit土木工程专业的培养目标制定的比较合理,也符合学校自身的实际实力和水平。

(二)适当地优化通识课程,加强专业课程

从两所高校课程性质和学分数的比例都可以看出,同济大学的通识课程的比例比较大,所以对应的专业课程比例要小于麻省理工学院。这有可能导致我国土木工程专业的毕业生专业知识的比国外学生贫乏。同济大学的专业课课时数占总课时数的百分比较低,这种课程设置状况不利于培养高素质、适应社会发展的现代土木工程师。减少课堂的教学时间,将更多的时间转移到实践上。实践是培养学生应用科学知识和方法解决实际问题的能力,以及社会能力,如:协调能力、合作能力、交际能力、表达能力等。这都是作为一名现代工程师所必不可少的素质。

(三)减少课程的数量,缩短课堂教学时间

麻省理工学院土木工程专业的课程最多不会超过5门,不在于追求学习数量,而保障了学生的学习质量,把时间留给学生。同济大学土木工程专业课程的数量和学时数都比较多,整整一学期,学生都忙着上课和应付考试,没有属于自己的时间,这不利于培养学生自学的能力和独立思考的能力,使学生没有时间对自己感兴趣的知识进一步学习,抑制了学生学习的积极性。由于缺少时间上的保证,学生学习的新知识难以消化,这会导致学生学完一学期,考完考试后,真正掌握的知识就不多了。所以我们应该适当地减少课程数量和缩短课堂教学时间。

参考文献

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[2]龚志起.国内外土木工程专业实践教学模式比较[J].高等建筑教育,2009(18):12

[3]顾祥林,林峰.中美英德加五国土木工程专业课程体系的比较研究[J].高等建筑教育,2006(15):52

[4]何敏娟.美国高校土木类专业人才培养特点调查与分析[J].高等建筑教育,2003(12):1

[5]林峰,顾祥林.国外土木工程专业本科课程体系在国内应用的可行性研究[J].高等建筑教育,2006(15):55

[6]http://cee.mit.edu/undergraduate/1C-degreerequirements

[7]http://cee.mit.edu/undergraduate/1C-roadmap

[8]http://cee.mit.edu/undergraduate/peos

土木工程课程体系篇5

土木工程专业课程体系改革内容

中国目前已实行的与土木工程类相关的执业资格考试有注册结构工程师、注册建造师、注册监理工程师、注册土木工程师(岩土、港口与航道工程、水利水电工程)、注册造价工程师、注册房地产估价师、注册物业管理师、注册资产评估师、注册咨询工程师(投资)等。执业资格考试的内容一般分为基础考试和专业考试两个部分。基础考试部分内容涉及技术、管理、经济、法律等各个方面,覆盖范围大,涵盖知识点多;专业考试部分多为案例分析或实务分析,主要考察实践能力。通过对国内高校土木工程专业设置的相关课程分析发现,技术类课程主要有《土木工程概论》《土木工程制图》《土木工程材料》《工程测量》《结构力学》《理论力学》《房屋建筑学》《土木工程施工技术》《工程地质学》《土木工程CaD》等。技术类课程理论教学和实践环节的课时安排如图1所示。除此之外,各高校还设置了管理类课程,如《工程项目管理》《工程造价》《企业管理》等;经济类课程,如《工程经济学》;法律类课程,如《建设法规》。在课程设置上已经涉及执业资格制度考试的技术、管理、经济和法律等内容,但也存在实际应用能力不足的问题,导致学生很容易通过执业资格基础考试,却较难通过专业考试。这说明课程体系设置和教学内容有待完善和改进。能否及时反映时代需要,跟上执业资格制度体系调整的步伐,直接影响执业资格制度体系下土木工程专业人才培养目标的实现,影响土木工程专业毕业生的适应能力。

(一)正确认识土木工程专业宽口径、重基础的新形势教学目标

1998年,教育部对本科专业进行调整,高等教育本科专业从20世纪80年代初的近1000个调整、合并、更新到如今的250余个,土木工程专业较之原工业与民用建筑专业更宽泛,涉及房屋建筑、地下建筑、道路、桥梁、隧道、铁路、机场、港口及近海建筑等多个领域。中国加入wto后,建筑业的发展迎来了前所未有的机遇,同时也面临着严峻的挑战。建筑市场竞争日趋激烈,要求必须加速提升土木工程管理水平,既要精通技术,又要有较强的土木工程管理能力。“必须满足市场对人才的要求”[3]这成为高校课程改革的方向。因此,必须改革原来的教学计划与课程体系,修订培养方案,加强基础课程建设,特别是加强对学生学习方法、自学能力的培养,使学生在校期间能认真学好基础知识,并能将知识融会贯通,实现举一反三。

(二)建立与执业资格制度考试相适应的课程体系,设置有利于培养学生创新精神和实践能力的课程

高校应结合《土木工程专业规范》,根据自身特色,在土木工程专业课程体系上采用不同的课群组方式,注重工程的实验方法及其在分析设计中的应用。同时,为满足高等工程教育提出的培养多种类型的复合型人才要求,应主动转变教学理念,调整和修订教学计划,编写和选用好教材;调整管理系列的课程设置;全面深入地探讨教学内容;培养学生的工程技术和管理能力;注意在课时分配上与执业资格制度考试的比例;注重纳入执业资格考试内容;开设综合性、创造性、设计性实验,强化实践技能培养,让学生参与设计实战训练,加强综合应用知识解决实际问题的能力。

(三)加强师资队伍建设,提高教师的师德和业务水平

教师是培养目标和课程体系的实施者。很多教师在自己所从事的研究领域有很深的造诣,但对本领域以外的知识了解较少,从而导致许多新知识、新政策、新规范、新标准在教学中得不到更新,如《建设法规》《工程造价》等课程与国家政策法规联系密切,有很强的时效性,对教师的教学要求非常高。除此之外,土木工程课程之间联系紧密,如土木工程施工课程涉及面广,需要一些课程铺垫(图2),既不是仅针对建筑工程方向,也不是只针对交通工程、岩土地下方向,更不是几个方向的简单叠加。在新形势下,教师应最大限度地提高自身的科学素养和业务水平,保证教学课程改革顺利进行。

(四)建立有效的竞争机制和完善的督导机制,加强师生沟通平台的建立

没有竞争就没有发展,没有监督就没有进步。在教学过程中,引入合理的竞争机制,实行教师竞争上岗可以使深受学生欢迎、教学水平高的教师脱颖而出,充分施展才能。教学督导是教学质量监控评估系统的一个重要环节,学校可以聘请一批离退休的老教授、老专家担任督导评估专家,让他们用丰富的管理经验和较高的学术造诣监督、指导教学活动[4]。教学督导可对教师的行为进行管理和约束,增强其工作责任心和敬业精神,同时在督导过程中拉近学生与教师之间的距离,为搭建师生之间良好的沟通平台提供基础。

