土木工程教学范例

一、课程现存主要问题

（一）课程内容庞杂

土木工程测试课程所包含的教学内容多而杂。包含电阻式、钢弦式、电感式、电容式等多种传感器，且每种传感器的工作原理和使用方法各异；还包含电阻应变片的构造、工作原理及测量技术等内容；又涉及到工程结构的无损检测和半破损检测技术；同时还融合了模拟信号、采集仪表和试验机等机械和电气相关专业知识；而针对房屋建筑、桥梁、隧道、道路和矿山等工程性质的不同，所采用的测试元件和量测方案均不相同。这些教学内容之间既相互联系又有区别，因此，给学生的感觉是教学内容太多、过于分散、重点不突出、难以理清头绪，学生普遍反映该门课程难学。

（二）教学手段单一

目前在土木工程测试技术课程的教学过程中，要么完全采用满堂灌、填鸭式的黑板板书教学手段，要么完全采用多媒体课件的授课方式。课程教学手段较为单一，从而导致学生对教学内容难于理解和掌握。因土木工程测试技术课程所涉及的内容多而杂，不同的授课内容理应运用不同的教学手段，才能在一定程度上提高学生的学习积极性和主动性，进而达到预期的教学效果。

（三）课程综合性强

土木工程测试技术是一门综合性较强的课程，其以土木工程中材料力学、岩土力学、弹性力学和钢筋混凝土结构等课程为理论基础，并以计算机工程、电气工程等学科为技术支持，同时还融合了土木工程的设计和施工技术以及工程实践经验。因此，学好本门课程的前提是要求学生掌握过硬的土木工程专业基础知识和了解部分其他专业相关知识，例如在声波测试技术这一章里面，对于声波速度的求解需要学生对弹性力学和数理方程有所熟悉；对于换能器的工作原理又要求学生了解晶体的压电效应；对于声波仪还需要学生掌握示波器、振荡器和放大器等设备。又因学时有限，对于综合性如此强的一门课程，如不采取重点突出、补差补短等教学手段，对于大部分学生而言，课程教学质量必然很差。

摘要：

针对土木工程专业结构类课程设计在人才培养和教学中存在的问题，构建了结构类课程设计的目标体系和内容体系，基于整体性提出了结构类课程设计改革和实践方案。实践表明，提高了学生的工程结构设计能力和素质，缩短了学生毕业后工作的适应期。

关键词：

课程设计；结构设计素质；土木工程；适应期

基金项目：

黑龙江省教育科学―十二五‖规划课题（重点课题GBB1212055；规划课题GBC1213115）；黑龙江科技大学教学改革项目(JY14-88)。

目前，一般院校土木工程专业人才培养都趋向于培养高级应用型技术人才。土木工程专业的实践性很强，而土木工程结构设计是土木工程专业学生必备的业务能力之一，是土木工程专业高素质人才培养的一个极其重要的实践性教学环节。土木工程结构类课程设计是本科生学完混凝土结构、砌体结构、钢结构和土力学地基基础等专业主干课程后，针对所学的各种不同结构体系和构件的设计理论、设计方法和设计计算步骤等内容进行的阶段性总结及设计训练。同时，进行结构类课程设计既是学生顺利完成毕业设计的基础，又是学生毕业后从事土木工程结构设计、技术咨询等工作的前奏。结构类课程设计教学质量将直接影响到学生毕业后从事土木工程结构设计的能力和素质，也将直接影响到学生就业质量，但是，大多数高等院校的结构类课程设计的实践教学内容、教学模式等不能适应新新形势下土木工程人才培养的要求。分析表明，主要存在以下几方面问题：（1）各门结构类课程设计的设计题目和设计内容相互独立，缺乏系统性和整体性，并没有充分考虑各门课程设计之间相关性；（2）各门课程设计的题目来源和设计内容的工程背景不详，缺乏与实际工程的紧密衔接，缺乏应用性；（3）各门课程设计的任务书中所给基础性数据和参数过于具体，不利于学生独立分析问题解决问题能力及创新能力的培养；（4）课程设计的过程管理，质量监控和成绩评定缺乏有效机制；（5）条件保障有待于加强，必要的课程设计指导书等资料匮乏。基于上述存在的问题，进行结构类课程设计的改革研究与实践势在必行。因此，以系统论为先导，基于土木工程结构的整体性概念，加强结构类课程设计的多维度的研究与探索，对提高学生工程结构设计素质，实现学生毕业后从事结构设计的零适应期培养具有重要的显示意义。

