时间：2022-04-26 01:26:20
关键词：土木工程材料，发展趋势
0引言
随着人类文明及科学技术的发展，土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中，尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比，当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善，随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外，随着技术的进步，传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大，尤其在应用方面，经过长期使用的不断累积，单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天，以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看，由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高，传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此，以天然材料为主要材料的时代即将结束，取而代之的将是各种人工材料，这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多，各种物理性能指标的要求也越来越高，从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料应用也向着工业化的方向发展。例如，水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展，材料向着半成品或成品的方向延伸，材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高，劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现，也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置，在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户，为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展对环境造成危害，因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种：
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材，这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料，其优点是节能利废，但仍需依靠科技进步，继续研究和开发更为成熟的生产技术，使这类产品无论是成本上，还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品，用工业废石膏代替天然石膏，利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能，开辟石膏建材的新来源，并且消除了化工废石膏对环境的危害，符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品，以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料，如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染，还节约了石油等资源，符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料，用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康，利用高兴技术使其成本和能耗降低，将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料，利用高科技生产的低成本健康建材，不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料，根据这些地方的性质和特点，利用现代技术，可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后，在我国甚至是全世界范围内，土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向：
研制高性能材料，例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料，尽量减少天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源，采用低能耗、无环境污染的生产技术，优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料，如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等，同时要开发对人体有益的材料，如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用，无污染废弃物，以防止二次污染。
总结：总而言之，土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的，它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换，在未来，基于材料原有的性质的基础上，“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献：
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
[5]《土木工程材料》天津大学出版社 阎西康、赵方冉、伉景富、韩龙军
【关键词】土木工程；现状；发展
目前，在我国的现代化建设中，土木工程业也是逐渐成为国民经济发展的支柱产业之一。社会经济的发展，科技技术的进步，现代建筑物的规模、造型、功能日益的复杂化、大型化、多样化。需要的材料、设备也都日新月异，要求的结构技术与施工技术也不断的提高。节能技术、生态技术与信息控制技术等不断地与建筑技术结合，以求创建出更加适合居住或办公的建筑物。
一、土木工程的内涵与特点
土木工程是建造各类工程设施的工程、技术与科学的总称。 土木工程可以从两个方面去理解：一方面指的是与人类生活与生产活动有关的各类工程设施，比如建筑工程、局坝水电和水利工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁路工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一方面指的是建造工程设施中需要用的材料、设备以及土地上进行勘察、设计、施工等工程技术活动。多年的发展，土木工程的理论与实践都已发展到一定的高度，不论是结构的力学分析还是结构设计的方法或施工的手段，都有很大的进展。但是，土木工程领域中仍然存在许多问题需要我们的进一步研究。
现代土木工程为建造大跨度、大规模、大型、精密、轻型、设备现代化的建筑物，又必须符合高经济效益的标准，土木工程必须感受各类工程建设高速发展的步伐。所以，现代土木工程的特点是：
（一）高强轻质新材料的不断涌现：新型的高强轻质材料，例如铝合金、镁合金以及玻璃钢等已经开始广泛的使用，在提高钢材与混凝土强度与耐久性上取得了显著地效果，并且保持良好的发展趋势。
（二）工程地质与地基的勘察技术有待进一步的发展：建设地区地质与地基的构造，以及天然状态下应力情况与力学性能，直接决定了工程的基础设计与基础施工，也有关到工程设施选址、结构体系与建筑材料的选择，影响最大的就是地下工程的开展了。目前，我国的勘察方法是现场钻探取样与室内分析实验，这两种方法都存在一定的局限性。我国急需发挥现代高新的科学技术来创造新的勘察方法来满足现代化大型建筑的需要。
（三）土木工程的总体规划需要进一步完善：往常的总体规划是借助于以往的工程经验提出不同的若干方案，在其中选取较适合的一种。土木工程日益扩大，必须运用系统的工程理论与方法来提高规划水平。
（四）现代土木工程的设施、理论等日益现代化：土木工程规模不断扩大，与此同时，工程的施工工具、设备、机械等向着品种多样化、自动化、大型化等发展。组织管理也应用系统工程的理论与方法，日益科学化。
二、土木工程的发展趋势
（一）原材料向高性能材料发展
土木工程的原材料向着韧性好、可塑性高、可焊性强的方向发展。例如美国、俄罗斯、日本等国家的钢材规范是屈服点为700N／mm2以上。高性能的混凝土以及其他材料也越来越向着高强、轻质、韧性好的方向发展。
（二）土木建筑工业化
建筑长期停留在手工操作为主的小生产方式上，即使是在解放后建筑业向机械化发展，但是总的来说与其他工业部门的工业化还是有一定的差距的，所以我国建筑工业化发展是必然的趋势。
（三）土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓
海洋面积占据整个地球表面的70%左右，目前陆地的面积已经被大部分利用，所以首先想到的就是向海洋发展。向海洋开拓已经开始了，如：中国的澳门机场。
三、土木工程的未来发展
（一）加速发展高层、大跨结构的土木工程。 大跨结构体系及以及关键的技术，向着大型复砸结构体系现代化发展；比较研究高层钢结构体系和布置、结构的可靠性评价、结构的动力特性、各种设计荷载和钢结构可靠度；研究开拓巨型网格结构体系与各种杂交空间结构体系；研究各种大跨度空间结构的实用分析方法；改革创新大跨空间结构的施工方法；研究钢——混凝土组合结构抗震设计；研究钢结构的抗火设计与防腐设计。
（二）防震抗风和减灾等大型复杂结构的设计奖更长、更高、更软。大型复杂结构体系与抗风抗震的设计理论将被进一步的关注。结构振动控制技术将牢牢关注抗震思想，现代振动控制的研究方向是智能控制、适应控制、吸震减震技术的进一步加强。