土木工程专业课程体系改革的特色

学校土木工程专业通过近几年的教学实践,以省、校两级重点教研项目为契机,结合执业资格考试,通过土木工程专业课程的探索和改革,形成了与学生就业和成才相结合、与国家规范相结合,与实际工程相结合的特色,学生就业率位于学校前列,用人单位普遍对学生的基本技能和实践能力给予了充分肯定。

(一)把握行业动态,适时更新教学内容

土木工程实践能力的培养是人才培养目标的一个重要平台,加快土木工程专业课程体系的改革与建设,加大教材建设力度,培养高规格人才,是高校的重要任务。土木工程专业中很多课程受国家宏观经济政策、法律法规影响,内容也随外界环境变化较大,更新较快,尤其是2010年,建设方面的法规、标准、规范颁布较多,2010年已颁布的国家规范主要有《建筑抗震设计规范》《混凝土结构设计规范》《混凝土强度检验评定标准》《建筑结构加固工程施工质量验收规范》《钢管混凝土工程施工质量验收规范》等。这就要求人才培养目标、教学内容和教学计划也必须随之改革、调整,要根据每年注册工程师考试大纲和试题及时更新教学内容,编写“适用型”教材,使其具有时效性和真实性。

(二)完善教师知识结构,加强教师队伍建设

在教学实践中,教师要不断更新教学内容,及时把国内外经济信息、科技发展动态、国家新政策法规和新规范标准整理归纳,融合到教学之中,不断扩充知识面,适应“大土木”的专业培养方式。在具体的教学调整与研究中,要处理好需要和可能、当前与长远、通用与新兴、基础与应用等方面的关系,要大胆改革、不断创新、勇于实践,通过在职人员申请学位或攻读博士等方式拓宽教师知识面,改善教师的知识结构,同时加强新知识与新技术讲座,使教师能将近年来颁布的相关法规条例合理融入新编教材和课堂教学中,丰富课堂教学内容,完善师资队伍的知识结构。

(三)创新土木工程实验教学改革,为学生提供实验平台

土木工程专业大部分课程需要进行实验教学,所开设的实验多属于演示或验证性实验,不利于土木工程专业创新型人才的培养。学校要开展实验课程体系和内容的改革,对演示性、验证性实验进行缩减,对设计性、研究性和综合性实验进行扩充,合理调整和安排理论教学与实践教学的课时。学校要加大对教学实验室的建设,已建设的实验室要向学生免费开放,为学生提供施展个性的空间和条件,激发学生学习积极性与热情,让学生将理论学习、方法训练和专业实验融为一体,感受工程创新实验活动的全过程,并得到锻炼,为学生更好地适应执业资格制度考试作准备。

(四)与企业携手培养,做到工程理论与工程实践相结合

近年来学校多次深入企业开展调查和研究,用人单位普遍认为土木工程专业毕业生所掌握的专业知识相当贫乏、肤浅,与企业所需的能够参与市场竞争,特别是国际竞争的现代管理人才不相符合。这使学校充分认识到:较低的土木工程技术水平已成为制约中国工程企业参与国际建筑市场竞争的瓶颈,用人单位渴望通过学校的高等教育加强和改革教学内容,让学校和企业共同设计培养目标,制定培养方案,有目的地为企业培养适用人才。企业根据学生在校学到的知识,为学生提供实践机会,加强学生工作的实用性和可操作性,提高学生综合素质。与此同时,学校还加大了兼职教师队伍建设力度,充分利用建筑公司、房地产领域的人才资源,特别是优秀的校友资源,做好土木工程专业实践知识与实践能力的“传帮带”。

土木工程课程体系篇6

基金项目:贵州省教改基金“基于应用型人才培养模式的新建地方本科院校土木工程专业建设探索与实践”(gjg121012);毕节学院教改基金“基于应用型人才培养的土木工程专业建设探索与实践”(jg201110)

作者简介:罗爱忠(1980-),男,毕节学院建筑工程学院讲师,博士,主要从事土木工程设计、施工研究,(e-mail)aizhongluo@126.com。

摘要:地方新建本科院校多数定位于应用型人才培养高校,人才培养目的是服务地方及区域经济建设和社会发展。为满足城镇化对人才的需要,很多新建地方本科院校开设了土木工程专业。文章以毕节学院为例,探讨地方本科院校土木工程专业课程设计教学方法,提出基于应用型人才培养的以工程为主线的土木工程专业毕业设计质量的保证体系,阐述了该保证体系的具体实施步骤。通过毕节学院的实践,取得了良好的效果。

关键词:新建本科院校;土木工程专业;课程设计

中图分类号:g6424文献标志码:a文章编号:10052909(2013)05012904人才培养是高校的首要任务,而新建地方本科院校的定位是服务地方及区域经济建设和社会发展,因此,其培养的人才应具备在生产领域解决实际问题的能力,即应用型人才培养。而课程设计环节是本科实践教学环节的一个重要组成部分,对于土木工程专业而言,是土木工程专业教学过程中重要的实践性教学环节之一[1-6]。毕节学院土木工程专业的课程设计包含了房屋建筑学课程设计、概预算课程设计、地基基础课程设计、钢结构课程设计、混凝土结构课程设计等。传统的课程设计主要是在教师的指导下,学生根据相应课程给定的设计题目,按照课程设计任务书所提出的要求,通过查阅文献及相关资料,确定相应的方案,最后进行计算、绘图等一系列工作。通过毕节学院多年的教学实践,发现课程设计教学环节培养了学生综合运用知识的能力,是后续毕业设计的重要前奏。综合这些年与生产单位的接触,从应用型人才培养的角度来说,当前课程设计还存在如下不足:首先,课程设计一般是在某一门专业课讲授完成后安排该课程的课程设计,每一门课程孤立进行,与其他专业课的衔接较差,一定程度上造成了设计内容与课堂教学内容的脱节;其次,课程设计题目往往是一个单一的给定题目,人人一样,无法调动学生进行设计的激情和主动性,设计内容跟不上社会的发展及生产实践的需求;再次,现阶段课程设计优劣的评价标准不利于学生创新能力的发挥。文章以土木工程专业地基基础课程设计为例,分析现行课程设计的不足,提出应用型人才培养方案,以此满足行业生产实践需求的土木工程专业课程设计新模式。