摘要：从土木工程材料课程教学过程中的四个痛点问题入手，立足以学生为中心的教学理念，从教学内容改革、实践教学增强及引入工程案例等三个方面，对该课程的教学模式进行了创新改革，很好地培养了学生对该课程的学习兴趣，并引导学生对土木工程材料的发展进行更深层次的思考，激发学生在土木工程专业方面的创新思维，最终取得较好的教学效果。

关键词：土木工程材料；教学创新；改革思路

一、土木工程材料课程的价值和教学中的痛点问题

土木工程材料课程是土木工程专业及相关专业的基础课程，对土木工程及相关课程起支撑作用。长期以来，受种种原因的影响，土木工程材料课程的教学效果未能达到预期的教学目标，具体有以下四个方面的问题。（1）土木工程材料课程涵盖无机胶凝材料、金属材料、有机高分子材料及复合材料四种类型的工程材料，教学内容繁杂，且各类建筑工程材料之间无相关联系，导致学生融会贯通难度较大，且难以实现灵活运用。（2）本课程教学中涉及的概念和经验性的知识点较多，理论推导及计算内容相对较少，学生在学习中较吃力，课堂教学气氛不佳。同时，本课程对现场实践内容要求较多，但实际教学中教师和学生缺乏到现场实践参观、操作的机会，学生对各类型工程材料性质缺乏直观认识，导致学生的知识生成不足，进而造成理论知识与实践脱节的现实问题。（3）随着建筑工程行业的发展，新材料、新技术等不断发展和应用，对土木工程材料课程教学内容的时效性提出了较高要求，但由于教材内容编写滞后于建筑工程行业发展，导致课程教学内容与行业发展存在一定的差距。（4）课程教学受时长限制。土木工程专业学时为34学时，实验课程为17学时，短时间内难以将课程教学内容全面、细致地展开讲授，导致课程教学质量与预期目标存在一定的差距。

二、土木工程材料课程教学改革思路和创新举措

（一）基于教材和大纲修订的教学内容改革

随着建筑行业的发展，土木工程材料种类日益繁多，且新的材料体系不断增多，新材料、新技术层出不穷，部分教材中采用的材料技术可能在工程实践中较少应用，甚至面临淘汰的问题，在该问题下，由于学生对工程实践了解不够深入，难以通过课堂教学把握学习难点和重点。因此有必要从教材和大纲修订开始进行教学内容的改革。本课程教材是学院柳俊哲教授主编的《土木工程材料》，为2015年修订后的第三次再版。新版教材强化了混凝土和混凝土材料章节，增加了部分水泥内容，并按最新的水泥检测标准更新了水泥检测试验内容，弱化了部分混凝土材料内容，如删减了粗骨料、细骨料等材料部分内容。2017年起，我校教研团队对土木工程材料课程教学大纲进行修订，对课程教学内容进行了重新设计、编排，力求与建筑行业发展现状、发展趋势相符，与工程施工实际相结合，促进学生学以致用。经重新编排后，课程教学内容以水泥、混凝土、钢材、沥青、沥青混合料为建筑工程材料为主，以新型墙体材料、节能材料为次要中单，兼顾功能性材料和合成高分子材料，并重新划分了学时，其中水泥、混凝土、钢材及沥青、沥青混凝土部分的学时占到了总学时的73%。大纲修订之后，土木工程材料课程授课内容重点突出，并且均有相应的验证性实验课程。其中墙体材料、建筑钢材及沥青材料的试验采用虚拟仿真实验进行。

摘要:目前很多高校的《土木工程施工》教学内容跟不上时代需求、教学模式墨守成规无新意。将生产实习有机结合到《土木工程施工》课程的理论教学中，学生在实习中接触到的新材料、新技术作为课堂的补充内容，并采用学生助课讲授+课堂讨论的方式开展教学，可以使学生初识的新事物，转化为学生上升理论的起点和学习积极性的动力，直接提高课程的教学质量。