（三）创新与发展预应力混凝土材料以及技术预应力，并推动新技术、新理论、新材料以及新设计方法的涌现。主要体现在以下方面：混凝土不断向高强、高性能发展，结构中试用密筋混凝土、免振混凝土；研制生产大截面、大直径钢绞线，采用镀锌、环氧涂层钢胶线，轻质、耐久高性能的纤维加强塑料筋，玻璃纤维加劲塑料、碳纤维加劲塑料、芳纶纤维加劲塑料等；开发与应用新型无粘结预应力筋、体外预应土木工程论文力配筋；研究设计预应力混凝土结构的抗火、抗爆、抗震、耐久性等性能；结合预应力混凝土和钢筋混凝土；推广及发展现代预应力空间结构体系。
（四）着重发展高性能混凝土。高性能混凝土具有易灌实、不离析、易密实、长期保优等优秀的力学性质。因此，采用可持续发展的，并且对环境无害的混凝土技术研制高性能混凝土是必要的。
（五）开发地下空间，改变地层的原始分布状态，进而改变层内部及地面环境。但是在开发低下空间，必须研究以下几个方面：1、水文地质的改变，地下空间结构的改造，影响地表的植被生长。2、地下空间的开发破坏原有动植物的生态环境。3、地下空间的开发影响地面建筑物的安全。
（六）进一步研究拓展岩土锚固技术的应用领域。岩土锚固技术不但在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中有良好的发展趋势，在桥梁工程、重力坝加固工程及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固中也有很大的发展趋势。
（七）土木工程的优化设计，主要有以下几个方面：1、工程项目的可行性分析和论证；2、工程系统的结构与组成选型；3、工程系统全局的优化；4、以可靠度为前提的多目标复杂结构优化设计；5、工程系统和结构实施规划以及施工力学；6、工程系统科学管理与维修；7、工程经济学和设计的心理学。
四、结论
我国现代土木工程的某些方面在世界上已经处于先进行列，但在设计、施工与理论方面与发达国家还存在差距。伴随我国经济的发展，科技的进步，土木工程建设将会有不断的新的成就。在对土木工程研究发展的方面，不但要加强新型结构、新型建筑材料、新型技术手段的理论与应用研究，还要加强土木工程二级学科理论与技术的融合和渗透，以求土木工程的进一步突破。
参考文献：
[1]祝彩霞，刘慧浅.析土木工程的发展现状与发展趋势.《中国高新技术企业》.2007年15期
独立学院以培养应用型人才为目标，学生实践能力的培养非常重要。基于培养应用型人才的目标，独立学院土木工程专业土木工程材料课程除了为后续专业课程做好准备外，更重要的是使学生学会根据工程具体情况（包括工程性质、环境和材料的性能、成本等）合理选择和正确使用材料，学会利用所学的理论知识分析和解决实际问题。
同济大学浙江学院是2008年成立的，以培养适应社会需求的应用型高级工程技术人才为目标。根据学校的培养目标，结合学校土木工程专业学生的实际情况，以及课程教学特点，从教学内容、教学方法、教学安排及课程考核方式等方面对土木工程材料课程进行了改革，以努力提高课程的教学质量，培养学生学以致用的实践应用能力。
一、课程特点和教学现状
（一）课程涵盖内容多、课时少
土木工程材料课程内容除了材料的基本性能外，还包括气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青、高分子建筑材料等十几大类材料，每一大类材料又分为若干个不同品种，每一品种材料都要从其生产、组成、性能、影响因素、技术要求、应用等方面进行阐述，因此，课程的内容很多，但授课课时相对较少。
（二）课程内容缺乏关联性、逻辑性和工程性，学生学习兴趣不高
该课程内容以概念、叙述性理论、经验性结论等为主，种类繁多的材料各成体系，需要记忆的知识点多而杂，而大多数学生习惯学习以计算为主、具有严密逻辑性的知识[1]。多数土木工程材料课程教材理论与实践联系不多，缺少相关的工程案例[2]，学生普遍觉得内容枯燥，不清楚学了以后有什么实际应用。因此，学生学习积极性不高，很多都是为了应付考试而在考前突击死记硬背，但考过就忘，这对后续课程的学习和合格人才的培养十分不利，更谈不上对学生实践能力的培养。
（三）课程实验质量欠佳
实验是土木工程材料课程教学体系的一个重要组成部分。一般是学生按照既定的步骤完成一些验证性的实验，这种实验方式虽然有助于学生获得一些感性认识和体验，进一步理解和掌握课堂所学的理论知识，熟悉各种土木工程材料的实验方法、实验技能和相关标准，却无助于激发学生的主观能动性，不利于培养学生独立思考的能力和创新能力[1，3-5]。因此，要培养具有一定实践能力的应用型人才，仅仅依靠这些单独的验证性实验是远远不够的，还需要开设综合性、设计性的实验。
此外，由于对课程实验没有考核要求，加上实验小组成员较多，因此学生不重视实验，部分学生实验时不动手操作，数据和报告抄袭同学的情况也时有发生。
（四） 教材内容相对滞后
土木工程新材料、新技术、新工艺发展非常迅速，有些已经在工程实践中广泛应用，而也有些传统材料的使用在逐渐减少或被新材料取代，这些变化在教材中体现得较少。材料的技术标准、质量控制和检测标准、设计规范也在不断更新，但是教材往往未及时修正。
（五）课程考核方式单一
土木工程材料课程考核合格与否主要取决于课程期末考试成绩，这样造成学生不重视实验，不注重平时知识的积累，往往是考前突击准备考完就忘。所以，即便是课程考核合格，也不能说明学生对所学的知识已真正理解和掌握了。
二、土木工程材料课程教学改革
（一）教学内容的改革
1.结合专业，合理选择课程内容，突出重点
土木工程材料有数十种之多，要在较少的学时内做到面面俱到地讲解介绍，非但不可能，也没有必要。学校土木工程专业学生毕业后大多数进入施工单位从事施工、工程管理、监理工作，或者进入设计院从事结构设计工作。今后工作中遇到的最多的相关问题是根据工程的具体情况正确选用与使用结构材料，因此建筑结构材料应该是土木工程专业学生学习的重点。该课程应以气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、钢筋等常用的建筑结构类材料为主要内容，加上建筑砂浆、墙体材料等，而木材、石材、沥青混合料等内容可略去不讲。
材料的性能由材料的组成结构决定，而材料的组成结构又是由材料的制备和处理工艺所决定的。但是对土木工程专业的学生而言，他们的主攻方向不是材料的研究而是使用，学习材料的目的就是要学会合理地选择与使用材料。在一定条件下，进行材料的合理选择和正确使用主要考虑的是材料的性能。因此在教学过程中应紧紧抓住各种结构材料的性能和材料的基本性质这两个重点，对于材料的组成结构和制备方面的内容可尽量简化或省略。
2.结合培养目标，简化理论，突出实践能力的培养
作为独立学院，学校的培养目标不是培养研究型人才，而是培养适应社会需求的应用型高级工程技术人才。因此，在土木工程材料课程教学过程中，应尽量简化材料学理论，着重培养学生利用所学理论知识解决工程实际问题的能力。例如，在讲述通用硅酸盐水泥时，重点突出水泥的性能和适用范围，对于水泥的水化机理尽量简化，同时结合一些工程案例的分析来讲解如何根据工程的具体情况、水泥特性及经济性进行水泥品种的选择。这样，既加深了学生对水泥性能和应用的理解，也培养了学生的分析和解决实际问题的能力。
3.重视传统材料和先进材料的结合
在课堂教学中，如果只讲授水泥、混凝土等传统土木工程材料，不仅不能吸引学生的注意力，而且也会让学生感到学校教师讲授的东西太落伍了，因为在网络和资讯发达的当今，学生对这些传统材料多少都了解一些[6]，而且重要的是各种新材料、新工艺不断涌现，并已在工程实践中广泛应用，因此教学中必须适当增加新材料、新工艺的介绍。例如，在讲墙体材料时，应补充各种节能节土的新型墙体材料、混凝土预制件及装配式建筑等；在介绍混凝土时，除了普通水泥混凝土外，还应简单介绍高性能混凝土、再生骨料混凝土、纳米改性混凝土等新型绿色混凝土材料。通过传统和先进相结合，不仅加强了学生对常用土木工程材料的了解和掌握，也激发了学生的学习兴趣和创新意识。
4.注意课程内容的更新
教材中引用的土木工程材料的技术标准、质量控制和检测标准、设计规范等，有些已经废弃不用，有些则做了部分修改，在教学中，应及时更新。例如，在讲混凝土配合比计算时，应根据2011年12月起新实行的JGJ55-2011《混凝土的配合比设计规程》进行讲解，但教材中采用的一般是2000年颁布的旧标准。在讲烧结砖时，可给学生介绍“禁实限粘”政策和各种新型墙体材料，让学生了解有关墙体材料的发展趋势以及实际应用状况。
（二） 教学方法的改革
1.以多媒体课件为主、板书为辅的课堂教学
土木工程材料课程内容多且课时有限，所以课程的特点和实际情况决定了以多媒体课件为主的教学方法比较合适该课程教学。采用多媒体课件教学，不但大大增加了课堂授课的信息量，而且可将材料的实物照片、实验视频等引入课堂教学，使缺乏工程实践的学生能更直观地观察到各种材料的外观形貌及其制作、检验过程，使学生更容易理解某些抽象的概念和动态过程。例如，在介绍混凝土的和易性及其检测方法时，引入相关实验视频并配合教师讲解，这比单纯的文字和静态图形要生动清晰得多。
但是多媒体教学存在教学节奏太快、不利于学生记忆和掌握的问题，所以，课堂上可把每节课的重点和难点写在黑板上，以加深学生印象。对材料基本性质计算和混凝土配合比设计计算也采用板书的形式进行讲解。这样以多媒体课件为主、板书为辅的课堂教学，能有效地提高课堂教学质量。
2.采用案例教学法进行理论教学
教学中可结合具体的工程实例，尤其是劣质材料导致工程事故的案例进行理论教学。例如，在介绍石灰时，通过引入拆迁用砖和石灰砂浆砌筑的古寺时，发现其石灰砂浆强度很高的例子说明石灰的硬化作用；引入 “泰坦尼克”号沉船事件来理解硫、磷等元素对钢的性能影响；通过在恐怖袭击中倒塌的美国世贸大厦来引入钢的防火性能等。这种案例教学法，不仅使枯燥的理论讲解变得生动有趣，提高学生的注意力，加深学生对材料的性能及应用、材料对工程质量重要性的理解，而且通过对案例的分析也培养了学生理论联系实际的能力，避免学生陷入遇到实际问题不知如何分析和解决的窘境。
3.加强师生教与学之间的互动