一、土木工程专业课程设计管理模式的建立

地方本科院校在升本前人才培养的定位主要是教师教学方法的培养,为中小学培养教师。随着学校的发展及学校定位的不同,为服务地方经济建设,满足城镇化及工业化对人才的需求,像土木工程这一类的应用型专业发展迅速。但是,由于工程类专业办学经验不足及教师整体素质不高,导致对土木工程专业课程设计的重要性认识不够,在教学实践过程中课程设计管理及质量也相应地大打折扣。为明确课程设计对土木工程专业实践教学环节的重要性,有必要探索建立一种有效的管理模式。结合毕节学院教学实践的体会,拟从以下几方面进行探索。

1.确立土木工程专业课程设计总体规划和框架

应用型人才的培养是当前新建地方本科院校的生命力所在,也是当前新建地方本科院校服务地方经济建设的关键。应用型人才培养包括工程型人才、技能型人才、技术型人才等[7]。工程型人才主要的工作任务是把学术性人才所发现的科学原理通过一定的手段及技术转化为服务于社会实践的设计以及各种计划等。对土建类专业而言,毕业以后所从事的工作偏向于设计和规划等方面。技能型人才处于土木工程建设的第一线,他们通过实际操作将工程型人才所设计的图纸、规划等转变成土木工程的相关产品。技术性人才同样也处于土木工程建设的第一线,但是与技能型人才所不同的是该类人才主要从事组织管理、生产服务等工作。基于上述分析,围绕应用型人才的培养目标,以土木工程为主线,确立了土木工程专业课程设计的总体规划和框架。

土木工程专业课程设计的设置指导思想为:满足应用型人才培养目标中工程型人才和技术型人才培养的要求,体现土木工

专业建筑工程方向的教学要求和建筑工程专业方向的课程体系完整性,着力培养学生的初步设计能力,综合运用土木工程基础理论和基本设计方法,培养学生独立工作能力,为土木工程专业学生毕业设计及以后工作奠定良好基础。而技能型人才主要是职业类高职高专院校的培养目标。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

罗爱忠,等新建本科院校土建专业课程设计教学方法探索——以毕节学院为例

基于以上指导思想,综合考虑毕节学院土木工程专业学生特点及区域城镇化、工业化带动战略,制定了土木工程专业课程设计的总体框架和目标。

(1)房屋建筑学课程设计。主要内容是建筑总平面图、建筑平面图、建筑立面图及建筑详图的绘制。通过该课程设计,让学生了解一般民用建筑的设计原理,并掌握建筑设计的基本方法和步骤,着力培养学生建筑方案及施工图绘制能力。

(2)施工组织课程设计。主要内容是施工方案的选择、施工进度计划的制订和施工平面图的设计。通过该课程设计,让学生熟悉单位工程施工组织设计编制的程序和内容,掌握施工方案的选择、施工进度计划的编制及施工现场平面布置图的绘制。

(3)概预算课程设计。主要内容是根据施工图及施工现场情况,计算相应的工程量、直接费、间接费、成本及利润、税金等。通过该课程设计,学生掌握概预算设计的过程、土木工程投资的构成,从而训练实际操作能力和理论联系实际的能力。

(4)地基基础课程设计。主要内容包括独立基础设计和桩基础设计。通过该课程设计,培养学生对建筑结构的整体认识,结合上部结构特征及工程地质条件,合理选择基础形式,并进行地基基础的设计和计算,绘制相应的施工图。(5)钢结构屋架课程设计。主要内容包括屋架形式的选择及尺寸确定、支撑体系的布置、屋架内力的计算、杆件和节点的设计,以及屋架施工图的绘制和材料用量计算。通过该课程设计的学习,掌握无盖结构布置的要求及构件编号的方法,培养学生计算和绘图能力及综合运用相关力学分析的能力。

(6)混凝土结构课程设计。主要内容包括结构布置、构件尺寸确定、荷载和内力计算、配筋计算、施工图绘制等。通过该课程设计,促使学生独立完成整个结构设计的过程,培养学生综合运用相关力学知识、混凝土构件计算原理和结构设计分析方法解决实际问题的能力。

2.建立有效的制度管理体系

课程设计是整个土木工程人才培养过程中不可或缺的实践环节之一,因此,必须把课程设计置于专业课程整体的教学组织和培养应用型人才的整个系统中统筹考虑,切实加大土木工程专业课程设计的实施力度,强调课程设计对土木工程专业应用型人才培养的重要性,在理论和实践教学中提升土木工程专业学生的综合素质和能力。基于此,在教学过程中总结经验,结合土木工程建设一线及用人单位的反馈,制定合理的土木工程专业培养计划。在人才培养的基础上制定了土木工程专业各课程的理论课教学大纲及实验课教学大纲、实习教学大纲及管理办法等,并依据这些规定,相应地制定了各门课程设计的教学大纲及评价考核办法。

3.精心选择课程设计题目,构建合理的指导实施体系

应用型人才培养过程中,课程设计过程对教师提出了更高的要求,要求专业课教师不仅能担任相应专业课的理论教学,还必须胜任土木工程专业专业技能的培训工作。因此,土木工程专业教师在课程设计教学中,除了应具备专业课程理论教学的精湛技能外,还必须对影响学生成长的诸多环境、心理等因素有深刻的洞察力,这样才能合理制定课程设计题目。同时,在课程设计题目的选择中,要正确处理课程设计与毕业设计的关系,把基本综合能力的培养渗透到各个专业课的课程设计中,缓解毕业设计的压力,调节学生毕业设计的节奏。在毕节学院课程设计教学过程中,课程设计指导教师以土木工程专业的教学计划和培养目标为依据,结合该专业课程的具体要求,制定相应的课程设计实施方案,经教学指导委员会审定后即可应用于教学实践。在指导过程中,根据专业课程的特点及学生的差异,采取灵活的组织形式,通过集中指导、单个辅导、电话及网络指导等方式,使每个学生都能圆满完成任务。

二、提高学生参与课程设计的主动性和积极性

学生是课程设计的主体,学生参与课程设计的主动性和积极性与整个课程设计实践教学环节的质

量息息相关。而土木工程专业课程设计是土木工程专业本科培养方案中重要的实践教学环节,是针对专业课程中某一特定课程内容的专项训练,进行课程设计的目的是加深学生对相关课程知识的理解,培养学生初步的工程设计能力,使学生掌握工程设计的基本步骤、内容和方法,了解主要的技术法规和政策,并具有相应的文献查阅、技术文件写作和工程制图能力。因此,有效地调动学生参与课程设计的主动性和积极性十分重要。根据毕节学院多年来的实践,主要从以下几方面提高学生参与课程设计的主动性和积极性。