关键词:土木工程施工；生产实习；新技术；补充

0引言

《土木工程施工》是一门具有较强实践性和时效性的土木工程专业课程，可使学生理解和掌握土木工程施工基本技术和原理[1]。这门课程讲授的施工技术、工艺和施工过程等内容如果仅通过课堂讲述,学生没有直观体验,会有一定的理解难度[2]。土木行业目前发展速度很快，技术的更新换代时间越来越短，给高校的教学工作带来了挑战。传统的“以教师为主体、书本为中心，单纯进行知识传授”的教学模式越来越不能适应工程施工技术的快速发展[3]。生产实习是土木工程专业本科教学计划中的重要组成部分[4]。在生产实习期间，学生在施工现场观摩施工流程、感触施工技术，与课堂所学知识进行交融贯通，是解决教学中问题的一种模式[5]。目前大多数高校土木工程施工的教学计划将生产实习安排在理论课程学习之后，就是让学生在生产实习过程中加深课堂上所学理论知识的理解，是理论学习在先施工实习在后的一种模式。基于对当前《土木工程施工》课程教学现状的反思，施工新技术与教材更新的时效差异，抽象教学和形象教学的效果优劣，上升为将理论授课与生产实习相互结合，利用学生在生产实习过程中所学所见所得，由“为什么”到理解“怎么做”的升华，可以弥补《土木工程施工》课程教材更新慢、知识点老旧的缺陷，重视培养学生的学习兴趣，对提高教学质量大有裨益。

1《土木工程施工》教学现状

本课程的讲授多采用多媒体课件结合视频+教师讲述的形式，与其他课程设计基本大同小异[6]。通过多年教学经验总结和推广中也意识到，故在教学实践中，揭示问题查询根源为解决问题提供依据。

1.1课程教学内容滞后

一、土木工程材料实践教学改革新方法

实践教学是能力培养的重要手段，为了加强理论和实践教学的对接，提高学生工程实践能力和创新能力，我们尝试了开拓试验教学新思路，创建实践教学新平台和拓宽实践教学新渠道等方法。

1、开拓试验教学新思路

如何通过有限的资源提高学生的动手能力，分析问题和解决问题的能力以及创新能力，是土木工程材料试验教学切实需要面对的问题。教师不仅要重视试验课程教学的组织与设计，还要不断更新教学内容，改进教学方法和手段。传统的试验教学方法要求一个教学班利用给定的实验设备、固定的试验步骤和统一的试验参数来进行。学生所观察到的现象、所得到的试验结果几乎一样。因此，不同试验参数对结果的影响是无法显现出来的，学生对试验现象的理解也很浮浅。如果能够改变固有的教学方法，通过设置不同参数、不同条件，让学生进行对比研究，并加以分析讨论，则更有利于学生对专业知识的掌握。例如，传统的水泥技术要求试验中，各试验小组选用相同生产厂家和同样种类与型号的水泥，试验现象与结果基本相同，学生无法观察不同水泥在标准稠度用水量，初凝、终凝等技术性能的差异，也无法观察安定性、力学性能和强度等级等技术要求的标准，各小组之间也无需进行经验分享和共同协作。如果教师能通过自制水泥的方式，制备出未知技术性能的水泥，学生和老师共同通过试验总结出水泥技术要求的影响因素，小组之间通过交流并分享试验结果，观察相关参数对水泥性能的影响，教学效果必将得到提升。又如，根据正交试验原理设定混凝土配合比试验参数，各小组分别观察水灰比、砂率、单位用水量、粗集料用量和最大粒径等参数对混凝土工作性能和强度的影响，并将最终的试验数据结果统一起来，由学生对试验数据进行分析、处理，写出综合试验报告。显然，水泥性能和混凝土配合比实验经过试验设计，不仅加深了学生对于一些现象的直观印象，还增强了学生动手能力和综合分析问题的能力，同时也激发了学生探索未知领域的研究兴趣。

2、创建实践教学新平台

1）开放试验室由于试验学时有限，我校在本学年尝试了课余时间为学生开放所有试验室，鼓励学生充分利用开放性试验室进行砂浆、水泥凝结时间测定和混凝土配合比设计等设计性、综合性试验，教师利用课余时间给予指导，使学生充分了解了试验过程和操作方法，达到满足本学科实验教学的基本要求。

2）增设土木工程材料试验课程为了提高实践教学的质量,在2013年新的教学大纲修订的过程中，我校针对土木工程材料课程的教学现状，增设了土木工程材料实践教学周，利用一周的时间让学生充分参与到实践教学中，充分保障实践教学的运行。