教学效果不仅仅取决于教师的讲授，还与学生是否要学和如何学有关。一般在每节课开始10分钟教师可将上节课的重点内容进行回顾并提问，这样不仅把上节课的重点内容复习一遍，而且有助于集中学生的注意力，以便于新课的开始。在讲授新课的过程中，经常提出一些小问题，引导学生建立前后知识之间的联系，同时也让学生思想上保持一定的紧张度，专心听课。为了激发学生学习的主动性，可留出一部分内容让学生自学。例如，在讲解水泥一章时，教师可讲解6种通用水泥，而将特性水泥的部分留给学生自学。要求学生课后通过查阅文献资料或参考书籍进行学习，选择其中某一种特性水泥并结合具体的工程应用写成小论文，并鼓励学生做成PPT上讲台演讲或展开讨论。事实证明，这一举措极大地调动了学生的学习主动性，使学生学习的热情高涨，同时也锻炼了学生查阅和整理资料、撰写科技小论文、PPT演讲等多方面的能力。
4.注重学习过程的控制
在整个教学周期内，围绕重要的知识点不定期地进行4～5次随堂练习，每次15分钟，随堂练习的成绩计入平时成绩。通过这种方式，引导学生及时复习所学知识，注重平时学习，同时也有利于授课教师发现学生学习过程中的问题，及时调整。
（三）课程实验教学的改革
1.实验教学与理论教学协调同步
实验教学与理论教学要做到两个协调同步。一是实验教学与理论教学在内容上要协调同步，即根据理论教学的进度，安排相应的实验项目，这样有助于学生对理论知识的进一步理解和掌握；二是实验教学与理论教学教师的协调同步，即理论教学的教师也应同时承担实验教学的任务，这样有助于教师根据课堂讲课和学生掌握的情况，在实验教学时有针对性地对某些难理解的或重要的知识点进行强化。
2.在基本实验基础上开展综合性实验
根据理论教学内容和课时安排选择水泥的基本物理性能、细骨料、混凝土的稠度和强度及配合比设计等实验项目。整个实验分为基本实验和综合性实验两部分。基本实验主要是教学大纲中规定的一些独立的验证性的实验，这些基本实验又分为演示实验和实际操作实验。对于耗时比较长的实验项目，如水泥的凝结时间、体积安定性实验就采用视频和现场演示的方式进行。理论教学时引入实验视频，可以起到辅助教学的作用，使学生比较容易理解一些抽象的概念和检测方法；实验教学时还可以进一步通过现场示范，让学生更直观、近距离地学习这些实验的仪器设备、实验方法和操作技能。对于水泥的胶砂强度、混凝土稠度等耗时较少的实验，则让学生分组进行实际操作，要求学会仪器设备的基本操作和实验方法，记录和处理实验数据，并上交实验报告。
混凝土的配合比设计实验是一个综合性的设计实验，这种综合性实验能充分调动学生的主观能动性，培养学生独立思考和分析问题的能力。教师在实验前给出工程概况、混凝土的设计强度等级和坍落度要求，并给定原料，其中水泥有42.5P.I和32.5P.C两种供选择。将学生分成若干大组（20人/组），每个大组分成5个小组分工合作共同完成一个设计题目。每个实验大组根据设计目标，先课后制定实验方案。方案内容包括原材料的选择、原材料性能测试、混凝土初步配合比设计、实验步骤等，经教师审核合格后进入实验室进行实验。混凝土试拌后，和易性不满足要求需要调整时，调整方案由学生自定，教师进行指导。混凝土和易性调整至设计要求后，各小组分别将其成型并在标准条件下养护不同龄期后进行混凝土强度测定。各组数据共享，学生通过数据对比，分析原材料种类、龄期、配比等对混凝土的和易性、强度发展、经济性的影响，并撰写综合性的实验报告。
3.多方案实验
基本实验不应局限某种单一的实验方案。例如以往混凝土性质实验一般是学生按照教师给出的固定方案配成混凝土后进行和易性和强度的检测。在多方案实验中，原材料、龄期、是否掺减水剂等实验条件都可以有所不同。当调整混凝土的流动性时，除了按常用的添加水泥浆的办法，也可采用添加减水剂的方法，通过这些实验条件的变化进一步加深学生对混凝土有关理论的理解。
4.实验考核
在基本实验结束后增加考核环节。教师围绕基本实验事先准备若干题目，让学生到实验室进行现场考核，学生随机抽取问题进行解答或模拟操作，实验考核成绩计入实验成绩。增加实验考核环节后，学生参与实验的主动性明显提高。
（四）课程考核方式的改革
课程考核方面摒弃过去主要依赖一次考试的方式，而采取期末理论考试+平时考核+实验相结合的综合考核方式。平时成绩占总评成绩的20，主要考核考勤、作业、课堂讨论、随堂练习等情况。课程实验成绩占总评成绩的20%。课程实验成绩由三部分组成，实验过程中的操作、回答问题及课后的清洁整理等表现30分，实验报告50分，实验考核20分。期末理论考试侧重检验学生对课程基本理论的掌握情况，考试成绩占总评成绩的60%。通过这种综合考核方式，引导学生重视平时学习和实验，注重知识的积累，有利于培养学生学以致用的实践能力。
关键词：可持续发展；土木工程；发展；优化
在高楼大厦并起、道路四通八达、信息飞速发展的年代，土木工程是人类现代文明的重要组成部分，在改革开放政策的助力下，在群众生活水平的不断提高的背景下，我们迎来了一轮又一轮的基础建设高潮，如何让我们的桥梁、道路、水利工程、建筑物等更具安全性、美观性和持续性，这是值得我们思考的一个问题。如何从可持续发展的视角来促进人与大自然的和谐，如何保证土木工程能够与人、资源以及环境能够协调的发展，文章中将从土木工程材料、设计阶段、施工阶段和使用、拆除阶段四个方面进行优化，旨在让各种工程造福于人类，使生活居住环境得以改善和持续发展。
1 可持续发展的概念与内涵
可持续发展的定义最初是在1972年的联合国人类环境研讨会上提出的，是既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。这是一个复杂的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。新的世纪里，不只是经济和自然资源方面的可持续发展有较多的研究，现在各个行业的人才招募和培训等社会领域也相继提出了可持续发展战略，目前，土木工程方面也提出了可持续发展的相关研究，包括土木工程的材料的选择、设计以及施工等各方面可持续发展问题。
2 土木工程可持续发展的现状
随着科学发展观的不断施行和深入，我国各行各业都呈现出一片欣欣向荣的局面。建筑、房地产行业，在科学发展观的正确引领下，可持续发展已经被纳入施工的策略，当前的建筑建设单位以及各承包商都会尽可能的采用先进的技术，尽可能的降低施工时产生的噪音，环境的污染程度尽可能降低，进而达到与人民群众和政府的要求相匹配。但是，据实际调查研究发现，各单位在采用可持续发展的战略是却大部分持有一种被动的、消极的心态，这其中的原因主要是施工方对科学的可持续发展策略还存在怀疑的看法，视角仅限于当前高昂的花销，对科学的管理、先进的技术以及系统的制度体系的认识还不够，不能够正确的认识和用可持续的发展眼光来审视土木工程这一个复杂的、系统的工程体系。
3 土木工程可持续发展的优化
3.1 土木工程材料的可持续发展优化
土木工程材料是指土木工程中使用的各种材料及其制品，它是一切土木工程的物质基础。科学的选择、设计和使用土木相关的工程材料，对整个工程的安全程度、实用性、耐久性以及美观程度和造价多少有着非常重大的意义。传统的土木工程材料，诸如混凝土和砂浆等材料的发明及使用，尽管从某种意义上来讲，给人类的物质文明的发展、文化的发展和人类文明的进步起到了催化剂的作用，但是在材料的生产、使用以及回收的相关程序过程中，不仅消耗的大量的原始自然资源，由于技术的限制，在造成能量浪费的同时还带来了环境污染等有关的负面影响。因此，相关部门和建设单位应该在传统的资源利用基础上，着重开发和利用可再生的资源，大力发展绿色建材，为绿色建材的发明、创新、推广以及投入使用创造良好的条件。
3.2 设计阶段的可持续发展优化
依据系统科学理论，土木工程无论是大的工程还是小的工程，都是一个复杂的系统，在工程的设计阶段主要包括初步设计、技术设计和施工图的设计三个不同的阶段构成，三个阶段缺一不可，三个阶段为相互联系、相互促进和相互制约的关系，每一项土木工程都必须按照这三个阶段的建设程序来进行建造。对整个土木工程进行设计时，不仅对工程项目本身所需要的资源、技术、人员编制进行全面的分析论证，同时还需要对可行的工程设计相关技术、先进的工艺和相关配套的机械设备等进行全面走合的考虑，从土木工程的系统结构出发，全局的考虑系统的功能，即是各种要素对土木工程所起到的不可磨灭的作用，甚至是决定性的作用。在整个设计的过程中，要以可持续发展的策略来探讨设计问题，要求相关的技术人员、策划人员必须对材料的把握、设计的规范性以及最新技术的溯溪程度和运用程度都要有整体的把握思想，同城协调各部门，加强有关可持续发展设计的学习，确保可持续发展的思想在每个阶段、施工项目中得到体现。
3.3 施工阶段的可持续发展优化
土木工程的施工阶段，就是按照工程的设计对计划进行实施，完成最终工程的过程。工程的施工阶段是我们优化可持续发展的一个不可忽视的重要阶段，因为在施工的过程中，无论是诗人、工程材料，还是机械，都不可避免的对人居环境和大自然产生不利的影响甚至破坏性的影响。在施工阶段中，如果坚持科学发展观和可持续发展的发展思想，将会采取有效的措施，避免、减小甚至消除施工过程中产生的噪音、粉尘污染等对生态环境产生影响的因素，积极采取有效的措施，确保材料具有良好使用性能以及材料的可回收利用的同时，为工程的可持续发展添砖加瓦。
3.4 使用与拆除阶段的可持续发展优化
土木工程在使用的过程中会有大量的能量消耗出现，因此，相关设计者应该在使用的过程中考虑到如何降低土木工程本身的能量消耗，相应的增加建筑本身的使用寿命。工程在达到正常的使用设计年限之后，就会面临着淘汰和被拆除的待遇，建筑物一经拆除，建筑工地便会产生较多的建筑废弃物，建筑垃圾会占用大片的国土用地，产生的垃圾物也会急剧的降低周围空气和水的质量，甚至影响当地的环境。所以，在建筑物的拆除过程中，一定要做到对建筑物材料的分类和归类，这样做最直接的影响就是减少废弃物对环境的影响，提高能源的回收再利用比率和建筑材料的综合使用率，增加有关部门的收入。
4 结语
可持续发展的最终目的在于满足当前人类发展的需要，保证不浪费资源、不污染环境，但也不是盲目的追求节省或者铺张浪费，我们寻求的是一种中庸的状态，旨在用最少的投入获得最大的收益。作为土木工程建设人员，在继承传统经典成就的基础上还应该不断的改良和创新，与土木工程相关的各项专业活动都应该考虑可持续发展，重视每项工程的使用寿命，在确保安全的前提下使之尽量延长。
参考文献
[1]邹新峰.谈土木工程的可持续发展[J ]..山西建筑,2009,7.