1.提前针对课程特点给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态

课程设计一般安排在每学期末,而且通常是几门课程设计集中安排。这种安排虽然有利于课程设计过程的集中管理,但是,由于课程考试也集中安排在期末,两者之间出现一定的冲突。为了缓解冲突所带来的影响,课程设计指导教师可以在理论教学的过程中,提前针对该门课程的特点,给出相应的设计题目,逐步引导学生进入设计状态。在土木工程专业课程设计实施过程中,以房屋建筑学和土力学与地基基础这两门课程为例,毕节学院主要做法是:针对房屋建筑学课程,可以在讲完建筑设计基本原理后,下达相应的课程设计任务;针对土力学与地基基础,可以在讲完土压力及边坡稳定性分析后,下达相应的课程设计任务。如此,学生对该门课程的理论及学习方法已经了解,初步掌握在实际工程中的运用技巧,并具备一定的基础理论知识,提前进入设计角色。

2.鼓励学生自主选择课程设计题目,提高设计的主动性

教学实践发现,部分学生已经接触土木工程行业,在日常接触到教学楼、多层单元式住宅、幼儿园、别墅、边坡、基坑等土木工程项目,部分学生可根据自身的兴趣,依据课程设计特点及要求自主选题,这样可以提高其参与课程设计的主动性。

3.强化学生对土木工程相关规范的运用,明确土木工程设计的方法和思路

土木工程相关规范是土木工程建设顺利进行及安全性的重要保证,相关的专业教材由于时间差,涉及的规范陈旧或者只是讲授一些理论性知识,根本没有提及规范。因此,需要教师在课堂教学过程中实时更新规范并补充相应的内容,在课程设计过程中强调相关规范的运用,包括图纸绘制的相关规范等。

4.实行量化的时间安排及考核程序

课程设计的过程中,部分学生常常将设计集中于某个时段突击完成,造成了课程设计质量达不到相关要求,最后由于时间关系不得不重修。为了保证课程设计质量,在课程设计的实施过程中,对每一个过程需要定量化的时间安排,反复检查、讨论、修改直至最后定稿。对每一个考核程序严格执行,只有这样才能保证公平、合理地进行课程设计最终结果的考核。

三、结语

课程设计是土木工程专业实践教学环节的重要组成部分,其目的是考察学生对基础理论、基本知识和基本技能的掌握程度。通过课程设计的教学环节,培养学生分析和解决问题能力及创造性、独立性。毕节学院土木工程专业对课程设计的相关管理和教学方法保证了课程设计教学环节的顺利进行,达到课程设计教学环节的主要目的。通过土木工程相关管理、设计和施工等单位的反馈,课程设计的质量将影响毕业生在后续的工作及设计中融入其工作环境的速度,因此,应不断加强课程设计教学改革,提高其教学质量。

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curriculumdesignandteachingmethodsforcivilenginee

eringinnewly

establisheduniversities:takingbijieuniversityasanexample

luoaizhong,fangjuan,chenchanglu,leiyong

(architectureandcivilengineeringcollege,bijieunivesity,bijie551700,p.r.china)

abstract:thegoalofmostnewlyestablishedlocaluniversitiesistotrainingapplicationorientedtalentstoservelocalandregionaleconomicconstructionandsocialdevelopment.tomeettherequirementofurbanization,manynewlyestablishedlocaluniversitiesestablishedthecivilengineeringspecialty.wetookbijieuniversityasanexampletodiscussthecoursedesignandteachingmethodsofcivilengineeringinnewlyestablishedlocaluniversities,presentedanassurancesystembasedonthemainlineofapplicationorientedtalenttrainingforgraduatedesignquality,anddescribedspecificstepsofimplementingtheguaranteesystem.practiceinbijieuniversityachievedgoodresults.

土木工程课程体系篇7

[关键词]土木工程材料;教学模式;科研项目;创新

土木工程学科历来是国家经济建设的支柱产业和支柱学科之一,随着科技的发展及时代的需求,社会对土木工程专业人才也提出了更高的要求,土木工程专业的学生必须具有良好的实践能力及创新能力。《土木工程材料》作为土木工程专业的一门重要专业基础课,具有基础性、实践性强的特点,且与其他公共基础课及专业课紧密衔接,起着承上启下的作用,是学生接触专业知识的桥梁。后续的各门专业课几乎都要涉及“土木工程材料”的内容,在土木工程专业人才培养方案中占有重要地位。笔者在多年的教学中发现土木工程材料种类繁多,从无机到有机,从金属到非金属,各种材料的成分、性质差异很大,各种材料相对独立、联系较少、综合性强、系统性差、跳跃性大,所以学生难以建立概念,易感到枯燥乏味,学习兴趣不高,导致教学难度加大。因此,研究与探索对现有土木工程材料传统教学模式的改革与创新,探索科研实践、课堂教学与工程能力培养有机结合的教学模式,从而为学生进一步学习土木工程专业基础课及创新能力的培养具有重要的意义。

1土木工程材料课程与科研项目相结合教学模式的必要性

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,课堂讲授的内容应具有很强的适应性、先进性和适度的超前性。授课教师若掌握各种材料的最新研发动态,并能结合在研科研项目,将其作为教材内容的补充,从而克服教材内容的局限性。在传统的教学模式下,学生对教学内容的工程背景不了解,缺乏基本的感性认识,学生对土木工程材料课程与后续专业课程之间的关系不了解,更不[楚土木工程材料课程对今后所从事的工作的重要性和意义。此外,土木工程材料课程具有教学内容繁多,且各章节内容相对独立,逻辑性不强,叙述性知识多等特点。采用传统的课程教授方法使学生很难分清主次,且学生学习时易感枯燥。笔者除进行日常教学外,还承担了较多的科研工作,研究领域涉及新型绿色胶凝材料及其混凝土、高性能混凝土及其应用、普通混凝土高性能化研究、混凝上掺合料、新型墙体材料、高性能减水剂等,其中很多成果己经应用于工程中,并取得了良好的经济效益。若将科研成果与日常教学相结合,不仅能提高课堂授课效果,使学生知识层次更丰富,还有益于推进现有土木工程材料课程教学模式的改革创新与实践。

2嵌入科研项目的土木工程材料课程教学改革探究

根据笔者多年的教学经验和上述探索,构建出嵌入科研项目的土木工程材料课程教学模式,如图1所示。

2.1根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容

《土木工程材料》课程具有理论性、实践性和应用性很强,且同时材料科学、新技术、新理论发展很快等特点,因此教师在对课程的授课内容中应重视土木工程材料课程体系结构的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性。在课堂的教学中,教师可将经典的土木工程材料理论与现代材料技术相互结合,这样一方面可以加强经典理论与现代应用技术体系的联系,另一方面可以加深学生对重要基本概念和理论以及新材料应用技术的理解。此外,还可根据课程章节适当引入典型的工程实例,开阔学生的视野。除了结合工程实际案例外,特别注意及时引进新材料和新技术,以及教学团队近年取得的高水平研究成果。经典理论和工程实际案例的引入,有助于提高学生的学习兴趣,能更好地将理论专业知识与实际工程应用结合起来,增强理论联系实际的能力。