1土木工程专业实践教学的现状分析

随着我国经济实力的增强和对大规模基础建筑的建设，对具有高技能的相关专业人才极其需求，因此近年来土木工程专业的大学毕业生就业形势一片大好，这也让很多高校产生了盲目招生的倾向，由此使得现有的教学资源无法满足教学的需要，造成土木工程专业实践教学的效果不理想，学生普遍存在实践能力差的特点，在工作岗位中不能够胜任相关工作，主要原因是由于以下几个方面造成的：第一，土木工程专业实践教学的内容和形式都过于单一。土木工程专业的实践教学都是在固有的教学模式下统一完成的，包括实验、实习以及毕业设计等。实习是土木工程最主要的教学实践环节，一般单体工程都在六个月以上，而生产实习则集中在一个月左右，由于学生的人数多，如果全部进入施工现场则会给施工单位造成不必要的压力，所以，土木工程的实习单位一般都是学校长期合作的比较好的单位。第二，土木工程专业实习教师的专业水平和实践能力有待提高。由于当前部分高校对该专业的盲目扩招，导致该校的师资力量显得过于薄弱，因此高校加大了对教师的招聘力度，很多教师都是从高校毕业后直接走上工作岗位的年轻教师，他们大多数缺乏工作的实践和经验，因此没有足够的能力去指导学生实习，导致土木工程专业实践教学的效果不甚理想。第三，制约土木工程专业实践教学的因素还有很多，比如由于高校办学的经费紧张，用于教学实践的费用更是能省则省，这将导致实习指导教师在选择实习单位的时候往往受到极大的限制，一般会根据经费选择在学校附近的实习场所，或者直接将实习的时间缩短，实习的内容简化等，总之，这都会影响土木工程专业实践教学的效果。再者，实验仪器的陈旧和实验内容的守旧也是阻碍土木工程专业实践教学的因素之一。

2土木工程专业实践教学改革的主要措施

2.1转变教学观念，增强实践教学力度

思想观念是教学改革的关键指导要素。进行土木工程专业实践教学改革，首先要从思想认识上转变对教学的看法，改善之前“重理论、轻实践”的教学现状，结合先进经验，不断转变和更新思想观念，将理论教学和实践教学有机地结合起来，为培养较强动手能力、科研能力以及实践创新能力的优秀人才提供有效的途径和手段。

2.2加大土木工程相关实验室、实践基地的建设

基础设施建设是进行土木工程专业实践教学改革的重要保障，要加大对土木工程综合实验室的建立，综合实验室应该能够支撑土工、结构、材料力学、冲击动力学、冻土、测绘仪器等方面的实验研究，教师和学生可以合理使用这些实验设施，增强实践探索。同时，还要积极打造土木工程实践基地，让学生可以亲身参与到企业真实的工程建设的全过程中去，取得良好的实习实践效果。2.3改善实习实践的方式，积极采用小组跟踪实习方式在传统的土木工程专业实习实践中，多采用集中式生产实习的方式，学生对工程项目只有一个粗浅、宏观的认识。要提高土木工程专业实践教学的效果，就是改善集中式的生产实习方式，采用小组跟踪实习方式。即将学生分成若干小组，每个小组均由教师进行带队跟踪实习，让学生参与到工程建设的细节中去，让学生对施工准备、放线、施工、项目管理、项目预决算等环节有相对全面的了解，让学生在实习实践中学到更多的知识。

摘要：实践教学作为土木专业教育环节中极为重要的环节，在土木工程专业人才培养中起着重要作用。分析土木专业实践教学的目的及目前存在的问题，从实践教学的基本架构、课程教学中的实践能力培养、校企合作等方面进行针对土木工程专业的实践教学体系研究。

关键词：土木工程;实践教学;教学体系;校企合作

土木工程行业研究和解决的是工程技术活动涉及的设计、施工和管理等问题，是围绕土木工程全过程而开展的相关技术管理活动，具有鲜明的应用性和务实性特征。目前国内高校的土木工程专业教育与企业需求、工程实际存在较严重脱节，一方面，学生的知识体系与实际联系不紧密，泛而不精，无法达到土木行业工程师所要求的理论及实践层次；另一方面，学生的知识体系与土木行业的联系合作不紧密，面向工程实际不到位，工程素养低，这些均暴露了目前国内高校土木工程专业人才培养中工程实践能力的缺失问题。在本科教育阶段，如何面向行业需求培养土木工程专业人才工程实践能力，促进人才培养目标与行业需求的匹配度成为当务之急。