[2]叶帮清.土木工程中建筑节能重要性探讨,中国高新技术企业,2009, 6.
【关键词】土木工程；发展；趋势；现状
中图分类号： F552 文献标识码： A
一、前言
土木工程作为一个国家建设的重要方面在人们的日常生活中有着举足轻重的地位；另外，土木工程作为一个古老行业，真实的反应了各个时期的科技、经济及社会发展状况，体现了一个国家的经济技术水平，例如长城、赵州桥、长江大桥、水立方、鸟巢、上海世博会中国馆等。不仅仅彰显的是大国风范和土木工程技术的成就，而且作为一种建筑艺术美展示大。
二、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
(一)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。
（二）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。
随着应用系统工程的理论和方法不断应用于组织管理中，推进了土木工程的科学快速发展。并且，工程逐步趋向结构和构件标准化和生产工业化，使得土木工程的发展逐步实现节约成本、提高工程效率等需求，对于以往不能实现的施工工程，现在也可以实现。
鉴于以上土木工程的发展，虽然有了很大的进步，但是在这个人口剧增、交通拥挤、生态环境破坏严重的社会发展趋势之下，可以用来建筑的土地越来越少，促使土木工程不得不快速、科学地发展，才能满足社会发展需要。
三、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。
（一）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。
（二）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。
（三）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。
5.扩大对岩土锚固技术的应用
岩土锚固技术的应用领域要不断的进行扩展。岩土锚固技术除了在边坡工程、地下工程、深基坑工程、结构抗浮工程中保持着良好的发展状态外，在桥梁工程、重力坝加固工程、抗地震工程中则有着长远的进展；同时，锚杆锚固机理的技术仍然不成熟，仍然是土木工程界的难点。
四、结束语
综上所述，我国目前的土木工程建设已经达到了一个比较成熟的阶段，取得了比较显著的成绩，甚至在某些方面已经达到世界先进水平。但纵观世界土木工程发展现状，我们仍需寻求土木工程建设理论和应用上的加强、创新与发展。
参考文献：
[1] 庄实磊． 浅谈土木工程的特点与发展趋势［J］． 黑龙江科技信息.2010（02）：50-54.
[关键词]土木工程；材料采购选择；质量控制；现状；策略
[DOI]1013939/jcnkizgsc201721069
土木工程项目施工建设过程中，质量管控是关键，其中施工建材的选择至P重要。为此，加强土木工程施工过程中的材料选择以及质量控制，至关重要。
1土木工程施工材料采购选择以及质量控制现状分析
近年来，随着国内土木工程建设行业的快速发展，虽然整体管理水平有所提升，但是施工过程中依然存在着一些问题或者瑕疵，尤其是建材选择以及质量控制问题并非鲜见。
11材料采购选择过程中管理混乱
土木工程施工建材选择非常重要，选材过程要求细致而又非常复杂，应当由总公司分派技术人员采购所需的材料。然而，具体操作过程中却并非如此，无论大型建材还是零星施工材料，在很多情况下，总公司采购权失控，各部门负责。需要强调的是，各部门人员技术、素质以及工作细致程度等参差不齐，而且影响因素也比较多，以至于所采购的建材质量、类型以及价格等，与总公司无法统一起来，所采购的材料应用于土木工程项目建设，施工质量难以保证。
12材料采购选择管理机制落实不到位
总公司对建筑材料选择与质量管理，通常会制定规范制度，各部门在该制度基础上再制定针对性更强、实施效果更好的材料选择与质控措施。从实际效果来看并不理想，管理制度落实不到位，施工建材管理过程中材料信息与账目不符，甚至出现了严重的材料浪费现象。由于管理制度漏洞、落实不到位，以至于相关材料质控形同虚设。
13管理方式不规范，缺乏人才
在材料选择以及质量管理过程中，部分部门采用的管理方式缺乏规范性，没有采用现代管理手段和方法对建材进行有效管理。同时，对材料没有进行统一的管理和调配，以致于大量建材长时间闲置。同时，缺失优秀人才也是一个非常重要的影响因素，在土木工程项目建材质控过程中，虽然有经验丰富的管理员，但其只是在管理实践中摸索经验，即零散经验下的管理模式，难以形成系统的管理体系。之所以会出现这样的问题，原因很多，比如富有实战经验的人才缺乏专业知识，文化基础差，仅凭个人的管理经验选择材料，并对材料进行质控。
2土木工程项目施工过程中的建材采购选择以及质量控制策略
基于以上对当前土木工程施工建设过程中的材料选择以及质控现状分析，笔者认为要想加强建材质量控制，提高土建工程整体施工质量，应当做好以下工作。
21设立统一的建材采购部门
由于施工单位各部门单独采购材料，因此采购管理非常混乱，与总公司提出的材料质量要求大相径庭。为此，建议总公司统一收回材料采购权，并设定统一的建材采购部门，由其负责土建工程施工所需材料的采购、发放等。通过集中管理，严把材料选择以及质量关，对材料质量整体管控。同时，还可以由总公司统一派遣采购人员，不仅可以对技术、质量等进行严格把关，而且还能够对价格、采购计划等进行统一把关，在各部门之间均衡调配，以免出现“暗箱操作”或者“吃回扣”等现象。
22建立和完善现代建材采购管理模式
在当前计算机网络信息时代，现代科技手段已经广泛应用在了各行业和领域之中，土木工程项目建设所需的材料选择以及质控也不例外。为此，我们应当最大限度地利用现代科技手段，构建材料选择以及质量管理体系，并在此基础上建立资料库。在土木工程施工建设过程中，如遇一些情况，材料采购、管理人员可随时利用计算机网络技术手段，在资料库里对目标建材的现状进行查询，从而使土木工程项目建设更加优化，并且有利于建材的合理应用。实践中，可在不同项目中有效调配材料，以此来满足土木工程中部分量少的材料供需，以免因材料短缺而造成停工。基于计算机网络技术的支持，新模式可减少材料选择以及质量控制成本，而且能够有效提高质控效率。
23健全和完善材料质控制度
土木工程项目施工建设过程中的材料选择与质量控制，也需要有健全、高效的质控制度作为保障。土木工程体系非常庞大，在材料选择以及质量控制过程中，应当制定严格的制度，对材料进行优化选择、存放以及发放使用等环节严格管控。同时，还要不断提高人员的素质和意识，对材料选择和应用过程中的每个环节都要严格把关。笔者认为，制度的制定固然重要，然而再好的制度如果不能具体实施，也就没有任何的意义和价值。在质控管理制度实施过程中，我们应当明确人员责任，并将制度严格落实到位；管理人员应当对材料比较熟悉，而且对各流程以及细节控制到位，使工作尽可能地完善，杜绝土木工程建设所需材料选择以及使用中的一切不当行为出现。
24加强人员培训和行为监管
土木工程项目施工建设过程中的材料选择与质量控制，说到底还是需要依靠人来完成。实践中，我们应当不断加强对材料采购、管理以及施工人员的教育培训和行为监管，这有利于土木工程项目建设过程中所需材料选择以及质控效果的提高。土木工程高层管理人员，应当明白一个道理，即材料采购、管理以及施工人员的素质和业务技能高低，直接决定着整个工程项目的施工质量。在对材料采购、管理以及施工人员培训和监管过程中，管理人员个人的思想觉悟准确定位是关键，然后再对采购、管理和施工人员进行监管。培训和监管过程中，除借鉴同行业经验外，还应当根据实际情况，制定培训和监管方案等，这有利于杜绝材料浪费，提高材料利用率，以免违规操作。
25加强管理，减少材料浪费
土木工程项目施工建设，关系着人们的切身利益，加强施工建设过程管理，至关重要。物的质量安全建设非常重要。在此过程中，应当合理选择施工材料，保证质控合乎规格，同时这也是确保土建工程全过程管理的关键。调查发现，很多土木工程项目施工建设实践中，之所以会出现事故，不仅浪费了材料，而且可能会造成严重的人身伤亡。为此，在土木工程项目建设过程中，应当采取安全措施，既可确保施工人员的个人安全，又可以确保土木工程项目顺利建成。
3结论
总之，土木工程项目施工建设过程中，材料选择及其质量控制不可小觑。实践中，应当通过制度的制定和实施、人员的教育和培训以及先进技术手段的应用等，合理选择建材，并对其质量进行严格管控，这样才能确保整个土木工程项目施工建设质量。
参考文献：
[1]康慧慧土木工程施工管理问题及对策研究[J].中小企业管理与科技：中旬刊，2017（3）.
[2]朱伟，陈超土木工程施工技术的创新及发展分析[J].住宅与房地产，2017（9）.