2.2结合科研项目创新改进理论课程的教学方法

以往的填鸭式教学方式往往导致学生学习的内动力不足,学生的兴趣和求知欲望不高,因此如何激发学生的学习兴趣是课程改革必须解决的一个重要课题。为了丰富教学手段,应在教学方法中加以创新,培养和调动学生学习兴趣。把一些已有的科研成果或科研项目引入教学过程中,有目的、有计划地使学生掌握和具备一些基本的科研能力,使学生能逐渐熟悉和掌握解决实际问题的基本科学方法;通过教学培养学生的智能,着力培养思维方法;结合教学开展科研,通过对学生进行科学思维的训练,使学生从接受知识逐渐转向探索问题、解决问题,进而培养学生的创造性和独立工作能力,使学生感觉到基础理论课的重要性,从而激发他们对基础理论课程的学习热情。

2.3改革与加强实践教学,突出培养创新意识与工程能力

土木工程材料课程的教学目的是让学生能够熟练掌握各种建筑材料的性能、用途、制备和使用方法,以便在设计和施工中合理地选择和正确地使用。因此,如何在土木工程材料课程中培养学生的实践能力和创新能力显得尤为重要。为提高学生的参与度,提高学生的实践能力,学院对实践教学大纲进行了改革,开设了开放实验,增设设计型、研究型和综合型实验,同时注重理论课与实践环节的有机结合。此外,针对部分学生对教师的科研项目比较感兴趣的情况,结合土木工程材料课程教学的基础理论和方法,指导老师根据其国家基金项目、校级课题等科研项目合理确定本科毕业设计课题,让学生直接参与部分科研工作。整个过程学生通过参与课题研究,锻炼了动手能力,提高了学习能力,协助老师解决与研究项目相关的科学难题,培养学生应用所学知识解决科研问题的能力及创新意识,为学生今后从事科学研究打下基础。

3结语

针对当前土木工程材料课程教学模式的特点和存在的问题进行分析,提出并构建与科研项目相结合的《土木工程材料》课程教学模式,包括根据土木工程材料技术的新发展,不断优化课程内容;结合科研项目创新改进理论课程的教学方法;改革与加强实践教学等方面。通过这些方面的改革能够极大地激发学生的学习积极性,培养学生的实践能力和创新能力,同时也能提高学生的科研水平和兴趣。这对人才培养和课堂教学质量具有重要的意义。

参考文献

[1]吴芳.重庆大学“土木工程材料”课程教学改革研究与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践,2009.

[2]徐松芝,刘嘉诚,林晓兰,彭涛.土木工程材料课程教学改革与实践[J].扬州大学学报(高教研究版),2014(s1).

[3]吴东云.基于创新型人才培养的《土木工程材料》课程教程模式探究[J].河北工程大学学报(社会科学版),2012(29).

[4]高英力.土木工程材料课程理论与实验共融教学模式的构建[J].高等建筑教育,2010(19).

[5]李书进,厉见芬.土木工程材料课程实践教学探讨[J].高等建筑教育,2008(17).

土木工程课程体系篇8

1调查对象和研究方法

通过问卷调查,充分了解学生们对“土木工程施工”课程学习基本情况,为课程改革提供参考和依据。在2014/2015学年第一学期对东北财经大学经济与管理学院工程管理专业65名学生“土木工程施工”课程进行无记名问卷调查,发放问卷65份,回收60份。其中,问卷调查涉及的内容包括课程设置、教学方法、教学内容、教材评价、学习方法、学习收获、教材选用、考试方式、教师授课情况及学生建议等。

2教学信息回馈及分析

2.1课程设置

问卷调查结果表明,47%的学生喜欢“土木工程施工”这门课程,47%的学生对该课程感到一般,16%的学生不喜欢这门课程。从问卷调查的统计结果可以看出,大多数工程管理专业的学生喜欢这门课程,认为该课程在专业课程体系中具有重要的作用,并表示出愿意学好这门课程。

2.2教学方法

为了便于学生更好的理解和掌握教学重点和难点,任课教师采用多媒体技术组织课堂教学,提高授课效率,增加同学们的感性认识,然而课堂教学信息量大幅度增加,同学们精力过于分散,部分学生跟不上课堂的教学进度,对教学重点把握不牢。调查结果显示,55%的学生支持利用多媒体进行授课,超过41%学生认为授课应该将板书与多媒体技术相结合,只有4%的学生支持板书授课教学,统计结果如图1所示。

2.3教学内容

近67%的学生反应“土木工程施工”这门课程实践性强,课程内容较难,25%的学生认为课程讲述的内容通过课堂教授能听懂和理解,有8%的同学表示课程内容非常难,根本听不懂。

2.4教材评价

对“土木工程施工”课程所选用教材进行分析,62%的学生认为课程所选教材好,29%的学生认为课程所选择的教材一般,9%的学生认为教材选择的很难,不适合自学。此外,只有7%的同学参阅第二本教材,不参阅教材的学生高达83%。

2.5学习方法

从调查的统计结果可以看出,课前对教材进行简单预习的学生只有3%,能提前进行较充分预习的有43%,根本不预习的有54%。“土木工程施工”课程的专业性和实践性较强,对于专业积累要求较高。可以看出,学生们前期专业基础知识掌握不牢,对“土木工程施工”课程排斥。

2.6学习收获

28%的学生认为“土木工程施工”课程对今后的学习和工作非常有帮助,提高自己分析和解决问题的能力,62%的学生认为课程对今后的学习和工作有一定帮助,10%的学生认为课程对今后的学习和工作意义不大,没有学生认为课程对今后的学习和工作没有帮助。

2.7考试方式

67%学生提出课程的考试期末成绩占70%,平时成绩占30%,22%学生提出课程的考试期末成绩占80%,平时成绩占20%,5%学生提出课程的考试期末成绩占90%,平时成绩占10%,只有6%的学生提出期末成绩占100%,平时成绩占0%。

2.8教师授课情况

75%的学生认为授课老师非常好,25%的学生认为授课老师很好。调查结果还显示,47%的同学因为授课老师的个人魅力而喜欢该课程,38%的同学因为课程的重要性而喜欢该课程,只有12%的同学对课程感兴趣,而3%的同学不喜欢该课程,不得不来参加课程学习。