一、基于工程实践能力培养的土木工程专业实践教学体系构建

土木工程专业人才培养主要经过两方面，首先，通过理论教学为学生构建从事土木工程活动所需的必要的技术、经济、管理与法律等知识结构；其次，通过实践教学，学生能够将获得的学科知识内化为从事土木工程活动所需的各种能力。但目前的人才培养方案体系大都重理论轻实践，没有很好地结合土木行业需求的知识体系，造成所学与所需部分脱节。学生认为“学无所用”，即使重视实践教学，仅体现在学分比例的提高和实习时间上的延长，忽略能力内涵的培养，以至工程实践能力低下。围绕“工程实践能力培养”这个核心，研究分析岗位能力要素，确定工程实践能力培养目标，制定以“面向行业需求，创新课程体系，提升就业能力”为目标的土木工程专业实践教学体系。实践教学是培养工程实践能力、创新能力和综合素质，使学生受到工程师基本训练的重要途径与手段。构建科学完整的实践教学体系，既是土木工程专业理论教学的延伸，也是实现专业工程实践能力培养目标的关键。为实现土木工程专业工程实践能力培养目标，首先构建三重螺旋上升的教学实践体系，即将实践教学活动设计为依次递进的3个板块：基础能力训练实践板块、专业训练实践板块和综合能力训练实践板块（见下图）。基础能力训练实践板块包含专业基础实验、技术类实验教学与实验教学中相应的课程设计等；专业训练实践板块包含专业技术课程设计和专业实习等；综合能力训练实践板块包含综合类实验教学、毕业实习和毕业设计等；课外实践则贯穿于实践教学的全过程。建立这样的体系架构，各个实践环节环环相扣，实践活动随着课程的理论教学，系统而又有层次地循序渐进。在知识体系上通过实践环节的教学，从点到面，从感性认识到理性认识，在技能的培养上，从单项能力训练起步，到能力合成训练，再到综合能力训练，实现学生工程能力的本科全程培养。

二、基于工程实践能力培养的土木工程专业实践教学模式改革

目前土木工程专业的实践教学存在一些问题。从实习环节来看，部分工程实习流于形式、走马观花。客观上，实习安排困难，一些企业不愿接收实习学生；教学管理上，有的放任自流，有的走过场、缺乏针对性，未达到教学要求；从设计环节看，从单项能力培养的课程设计到综合能力训练的毕业设计普遍存在与实际工程设计环节严重脱节的现象，如缺乏规范的正确理解和应用、革新的设计手段应用等。实践环节教学普遍效果不佳，工程实践能力未能得到有效培养，这是造成学生专业工程实践能力较差的一个重要因素。针对实践教学的各个环节，如认识实习、课程设计、生产实习、毕业设计等，与企业联合进行教学模式的改革研究，如毕业设计环节允许部分优秀学生在企业根据真实的工程资料，在企业工程师的指导下完成毕业设计；实习过程中，根据企业的实际情况聘请企业专家举行现场专题讲座；生产实习环节，推行工程项目部全过程参与指导并考核，实行校、企学分互认。尝试与本土建筑企业合作建立集工程项目管理、施工、认证考试为一体的工程能力实训平台，推行高级测量员证、CAD绘图员证、“九大员”资质证等职业证书考试，进一步培养学生工程实践能力，实现与工程实际“零距离”就业。

摘要：文章基于本校应用型土木工程材料本科教学，针对目前土木工程材料课程存在的教材征订、教学模式（理论教学、实验教学、实践教学）两大问题，分析在教学过程中常见的问题，展开对教学课程改革措施以及创新型教学方法的探讨。为提高课程教学效果、优化课程结构体系提供参考借鉴。

关键词：土木工程材料；应用型；教材开发；教学模式

随着当今社会发展的日新月异，材料科学对于建筑、钢铁制造、军事、化工业、加工业等领域的愈显重要[1]，土木工程材料是土木工程、工程造价、工程管理等专业必修基础课，一般在大二上学期开设。该课程虽属于基础类课程，但课程具有内容更新速度快、知识面广、授课时间紧、实验实践要求高的特点[2]，然而，目前市面上土木工程材料的教材文字记忆性内容偏多，缺乏相应图片对照，学生学习过程中容易感到枯燥乏味以至于学习效果不佳。笔者所在的学校属于地方应用型本科高校，按照人才培养计划学生毕业后主要从事房屋建筑领域中设计、施工、监理以及技术咨询工作，主要面向生产、管理、服务的的一线，更重视学生的专业实验实践能力，所以教师有必要从教材征订、教学模式两方面开展土木工程材料教学课程改革措施以及创新型教学方法。

一、课程存在的问题

（一）教材文字性内容偏多

对于常用建筑材料的理解和认识，需要结合形象的图片参照[3]。目前市面上土木工程材料的应用型教材整篇文字记忆性内容过多且缺乏相应图片，甚至通篇文字，而土木工程材料教学过程中概念性内容、专业术语也较多，导致老师讲解过程中无法形象描述相应材料的物理性质，学生往往难以理解深刻材料的基本性质，最终导致其授课过程中枯燥乏味、学生积极性不高、课堂气氛不活跃。

（二）教学课时不足