关键词： 土木工程师，特点，素质
1 土木工程的定义和属性
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。
土木工程有下述四个基本属性。
①综合性
随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。
②社会性
现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。
③实践性
土木工程是具有很强的实践性的学科。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。
④统一性
即技术上、经济上和建筑艺术上的统一。
2 未来土木工程的特点
土木工程最大的两个特点就在于它的“个性”和“综合性”。
①个性
土木工程常常是单一的，在大部分时候无法连续不断地复制和销售。其规模一般较大，无法试做，做完后也很难退货。此外，由于各个国家和地区的技术水平、经济水平、地质地理、文化等方面的差异，目前土木工程项目的设计、施工和监理还没有完全国际化，各国和地区都有自己的法律规定、规范和行业标准等。这个特点决定了土木工程“产品”本身和制作过程具有很强的“个性”，从业人员应特别重视经验和工程案例的积累。
②综合性
建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段，需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、计算机、建筑材料、建筑设备、工程机械、施工技术、施工组织、建筑经济等学科或领域的专业知识和技术，在很多场合还应顾及社会和环境保护的需要。也就是说，土木工程师的工作对象除了“物”以外，还有“人”。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。一个土木工程师可能仅仅专长于其中某一个或某几个领域，但对其他领域的内容应当有所了解。
未来土木工程师需具备的素质
根据土木工程的属性和未来土木工程的特点，可以知道未来土木工程师须具备以下素质：
①实践一理论一计算三极的知识结构
未来土木工程人才应具备：实践一理论一计算三极的知识结构。
工程师最终的任务是将理论和计算的东西在实践中应用，并通过实践来验证理论和计算的结果是否正确，所以工程人员必须具备实践技能。理论知识主要指数学、力学和专业知识，也包括必要的经济和法律等方面的知识，它对实践和计算起指导作用。计算机的出现对传统的理论分析和试验带来了冲击。面对越来越复杂的工程，应用计算机的能力已成为土木工程师必备的条件。
②较高的专业技能
未来土木工程师应能熟练应用基本的工程工具，如统计分析、计算机建模、设计规范标准、工程监控方法；学习、评价和掌握新技术来提高个人和组织的效力和效率；通过倾听、演讲、著述、数学计算和形象教学，与专业的和非专业的人士进行充分交流；进行学科内、跨学科和多学科领域的合作；对任务、项目、计划进行管理，在满足预算、进度和其他限制条件的前提下使其按期望目标交付使用；通过对环境、基础设施以及其他方面进步的清晰阐述来进行引导并通过包容、理解、同情、劝导、耐心和评判性的思考来达成一致意见。
③良好的工作态度
未来土木工程师应拥有积极向上的工作态度，具体为发现机遇，抓住机遇，并实现机遇的创造性和开拓精神；对道德规范、个人和集体目标、团队利益负责的精神；持续不断的学习，找到解决问题的新方法，对新技术的推广或对现有技术进行革新并努力完善的进取精神；诚实和正直，即说真话、守信用；在面对挑战和挫折、责任承担、前景规划、信念坚持、工作灵活处理和团队合作时所具有的乐观主义精神；对他人权利、价值、观点、财产、所有物和感受的尊重和宽容；在工程项目实施过程中，或与项目各参建方以及相关投资方合作时，凡涉及到损害公共健康、安全、福利等问题时，坚持自我约束、毫不妥协的精神。
④可持续发展的理念
未来土木工程师需增加生态、环境、生态经济和社会学等基本学科的知识，可持续发展并不要求土木工程师成为这些学科的专家，但对工程项目作出决策时，必须征求这些专家的意见和建议，并且有足够的知识和能力与他们共同研究、贯彻和发展土木工程可持续发展的原则。
土木工程师在工程项目的规划、设计、和建造过程中，要学会并善于应用有关的法律及土木工程可持续发展的原则，协调和处理工程项目委托方、公众、社会、团体、政府以及自己所属单位的领导者之间的关系，妥善的解决各种现实的与潜在的、短期的与长期的、局部的与整体的利益冲突，使工程项目的全过程最大限度地符合土木工程可持续发展的原则。
⑤较强的环境意识
随着社会对环境的重视，未来土木工程师也必须具备很强的环境意识。土木工程所使用的建筑材料是消耗天然资源和能源最高、破坏绿化土地最多的材料之一。长期以来, 建筑材料片面追求的是材料力学性能方面的“先进性”与“舒适性”。但是, 随着人类社会进入 21 世纪, 与人类生死存亡相关的地球环境问题变得越来越严重。使用建筑材料的土木工程师还必须考虑如何与地球环境相协调的“环境协调性”问题。这就要求土木工程师充分掌握建筑材料质量劣化的机理, 了解导致这种现象出现的外部因素――即环境因素的作用；树立“绿色建材”观念, 增强环境意识。
⑥团结协作的精神。
土木工程是团体工程，所以未来土木工程师一定需要团结协作的精神。“一个巴掌拍不响，万人鼓掌声震天”，“独木难成林，并肩耐岁寒”，团队的协作精神在土木工程的建设中显得尤为重要。因为大家都朝着一个共同的目标，那就是使公尺无懈可击。多人在一起工作，必然会有不同见解，但应该互相信任、互相帮助，那样才能擦出思想的火花，发挥出集体的智慧，正所谓心底无私天地宽。如果一个土木工程人员没有广阔的胸襟，那就算他有再绝尘的技能和专业知识，那也一事无成。
除以上六点之外，未来土木工程师还需具备以下素质：
①具有良好的组织和社会活动能力；
②具备相关的社会人文知识(经济、文化、财政、法律、民族、宗教等)；③有较高的管理理论和能力，具备经营与开拓能力；
④关注社会、环境和资源的协调发展，具有社会责任感和良好的职业
关键词：绿色建筑，土木工程，课程教学
中图分类号：S969.1文献标识码： A
一、引言
我国《绿色建筑评价标准》(GB50378)对绿色建筑的定义为：在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材) ，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[1]。
目前，我国绿色建筑发展较快，在《建筑业发展“十二五”规划》明确了提出了我国绿色建筑、建筑节能未来五年发展目标[2]。但是无论在理念还是技术实践，我国的绿色建筑与国际标准还有很大的差距。究其原因较多，例如发展时间短，经济发展不平衡等等，但最急需解决的是绿色建筑的人才培养问题。因此，高等院校土木工程专业应该顺应绿色建筑发展形势，发挥人才培养优势，推动土木工程专业课程教学内容的改革，面向建筑业输送具有绿色建筑知识和能力的应用型人才，解决我国绿色建筑专业技术人才队伍薄弱的问题。笔者认为土木工程专业中主要以下课程需增加绿色建筑的教学内容。
二、“土木工程制图”教学内容的改革
土木工程制图的传统教学内容主要包括“画法几何”、“计算机绘图”“专业制图”三大部分。“画法几何”部分主要是为专业制图提供理论基础和空间几何想象能力，与实际的绘图、识图联系不大；“计算机绘图”主要是提高学生的软件操作能力，重在实践；“专业制图”部分根据专业不同，讲述的内容略有差异，重在讲述运用计算机绘图和识图的能力。目前国内的土木工制图教程均为涉及建筑节能制图、识图方面的内容，因此，在当前绿色建筑逐渐普及的背景下，非常有必要在土木工程制图中增加这方面的教学内容，具体来说主要应增加以下教学内容：1.介绍建筑节能设计包含的内容，重点介绍建筑结构方面的节能设计；2.在实践环节上，要训练学生对建筑节能图纸绘制、识别能力。
三、“土木工程材料”教学内容的改革
绿色建筑材料是指采用清洁生产技术，不用或少用天然资源和能源，大量使用工农业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性，达到使用周期后可回收利用，有利于环境保护和人体健康的建筑材料。而建筑节能材料指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。绿色节能建筑材料需要满足“绿色”和“节能”两方面的要求，绿色建筑的节能效果很大程度上依赖于绿色节能建筑材料的使用。目前土木工程材料中的教学内容仍然是以传统的建筑材料为主线，大部分传统的建筑材料能耗高、回收率低，国家已经开始限制劳动密集型高资源消耗材料的生产和应用，不属于绿色节能建材，这也突显了改革传统土木工程材料教学内容的必要性，以及增加绿色节能建筑材料教学内容的重要性。
实际工程中的土木工程材料的绿色和节能涉及到材料的生产、施工、使用等环节，因此要让学生熟悉目前使用的土木工程材料对环境和资源的影响情况，树立绿色意识和节能观念[3]。在教学中应增加以下内容：1.介绍我国资源的储备量与环境受污染程度，土木工程材料生产过程资源与能源的消耗情况及对环境污染状况；2.介绍居住环境受土木工程材料污染的实例, 绿色节能型材料与普通建筑材料的节能效果的对比与分析；3.分类介绍常用或国家推广使用的绿色节能建筑材料种类、性质及力学性能，可按以下四类进行讲解：新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料；4.讲解利用工农业或城市固态废弃物制造土木工程材料的必要性与工程实践。比如我国的水泥年产量已达到6亿吨以上,占世界水泥总产量的50%以上，但是每生产1吨水泥所需要的资源消耗指标达到5.5GJ，并向大气中排0.9吨的二氧化碳。这些实例有利于提高学生对合理使用水泥等高资源消耗型材料的思想认识；5.土木工程材料实验教学方面，进行粉煤灰混凝土的配制试验与工业副产品制造的土木工程材料的展示，有利于提高学生对工业副产品制造土木工程材料的直接认识；6.在建筑材料节能方面,对比分析新型墙体材料建筑与普通钢筋混凝土建筑的能耗比较，可以加深学生的绿色节能意识。通过以上土木工程材料的教学，增强学生对绿色建筑的认识。
四、“土木工程施工”教学内容的改革
针对目前土木工程施工的传统教学内容进行梳理，删除工程上已经淘汰的施工方法，优选较少采用的施工手段，保留经常采用的施工方法，增加绿色施工内容，将绿色施工的理念贯穿于土木工程施工教学的全过程。
绿色施工反映在施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地防护六个方面。因此，土木工程施工应增加以下绿色施工的教学内容：1.绿色施工的组织管理、规划管理、实施管理、评价管理及人员安全与健康管理；2.环境保护方面需增加扬尘控制、噪音振动控制、光污染控制、水污染控制、土壤保护、建筑垃圾控制及地下设施、文物和资源保护等教学内容；3.节材与材料资源利用方面需增加节材措施、节能围护材料、周转材料等教学内容；4.节水与水资源利用方面的提高用水效率、非传统水源的利用及用水安全；5.节能与能源利用方面的节能措施、机械设备与机具、施工用电及照明；6.节地与施工用地保护方面的临时用地指标、临时用地保护等。
五、结束语
综上所述，“十二五”期间以及将来很长的一段时间内，我国的建筑业仍将将处在一个快速发展状态之中，绿色节能型的建筑越来越受到青睐，建筑节能逐渐变成强制性标准和规范。但是当前土建类人才仍按传统的模式进行培养，教材内容更新滞后，极大制约了绿色建筑的推广。因此，高等院校有必要推动土建类专业建设改革，进一步完善人才培养方案，更新课程教学内容，使之贴近绿色建筑的设计、施工与运营管理全过程，探索优化绿色建筑背景下的人才培养途径，推广绿色建筑与绿色施工，适应经济社会发展需要。
参考文献：
[1]中华人民共和国建设部.绿色建筑评价标准(GB/T50378-2006).2006年.