2.生建议

对于“土木工程施工”课程,学生们也提出了建议,如增加实践教学环节参加科研实训,解决具体工程科学问题,加开习题课,多做习题,并进行参与式教学,增加课堂教师和学生们之间的互动。

3“土木工程施工”课程教学改革

3.1优化教学体系

针对“土木工程施工”课程的特点,结合财经类高校学校的实际经验,组织教学团队精心编制课程教学大纲,并改革课程的学时分配,安排专题、讲座和工地参观,丰富教学内容。“土木工程施工”课程是一门专业实践性很强的课程,优化教学体系,合理安排实践教学环节,使教学内容和工程实践紧密结合,不仅调动了同学们的学习兴趣,而且使教学形式更加形象生动、丰富多彩,便于学生理解掌握新技术、新工艺和新材料。[2]

3.2激发学生们的学习热情

“土木工程施工”课程属于专业技术课,一般安排在第五学期开设。这个阶段的学生对自己未来已经有了规划。任课教师可以结合建造师考试科目《实务》组织授课,在教学过程中植入历年建造师案例分析真题,结合教学大纲进行课程模块化教学改革与实践。[3]通过施工方案设计、施工组织、施工部署等实训任务使学生掌握所学知识,与同学们一起探讨,激发学生们的学习兴趣。

3.3提升任课教师专业技能

“土木工程施工”课程具有很强的实践性,教师除了用生动的语言叙述,充分调动课堂的学习气氛外,还要有一定的施工实践经验。教学团队中新教师上岗前要进行相关培训,鼓励新教师到施工企业进行工程实践锻炼,老教师做好传帮带工作。[4]此外,组织开展集体备课,鼓励和支持教师参加各类学术会议,阅读施工技术方面的相关书籍和杂志,及时掌握施工前沿技术,不断更新教学内容。

3.4丰富教学手段

传统的教学手段很难满足“土木工程施工”课程教学的需要,定期举办专题讲座,聘请经验丰富的工程师到课堂上来。他们具有丰富的专业知识、实际操作经验和管理知识,能拓展学生的视野,极大地激发同学们的创新意识和就业热情,丰富教学内容。发挥教师的团队协作精神,开发Cai课件,生动形象再现施工工艺过程,利用校园网络供学生随时观看。[5]充分利用多媒体技术和网络资源,建立“土木工程施工”课程QQ群,共享教案和视频,建立网络学平台。对于所在区域代表性的工程,深入工程,收集资料,根据课堂教学的需要,组织学生观看和讲解,抓住学生的注意力,提高教学质量。

4结论

土木工程课程体系篇9

关键词:新工科;土木工程;应用型人才;创新能力

1新工科下要加强思想政治教育与土木工程专业教育深度融合

从近年来高校思想政治教育和专业教育各自的发展历程来看,两者的融合度并不高,且高校思想政治教育和专业教育也均面临着一些阻碍各自发展的“瓶颈”性问题。因此,促进高校思想政治教育与专业教育有机融合,提升高校思想政治教育与专业教育的协同育人的实效性,推动高等教育的内涵式发展,是新时代高等教育面临的一个重要课题。按在《全国高校思想政治工作会议》的讲话精神,在新工科背景下高校要以学生为中心,深入贯彻落实立德树人、德学兼修,将专业教育与思想政治教育深度融合,为国家培养土木工程行业合格工作者和可靠接班人。在专业课教学过程中,重点培育学生求真务实、实践创新、精益求精的精神,培养学生踏实严谨、吃苦耐劳、追求卓越等优秀品质,使学生成长为心系社会并有时代担当的技术性人才。将价值导向与知识传授相融合,明确课程思政教学目标,在传授知识和能力培养中,传播爱党、爱国、积极向上的正能量,弘扬社会主义核心价值观,培养科学精神。将思政教育贯穿于人才培养方案制定、课程设置、教学大纲与质量评价标准、授课计划、课程内容以及教学评价等主要教学环节等方面,将立德树人作为根本任务。

2新工科下土木工程专业要突出行业新发展

土木工程行业发展同样需要适应新工科发展需要,如何围绕土木行业和区域发展新需求,建设“新型”土木工程专业是学科发展面临的重要问题。中国是世界上基础设施建设规模最大的国家,占全球60%的建设规模为土木工程学科提供了很好的产业环境和条件,当前土木工程学科发展正朝着设计模块化、建造装配化、材料绿色节能、监测智能化发展,土木工程学科课程设置也要符合行业发展新特点,要承担起提升基础设施质量和效率的重任,要建立起一套中国特色的专业知识体系。在土木工程专业课程体系上既要进行传统课程的设置,也要开设与土木工程前沿学科课程,前者代表了土木工程专业的内涵,后者代表了土木工程专业的发展,通过内涵与发展的结合,实现了土木工程专业融合发展。

3新工科下土木工程专业课程体系构建要围绕专业认证进行

专业认证是国际上对高等教育进行专业评价的基本方式,通过专业认证意味着通过了行业认可的质量标准,土木工程专业是较早认证的专业之一,伴随着认证的推行,专业认证取得了长足的发展。土木工程专业按照专业认证要求设置培养目标时需要根据产出导向,即国家需要、社会和行业发展需要来确定培养目标,按照毕业生应具备的基本素养、专业技能和社会责任等三个方面的素养、专业能力和发展能力,以及毕业业后5年左右所具有的职业能力来确定培养目标,并建立相应的课程体系。在课程设置时应针对毕业要求12个指标点的能力要求来确定相应的课程,并形成课程体系,数学与自然科学类课程不少于总学分的15%,专业类相关课程不少于总学分的30%,实践类相关课程不少于总学分的20%,人文和社会科学类通识教育课程总学分不少于15%。还需要考虑行业的发展趋势增加相应课程(如装配式施工方法,Bim在工程中的应用)。同时,在“新工科”背景下,考虑房屋建筑方向、道路工程方向和桥梁结构方向三者的融合。

4新工科下土木工程专业课程教学方法有待创新

传统教学基本上传授课本知识为主,以教学大纲为蓝本,以教材为依托,进行课件制作、教案设计等等。而通过学业考试来衡量学生掌握专业知识的情况。新工科背景下要求以学生为中心,加强学生各种能力的培养,而不仅仅是知识的传授,强调教学结果,强调互动与反馈。为此在教学大纲设计时就需要根据毕业要求指标点确定课程目标,强调学生应掌握的能力,不仅仅是知识的传授,而是能力的培养,在教学方法的设计上要求教师在讲授基本概念后,结合土木工程对象实际情况,广泛采用案例教学法、项目驱动教学法、CDio教学法等。对于案例任务驱动教学法是土木工程专业的较为通行的教学方法,其主要教学思路是案例选择、任务分解、案例分析、得出结论。以真实的项目为依托可精简,教师指导,学生自主,按照工程规范参考完成案例或项目。在教学的过程中,采用翻转式课堂,虚拟仿真等手段培养学生的分析问题能力和解决问题的能力。这些教学方法提高教学效果,但对教师和学生的要求都很高,通常教师应该有工程背景,同时要求学生有较强的动手能力和创新能力。

5新工科下需加强人才创新创业能力的培养

注重认识实习、专业实习、毕业实习等社会实践环节。既可以提高学生的社会认知、职业能力和技术创新能力。也可以充分利用地方资源,对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求,深化产教融合、校企合作、协同育人,推动土木工程专业内涵的拓展。鼓励专业实习与毕业就业相结合,校方教师和企业工程师共同指导学生完成生产任务,可以让就业用人单位和学生相互了解,也可以让学生提前适应工作环境。通过积极搭建创新创业竞赛、互联网+、土木工程结构创新大赛等实践平台,将创新创业教育与竞赛相结合,采用导师制负责制,积极辅导学生参与各类竞赛,鼓励教师将科研项目融入创新创业教育工作中,要求每位学生都参与到各类活动中来,多渠道培养学生创新意识和创造能力。

土木工程课程体系篇10

土木工程专业包括了建筑工程、隧道与地下工程、水利水电工程,以及道路桥梁工程等多个专业方向。文章分析了不同土木工程专业的材料共性问题和个性要求,提出针对不同专业的实际应用需求,以提升学生专业素质为目的,进行土木工程材料课程建设。

关键词:

专业需求;共性问题;个性要求;课程建设

土木工程材料课程是土木工程专业的一门专业基础课,课程教学目的是使未来的建设工程师了解和掌握工程中常用材料的基本性能与应用方法,为今后工程实践或科研工作提供必要的基本知识和技能[1-2]。作为一门专业基础课,土木工程材料课程在专业课程学习中起到了承上启下的作用,直接关系到后续课程的学习[3]。土木工程材料课程的前身是建筑材料课程。为适应工程建设需要,土木工程专业在专业调整时提出了“大土木工程”概念,主要涵盖了建筑工程、道路工程、桥梁工程、市政工程、隧道及地下工程、港口工程和水利水电工程等多个专业[1]。这些细化后不同专业的建设材料基础都发源于建筑工程材料,工程技术人员的材料知识基础也是建筑材料。专业调整后不同专业学生所学的课程名称变更为土木工程材料,但其教材编排与教学大纲未作针对性调整,课程内容与原来的建筑材料相比并未有太大变化,更多的只是原有建筑材料课程内容的简单翻版,主要强调了材料的生产工艺与性能,忽略了不同专业的材料应用需求,并不完全适合不同专业方向的学生培养。鉴于以上原因,文章分析了不同土木工程材料方向的共性问题与个性要求,提出了以提升学生专业素质为目的,面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设的几点建议。

一、土木工程专业材料共性问题

随着工程实践的需要和科学技术的发展,土木工程学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。其专业分支包括建筑与市政工程、道路与桥梁工程、隧道及地下工程、水利工程等。其中有些分支,如水利工程,由于自身工程对象的增多以及专有技术的发展,已从土木工程中分化出来,成为独立的学科体系,但是它们在很大程度上仍具有土木工程的学科共性。

(一)材料组成、性能与应用的关系

对于土木工程技术人员而言,正确选择与使用材料,要求理解和掌握材料的性能。材料的性能又决定于材料的组成与结构,材料的不同应用环境又决定了材料需要具备不同的组成与结构,材料组成结构、性能、应用三者的关系。材料的组成与结构内容包括以下方面:(1)所用材料是有机材料还是金属材料,抑或是无机非金属材料;(2)材料是晶体材料还是非晶体材料,以及材料的孔隙结构大小与类型等。这些组成与结构决定了材料强度大小、属于脆性材料还是韧性材料,其弹性模量如何,以及环境温度、湿度、化学侵蚀等对材料的结构与性能有无影响等;(3)每一类土木工程都有自己特殊的环境因素,铁路与公路路基要考虑地下水与土壤中的温度变化与侵蚀性物质影响,隧道与地下结构的挖掘必须考虑岩石的稳定性与地下水的防排水,房屋建筑必须考虑居住与使用的舒适性和适用性;(4)相同种类的工程,还必须考虑四季交替,是靠近海洋还是盐碱或沙漠等环境影响,任何工程都必须考虑材料的组成、结构与性能是否适应环境要求。

(二)材料强度的要求

不同土木工程对材料的共同要求还体现在,所有工程中用到的材料都必须具备基本的强度要求。桥梁的桥墩、桥身,建筑工程中的梁、柱等结构构件要求其材料具有足够的抗压强度或抗折强度等,以承受结构荷载。房屋建筑中的墙体材料、桥梁上的栏杆等也需要足够高的强度,以承受自重或荷载。建筑装饰的涂料与基层之间、建筑保温系统中的各个构造之间、道路工程中的沥青路面与混凝土基层之间,都需要足够的粘结强度以保证材料间的相互协同作用。因此,具备适宜的强度是土木工程对材料的最基本要求,也是其共性问题。

(三)结构耐久性的要求

土木工程材料对耐久性的定义是,在长期使用过程中,材料抵抗周围各种介质的侵蚀而不被破坏的能力。土木工程材料在使用过程中,除内在原因使其组成结构及性能发生变化以外,更多的是受到使用环境中各种因素的侵蚀作用,侵蚀作用包括物理、机械、化学和生物作用等,如金属材料因化学和电化学作用引起锈蚀,无机非金属材料因受到化学腐蚀、溶解、冻融、机械摩擦等因素的作用而引起开裂和剥落,有机材料因生物作用、化学腐蚀、光热作用等引起老化。不同材料受到环境作用的因素虽然各自不同,但都属于材料耐久性问题。因此,确保足够的耐久性,满足工程设计使用寿命,是所有土木工程对材料的基本要求,也是共性问题之一。

(四)工程防水的要求

结构的防水防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一。建筑工程出现渗水,会造成居住不便与环境质量的下降。隧道与地下工程渗水,易诱发安全隐患,导致隧道与地下结构使用不便。结构内出现渗水返潮等问题,会对安装于其中的大型设备产生腐蚀,即使钢筋混凝土材料本身,也容易因水分渗透进入导致内部钢筋锈蚀,或被其他化学介质侵蚀破坏。因此,工程的防水抗渗问题也是所有土木工程面临的材料共性问题之一。