关键词：土木工程；特点；发展
1 土木工程的涵义
土木工程是指使用木、石、土、砖、混凝土、金属和塑料等工程材料来修建道路、房屋、铁路、桥梁、港口、河流、隧洞、特种工程和市政卫生工程等的生产活动和工程技术，这类工程技术与生产活动包含了设计、施工、勘测、维修上述各类工程等相关技术与活动。总之，土木工程是一项跟人们的衣、食、住、行有着密切关系的工程。
2 现代土木工程的特点
（1）功能要求多样化。土木工程逐步紧密结合其使用功能和生产工艺。工业建筑物通常有防高（低）温、防火、防爆、防尘、防腐蚀、防辐射、防磁、防微振、耐高（低）湿、恒温、恒湿等要求，同时向空间灵活、超重型、大跨度方向推进。公共和住宅建筑物则通常需要将采暖、通风、给水排水、供电、供燃气等现代技术设备有效的与建筑及结构相结合。同时，发展高新技术对土木工程提出了更高的要求与标准，比如：海洋采、炼及贮油事业的发展需要建造多功能的海洋工程，核工业的发展需要建造安全度极高的核反应堆与核电站，微观世界的研究需要建造技术要求极高的加速度工程。
（2）城市建设立体化。1）大量兴起的高层建筑：许多国家的高层建筑物差不多占据了30-40%的城市建筑面积，这是因为城市人口大量聚集和密度猛增引起了城市用房紧张、地价昂贵与建筑物向空中发展；2）高速发展的地下工程：许多城市已形成规模宏大的地下建筑群，比如地下仓库、地下工业厂房、地下停车场、地下商场、地下铁路、地下影剧院、地下体育馆等；3）大量出现的城市高架公路、立交桥：例如中国首都北京从1974年开始建造第一座全互通式立交桥起，至1991年底共建成各种形式和不同类型的道路立交桥160座。
（3）交通工程快速化。1）高速公路的大规模修建：高速公路规模最大的是美国，拥有约10万公里高速公路；其次是中国，到2009年底，中国高速公路的通车总里程达6.5万公里；2）电气化铁路形成和发展：1964年10月世界铁路运营史上第一块高速金牌在日本东京至大阪的“新干线”上诞生，它的行车速度是普通铁路的3倍高达310千米每小时。法国1983年建成通车的巴黎往返里昂的高速铁路更是将高铁的发展推向新阶段，其运行速度高达270千米每小时；3）出现了长距离海底隧道：日本越过津轻海峡连接本川与北海道的青函海底铁路隧道长达53.85公里，是世界上最长的海底铁路隧道，它的埋深为140米。我国1970年建成通车的第一条水底隧道（上海黄埔江隧道）全长2.76公里。
（4）工程设施大型化。随着土木工程规模的扩大，由此产生的工程设施逐渐大型化。1998年建成的连接日本的本州与四国岛的明石峡大桥，主跨1991m，是目前世界上跨度最大的悬索桥。20世界中叶以来，水利工程建筑的规模与速度随着设计理论和施工技术的提高而不断增大与加快，出现了许多200米以上的高坝。中国的综合国力在实行改革开放以后有了很大提高，已经具备了更大规模利用及开发水资源的条件，也建成了一些世界一流的大型水利工程，比如南水北调工程和三峡水利枢纽等。
3 土木工程的未来发展
（1）土木工程技术的发展。1）建筑材料的高强化和轻质化：普通混凝土的结构性能得到改善，其发展方向是高性能混凝土、加气混凝土、轻骨料混凝土；钢材的发展方向是高强度、低合金，逐步发展一批玻璃钢、铝合金、建筑塑料等轻质高强度材料；2）施工过程的装配化和工业化：土木工程的施工方式工业化，可以先在工厂里成批进行房屋与桥梁的各种构配件及组合体的生产，然后将其运到建设场地进行拼装。同时，施工手段先进多样化，逐渐发展现场预制模板、土石方工程定向爆破、混凝土自动搅拌输送设备和大型吊装设备等新手段和技术；3）设计理论的科学化和精确化：理论逐渐由人工制图、人工手算、人工做方案比较到计算机制图、计算机辅助设计、计算机优化设计，由单个分析到系统的综合整体分析，由静态分析到动态分析，由数值分析到模拟试验分析，由经验定值分析到随机分析乃至随机过程分析，由线性分析到非线性分析，由平面分析到空间分析。土木工程的结构抗震理论、土力学和岩体力学理论、动态规划理论、可靠度理论等各种理论也得到迅速发展。
（2）土木工程的多样化发展。1）未来房屋新型化：未来的房屋将再也找不到砖、瓦等古老的材料，而是用各种各样的塑料、玻璃、轻金属以及许多新型轻金属材料建造的。盖房子将是一件十分简单的事情，因为建筑材料大都是预制的，用机器人盖房子就像小孩子搭积木一样；2）海上城市打造：十多年前，国际海洋博览会在日本冲绳开幕，中心会场不是设在内陆，而是设在一座漂浮在海面上的大型海洋建筑物内。美国目前拟在离夏威夷群岛不远的太平洋上修建一座以高70米、直径27米的钢筋混凝土“浮船”为地基的海上城市，这座海上城市竣工以后，将有10万居民乔迁“新居”。许多发达国家的海洋学和建筑学家专家正在规划很多新奇宏伟的海上城市，到21世纪中叶全世界估计将有十分之一的人口住在海上建筑物；3）月球工厂建立：美国航天局制定了一系列的太空开发计划，其中一项是在月球建立一个可住人的永久性基地，并打算于二十一世纪中期实现。到2020年，月球基地初步建成之后，除了设有宇航员的工作和实验舱之外，还计划建立水泥厂和冶炼厂。地质学家将会坐着火箭到月球上去上班；4）太空新居的出现：近年提出的空间城市方案有很多，其中比较成熟的是“轮状的空间城市”和“柱状的姐妹城市”。“轮状的空间城市”是最有希望的一种，改城市每分钟绕自轴旋转一周，生活区产生与地面一致的离心力，城市内可容纳1万居民。“柱状姐妹空间城市”是一个更高级的、正在设想中的人造空间城市。这座城市可最多居住2千万人口，约需要几百万吨建筑材料，估计到本世纪有希望建成。
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【关键词】《土木工程材料》；教学改革；优化课堂；创新试验
《土木工程材料》是土木工程专业必修的一门重要专业基础理论课程，在基础课与专业课之间起着承前启后的作用，为土木工程专业的后续课程奠定必要基础理论，给将要从事建筑、结构、施工等土木工程专业工作的学生储备基本理论知识。由于土建类材料品种繁多，各材料相对独立，每一种材料的原材料、生成工艺、技术性质、应用领域、检验方式及储存运输等各方面不尽相同，且行业规范与国家规范不断更新，导致《土木工程材料》课程内容繁琐，内在联系相对较小，学生在学习过程中普遍反映其内容“杂乱多，难记忆”。为解决具体问题，切实巩固和提高教学质量，笔者对《土木工程材料》进行了教学与实践的改革尝试，着重提高教学效率，精选课程内容，激发学生积极性，引工程实例入课堂，力求培养学生的工程观念和自主创新意识。
一、精选课程内容，提高教学效率
教学改革的核心和关键是课堂教学，实现有效教学是课堂教学的朴素要求，达到高效教学是课堂教学的主要任务[1]。在建材种类繁琐，各类材料内容相对独立前提下，教学内容的选择是重构课堂结构的基础。
承前启后的《土木工程材料》课程是学生在今后学习中形成良好专业知识网络结构的核心，其主要分为材料基本性质、混凝土、砌筑材料、金属材料、防水材料、高分子材料及功能材料七篇内容。因此，需根据课程和专业特点，寻找专业实际情况与教学内容的契合点，引导学生正确认识这门课程的重要性与内在逻辑性，为工程应用奠定坚实基础。课堂教学中，应突出教学内容的针对性、实用性与先进性，侧重点应放在土建类材料内部组成、结构特性与工程技术性质的相互联系上，在学习材料三大联系过程中，引导学生自主认识材料的应用领域与发展前景，同时，以“启发式”教学方式，将原有的“给出知识”向“引起活动”模式转变[2]，通过对材料内部结构及基本技术性质了解，启发学生联系目前工程实际应用特点，对材料改性途径进行分析，并学会针对实际工程环境选择适宜材料种类。例如，在学习通用硅酸盐水泥章节时，掌握各类水泥组成与特性，是对不同环境条件下混凝土工程中选用水泥的必要前提。与此同时，可根据具体种类硅酸盐水泥的实际工程环境应用，逆向推倒该类水泥的特性，这种可逆的学习方式本身就从一定程度上解决了土木类材料“杂乱多”难以理解得问题。
课堂应发挥促进作用，将学生知识构建与志趣发展相结合，教师应从学生实际需求出发，鼓励学生发现问题、探讨问题，创造一个学术交流氛围的新课堂，注重培养学生的工程观念和自主学习能力，让学生摆脱“理论要求”在“工程实际”环境中自主理解、思考、交流与探索。例如，在接触混凝土外加剂章节前，教师应鼓励学生根据已经掌握的混凝土类知识，自主思考在钢筋混凝土工程中应该出现何种特性外加剂以解决目前工程中不可避免的问题，学生于自我思考和积极交流过程中，其对水泥混凝土类知识进行了再次认识的同时也对新知识有了一定程度的预热，让学生深刻意义上理解材料的选择应在实际生活环境中这一主导思想。
二、优化试验内容结构，完善工程实际知识储备
《土木工程材料》课程中必不可少的重要组成内容是土木工程材料试验，通过土木工程材料试验可验证课堂理论，强化材料认知，巩固知识结构，锻炼动手能力，培养创新思维，是充实和丰富教学内容的重要环节，同时也为将从事土木类专业工作和材料类科研工作打下必要基础。