(五)不同土木工程的通用材料

虽然工程类型不同,使用环境不同,设计要求不同,但不同土木工程中所用的材料仍具有普遍的通用性。水泥混凝土、钢材是所有工程必不可少的结构承重材料,防水材料是所有类型工程都要选择使用的产品。按照化学成分来说,有机高分子材料中的塑料、橡胶和胶粘剂等,无机材料中的石材、水泥、石灰等,在各个土木工程领域都可能被用到。

二、不同土木工程专业对材料的个性要求

由于土木工程专业方向不同,其使用目的、结构特点、性能要求等不同,对工程材料要求也有所不同,反映的是不同土木工程对材料的个性要求。文章总结了以下四种土木工程类型。

(一)建筑工程

建筑工程与人的关系最为密切,是人类生活、学习与工作最重要的空间结构,是人类社会生存与发展的最基本需求。工程所用材料的质量决定了建筑工程的质量,也决定了人的生活质量。一个民族、一个地区或一个国家的文化与艺术水平也可通过建筑的水平与风格得到体现,建筑工程中所用材料要能充分表达建筑设计的形状与颜色,装饰装修对材料性能与环保的要求也最为突出。近年来,随着经济与环境可持续发展的要求,建筑节能要求越来越高,因此,保温绝热材料成为建筑工程中的主要选择。此外,吸声与隔声材料也是建筑工程中的专用材料之一。

(二)水利工程

人类通过修建水利工程,达到控制水流,防止洪涝灾害,并进行水量的调节和分配以满足人们生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸等不同类型的水工建筑物,以实现其目标。水利工程最主要的特点是结构体量大,修建周期长,安全性要求高,使用寿命要求也长,这些都是水利工程在选用材料时必须考虑的。水利工程所用结构材料主要是低热水泥、中热水泥,以及专门的水工混凝土等。

(三)隧道与地下工程

隧道与地下工程,包括交通运输的隧道,军事工程的各种国防坑道,市政、采矿、储存和生产等用途的地下工程,地下发电厂房以及各种水工隧洞等。因为这些工程是在岩体或土层中修建,施工过程中岩体或土层的稳定性对施工进度与施工安全至关重要,因此,注浆、支护、锚固等材料成为隧道与地下工程中的专用材料。

(四)道路工程

道路工程在建设与使用过程中,路基应稳定、密实以对路面结构提供支撑,要考虑其变形、耐水性与稳定性的协调,垫层与基层应具有足够的抗冲刷能力和适当的刚度,刚度过大过小都不行。道路路面材料要考虑耐磨、抗滑与平整,设计要考虑抗弯折荷载与变形,还要考虑汽车行驶的安全性与舒适性。不同的路基、不同结构部位所用材料皆不同。工程用土、沥青混合料、道路混凝土等可看作是道路工程的专用材料。

三、面向不同专业需求的土木工程材料课程建设

基于不同土木工程的材料共性问题和个性要求的实际情况,应面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设。

(一)课程内容增加

应根据大土木专业增加新的课程内容,如土工材料、无机结合料、防排水材料、锚喷支护材料等。以使土木工程材料课程更适合整个土木工程专业学生的培养。在增加新的课程内容后,为适应不同专业学生对土木工程材料的学习要求,应及时调整土木工程材料课程内容。笔者的建议是,将土木工程材料教学内容分为三部分。第1部分:土木工程材料的组成与基本性质。这部分内容包括材料的组成与结构、材料的基本物理性质、材料的基本力学性能、材料的耐久性、材料的安全性等。这部分内容体现的是土木工程材料的组成结构、性能与应用相互之间的关系,目的是掌握土木工程的材料理论共性问题。第2部分:土木工程通用材料。包括胶凝材料(气硬性胶凝材料和水泥)、石材与骨料、混凝土、金属材料、有机高分子材料、沥青与防水材料等。这几种材料基本上在所有土木工程中都有应用,针对的也是土木工程的材料共性问题。第3部分:土木工程专用材料。(1)建筑与市政工程专用材料。装饰材料、墙体材料与屋面材料等;(2)道路工程专用材料。道路混凝土、土、无机结合料、沥青混合料等;(3)隧道工程专用材料。注浆材料、锚喷支护材料等;(4)水利水电工程专用材料。低热水泥、水工混凝土等。第3部分内容体现的是不同土木工程对材料的个性要求,这部分内容可满足不同专业方向学生学习和掌握本专业必须掌握的材料及其工程应用。

(二)讲授重点转变

近年来,各个高校土木工程材料课时都有不同程度的压缩。以重庆大学为例,现在土木工程材料总课时为40~48,其中包括14~16课时的实验教学。在课时数如此之少的情况下,为补充新的教学内容,只有对原有个别内容进行删减。笔者的意见是,为保证教学内容与教学课时数相匹配,可减少材料生产与生成方面的内容,加强材料的工程应用案例教学。以水泥这一章节为例,对于以工程应用为主的土木工程专业毕业生而言,他们感兴趣的是水泥的工程性质与应用问题,不会对生产与水化过程感兴趣,因此可将相关内容缩减。同时,在教学内容中应增加工程经典实例,给学生讲解如何从设计、施工、监理等角度学习和掌握各种土木工程材料。在此基础上,对一些“吃不饱”的学生,可以通过“自主学习”[4-5]理解和掌握更多的土木工程材料知识。

四、结语

文章分析了不同土木工程的材料共性问题和个性要求,进而提出了应面向不同专业实际需求,以提升学生专业素质为目的,进行土木工程材料课程建设,针对课程内容与讲授重点提出了具体建议。我国是土木工程建设大国,现有500多所高校设有土木工程专业[6],作为土木类专业的学科基础课,土木工程材料课程的教学效果对后续课程的学习和今后工作都会产生很大影响。然而,忽视不同专业的工程特性,不能针对不同工程专业进行土木工程材料课程教学是国内土木工程材料教学普遍存在的问题,希望通过此文引起国内各位同行的响应,共同探讨解决之道。

作者:王冲吴建华刘芳单位:重庆大学材料科学与工程学院

参考文献:

[1]王冲,万朝均,刘芳,等.侧重于工程应用的土木工程材料课程建设构想[J].高等建筑教育,2010,19(2):72-74.

[2]王冲.土木工程材料课程信息化教学的思考与实践[J].高等建筑教育,2013,22(6):134-136.

[3]吴东云,张建新.新形势下土木工程材料课程教学改革与建设探究[J].高等建筑教育,2012,21(6):70-72.

[4]董明晶.运用现代信息技术培养学生自主学习能力[J].中国科技信息,2005(16):292.