在实验课上，教师给出具体要求和必要说明后，应鼓励学生从材料、仪器的准备，具体过程的操作，试验数据的后期处理以及实验报告的填写都独立完成。尤其应该注重的试验过程某些实际问题的出现，教师要引导学生发现问题，并从材料实际情况中分析原因，从而完善课堂教学所不能提供的实际工程问题。例如，进行普通混凝土试验时，当混凝土坍落度试验数据多次不符合要求时，教师应引导学生从原材料角度出发，若砂、石级配合适，是否存在含水率问题而试验初期没有考虑，；当混凝土标养28d实测抗压强度远低于设计值时，启发学生是否因水泥储存不当，部分失效，后期水化程度较低，水泥凝结硬化削弱，从而导致混凝土抗压强度较低。
教师应突出学生在试验中的主导地位，充分发挥学生的自主能力，培养学生的创新意识，将试验主动权交给学生，即学生可以自行分组，将学院实验室现有仪器、课堂理论知识与自身兴趣相结合，设计具有研究性和创新性的开放性试验。学生在阅读文献、设计试验项目后提交具体试验方案，并将教师进行修正与完善后的试验方案具体完成，根据试验过程发现和解决问题，最后根据试验结果完成试验报告或论文。
三、充分利用多媒体技术，将具象形式与工程实例引入教学
《土木工程材料》是一门具有工程实际意义的综合课程，独立的理论知识学习不能充分发挥这门课程专业知识网络结构形成的核心作用，因此，运用多媒体技术将抽象概念具体化，并在教学中引入土工工程实例，让学生通过视觉直观认识不同性能材料的内部结构，了解土木工程中材料举足轻重的地位，各特性的材料决定了工程的经济、可靠、耐久和低碳等多方面因素。将抽象的概念转化为形象立体可描述，并从感性角度激发学生对初期接触专业知识的热爱，这对该门课程的学习可以起到事半功倍的效果。
材料的组成、结构与性能的关系是理解《土木工程材料》主要要素关联的基础，但复杂的空间结构仅依靠书本文字描述是难以理解的，因此，利用CAI课件可以将三维动画形式引入传统教学，让学生直观材料内部结构；利用3D max制作硅酸盐晶体模型，在学习水泥水化反应时能具体了解其水化产物状态；利用SEM图片讲解碱集料反应，理解为何水化硫铝酸钙被称为“水泥杆菌”。
《土木工程材料》基于工程实际，因此将具体实例引入教学是必要手段。在学习混凝土耐久性章节时，可提供因材料耐久性未达标而引起的严重事故实例，让学生意识到材料各项性能技术标准需严格按照国标、行标及地标要求。例如我国某城市连续出现居民住宅楼裂缝倒塌事件，造成了人员和经济的重大损失。同样，专业自豪感也是激发学生学习兴趣的有效方式，将《伟大工程巡礼》、《建筑师》、《超级工程》等建筑工程记录片引入教学，或推荐供学生观看，感受每一种材料在巨大工程中的力量，极大的激发学生的学习激情。同时，通过多媒体向学生介绍新型材料，也将课程与材料的最新动态发展紧密联系，开阔课程视野。
四、结语
对教学改革而言，提高课堂效率，改进教学方式，加强实践环节是核心力量，《土木工程材料》教学活动中扎实的理论知识掌握和必要的工程实际应用是相辅相成的有机体系，提供优异的课堂氛围，优化实验课程，充分利用多媒体将抽象化具象将提高学生学习的自主能动性、加强其创新意识的培养，并树立良好的工程观念。
参考文献：
关键词：土木工程材料；实验教学；方法创新；内容改革
中图分类号：G64242 文献标志码：A 文章编号：10052909（2017）02011504
土木工程材料是土木工程类专业学生必修的专业基础课，教学目的在于配合其他专业课程，为专业设计和施工提供设计参数，也为后续课程的学习提供必要的基础知识。因为其实践性强的特点，实验教学就成为重要的教学形式。特别是在这门课程开设时，学生还没开始学习材料力学，对材料的力学机理认识不足。单纯依靠课堂讲解，难以理解事物的本质和内在联系。通过实验教学，一是可以让学生直接观察实验现象，从感性上了解材料的技术性能。再者，实验操作锻炼了学生的动手能力，为日后从事实际工程和科研工作奠定了良好的技能基础[1-3]。
然而，由于我国社会发展的特点，我国高等教育一直是“重理论，轻实践”，不重视实验教学。普通高校更是存在实验教学理论缺乏，教学队伍薄弱，实验设备落后等现状[4]。针对这种情况，文章以聊城大学土木工程专业为例，对普通高校土木工程材料的实验教学进行了深入探索。
一、土木工程材料实验教学现状
随着现代土木工程建设的飞速发展，应用型的高校人才受到就业市场的欢迎。既有扎实的专业理论知识，又有良好的动手实践能力，是土木工程专业人才培养的方向。在国家提出高效率教学、减轻学生负担号召的背景下，各高校不断压缩基础专业课程总量，减少实验学时，使实验教学功能受到极大限制[5-8]。因此，在现有条件下如何进行实验教学，使其发挥独特和不可替代的
教育功能，就成为本课程教学改革的一个重要课题。目前，土木工程材料实验教学存在的问题主要有以下几个方面。
（1）实验教学沦为理论课的附庸品[9]。大学的实验教学组织形式可分为三类，即课程中附属的实验教学、单独开设课程的实验教学和学生自选的实验教学。传统的实验教学多为第一类教学，知识的传授主要来源于课堂教学，实验教学处于从属地位。根据调查，多数高校土木工程材料理论课为40学时，实验包含在理论课当中，为10～12学时。实验课程考核比例一般为课堂成绩的20～30%。这种教学组织形式，不能制定宏观而又具体明确的实验教学培养计划，导致实验教学成为理论教学的附庸或辅助手段。
（2）实验教学方法单一，内容陈旧。传统实验步骤一般是教师制定实验内容学生预习实验演示现场操作填写报告，这种教学方法比较保守和僵化。实验前教师准备好实验设备和材料，排除了可能出现的问题和障碍，每一个实验步骤都详细讲解和示范，这种教学方式束缚了学生的想象和思维，羁绊了学生探索的脚步。况且由于学生基数大，实验教学多为分组进行，分组人数多，漠视了学生的主体性，使学生在实验课程中的主体地位无法实现，学生做实验的积极性严重受挫。
在教学内容上，实验限于教材的内容，并且多为验证性实验，综合和创新性实验较少。操作较简单，学习完全处于被动状态，机械记忆数据，缺少思考。实验缺乏全局性，各实验课程之间前后脱节，简单重复实验现象严重，更谈不上探索创新。
（3）实验考核评价不够合理。传统的考核机制里，学生的实验成绩往往只凭借一份实验报告来评价。因为分组进行，实验数据雷同较多，无法判断到底谁在吃“大锅饭”。而且单凭实验报告，也无法了解学生对实验的掌握情况，更无法了解学生对实验的学以致用情况。
二、 土木工程材料实验教学反思
有效教学可以定义为：教师在科学教育价值观的指导下，采用科学的教学方法和手段，达到预期效果。教学的有效性包含教学效率、教学效果和教学效益三方面的内容，其关键在于教学效益，即学生是否能够在学习过程中提高、完善和发展。实验教学的目的不仅仅是培养学生实践技能，或去验证、创新理论知识，而是要培养学生未来工作或科研的思维习惯。
那么我们该如何去实现这个目标呢？很显然，目前的土木工程材料实验教学很难达到这个要求。从教师层面讲，职业素养、技能水平等影响了教学质量；从学生方面讲，学习态度、理解能力等影响了学习质量。此外一些外界的环境因素，对教学有效性也产生了影响。因此，如何有效进行实验教学成为一个亟需解决的问题，需要对目前的教学进行改革。
三、土木工程材料实验教学改革
聊城大学作为一所普通二本高校，师资力量相对有限，设备水平比较落后。在这种情况下，建筑工程学院对土木工程材料实验教学进行了一系列改革和创新，并取得了较好的效果。
（一） 单独开设课程
将土木工程材料实验单独开设课程，建立自己的独立地位。按照人才培养目标，以实验能力为主线，优化教学方法和内容，发挥实验教学功能的科学性课程体系。这有助于实验教学水平的提高，也对教师和学生提出了更高的要求。单独设课，课程将直接纳入学校的考核系统，教师需投入更大的时间和精力来提升教学质量，学生因为学分的存在，也会产生学习的动力。同时，教师在制定实验内容和计划时也更加灵活，可以根据学生的特点和兴趣开展实验教学。
聊城大学建工学院的做法是，将土木工程材料独立O置课程，共16个学时，1个学分。独立后的实验课程安排在理论课程结束之后，比较连贯，通过实际操作，学生不仅能将理论知识和实验相互联系，同时也能加深印象、强化概念。而且独立设置后的课程不仅仅限于课本要求的实验内容，增加了较多选作的综合和提高型实验内容。这为感兴趣和学有余力的学生提供了实验平台和发挥空间，有助于其科研意识和创新能力的培养。
（二） 教学方法创新、内容改革
在传统教学方法中，学生是以教师、指导书为“程序”，在详细的步骤下机械进行操作。这种教学方法直接抹杀了学生的创造力，也消磨了学生的热情，教学有效性非常低。针对这种情况，我们对传统的教学方法进行了创新。
（1）实验的准备工作不再是单纯的演示，而是利用数值仿真技术对实验过程进行模拟。让学生接触力学，并产生通过实验进行验证的想法。如利用ANSYS软件对钢筋混凝土板受弯破坏进行数值模拟，利用ANSYS的动画捕捉功能，将其破坏过程制作成动画在课堂上播放，观察材料的破坏情况和变形情况。使学生思考这种破坏模式的产生机理，从而使学生从本质上认识其破坏机理，并对力学学习产生兴趣。
（2）转变教师角色，减少示范，不再逐一讲解。只讲明实验的关键点和注意事项，以帮助者和协作者的身份来启发和引导学生。
（3）由于课时有限，单凭上课时间难以满足实验要求。因此开放实验室，保证了学生的实验时间，此外材料与设备的开放，也利于学生对实验室的掌握，熟知其功能。兴趣小组成员利用课余时间，发挥主观能动性，独立开发、设计实验，完成了多篇实验报告和论文。
实验教学内容过于固定，以常规、验证性实验为主，缺乏综合和设计性实验，既无法调动学生的积极性，也限制了学生的创新能力。基于此，结合土木工程专业的特点，将实验内容进行了调整和改革。
实验教学项目调整。将实验内容分为必做和选修两部分，其中必做部分包括4个实验，选修部分包括6个实验。实验时，在必做内容的基础上，让学生自主再选择几项选修实验，满足了不同学生的需求。
实验教学内容改革。同一实验内容，设计多个实验方案。比如钢筋实验，教学大纲是低碳钢的拉伸实验。我们在实验时，选择工程常用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ钢筋和冷加工的钢筋。通过观察其拉力-变形曲线，来对比不同钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率值。又比如水泥胶砂强度实验，通过选用不同的水泥，来对比各种水泥之间性能的差异。这样，我们就将简单的验证实验进行了延伸，加深了学生对实验的印象，取得良好的教学效果。
（三） 实验考核评价
实验考核是衡量学生学习有效性的方法，也是最终的成绩依据，因此考评方法应当全面、准确和客观，对实验课的每个阶段都要进行严格的考核。然而，仅仅依靠出勤、实验表现和实验报告来评价的方式不尽合理。学生确实把实验做好了，但会不会应用，在过去的评价系统中无法体现。由于学生缺少实践锻炼，对实际问题思考过少，理论脱离实际，即使身边的简单现象也无法做出科学解释。虽然做过实验，但面对实践中的小问题也束手无策，成为实验教学的悲哀。
因此，在实验考核评价中，我们加入了应用这一条。具体操作方法是让学生从周围的环境中发现问题，并找到通过实验的解决之道。通过应用小论文的方式提交，设计一个实验方案来解决这个问题，由教师做出评价。虽然这些方案比较简单，而且有很多不严谨的存在，但是作为本科生已是学以致用的良好途径。
比如有的学生发现同样是混凝土路面，下雨时不同部位其渗水情况不同。思考原因――在路基质量相同的条件下，有可能是混凝土施工过程中不同部位施工水平不均造成的渗透性不同。提出实验方案――制作两组抗渗试件，同样的材料及配合比，一组人工振捣成型且施工水平一般，一组机械振捣成型且施工质量较高，进行抗渗实验，比较结果。
有的学生发现在国家全面禁止使用焙烧黏土砖的同时，很多工地仍在使用，并称之为“黄河淤泥黏土砖”。思考原因――黄河淤泥黏土砖原材料取自黄河淤泥，与一般的黏土砖不同，淤泥中可能存在较多的有机质，其力学性能值得怀疑。提出实验方案――随机抽取两组焙烧黏土砖，一组是黄河淤泥黏土砖，一组是一般黏土砖，进行抗压和抗折实验，进行对比。
最终的考核评价：
实验成绩=出勤（10%）+实验表现（30%）+实验报告（30%）+应用小论文（30%）。
四、 结语
土木工程材料实验课是土木工程专业学生直观认识建筑材料、了解其技术性能的重要途径，对于培养创新应用型土木工程专业人才意义非凡。但目前在普通高校的教学中，由于教学理念偏颇，师资力量薄弱和实验资源限制等问题，导致实验教学陈旧落后，脱离实践，失去了应有的教育意义。
文章以聊城大学建筑工程学院的土木工程材料实验教学为背景，以实验教学的有效性为基础，从课程设置、教学方法与内容、考核评价三个方面，探索了普通二本院校土木工程材料实验教学的改革与创新。试图在当前条件有限的情况下，最大功效地发挥实验教学的效益，并提高教师和学生的素质，实现真正意义上的教学相长。
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Abstract： Experimental teaching has a unique and irreplaceable educational function， but the effect of college teaching experiment is worrying. Through the analysis of civil engineering materials experimental teaching status， the present experimental teaching system was reflected. Taking the civil engineering specialty of Liaocheng University as an example， from independent course， innovation of experimental teaching method and content reform， experimental evaluation mechanism explores the experimental teaching of civil engineering materials in college.
【关键词】土木工程；施工特点；发展变化
土木工程是人类历史上年代最久远的“技术科学”，作为一种系统的产业活动，土木工程的实质是生产的过程，是一种技术过程。土木工程也是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指工程建设的对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。
一、新国情下土木工程的施工特点
适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
2.工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
3.工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。
4.工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
5.工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。
二、新国情下土木工程的有效变化
1.指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
2.工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很L的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等等。
2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，20～30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。
2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向，这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括，资源的保护，资源再利用，污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性，从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护，全路设计为封闭构造，杜绝了固体废弃物的污染，也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。
3.主动控制技术。迄今，绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的，被动的物体。对周围环境的影响，如风动，温度变化，突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术，以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
三、结束语
土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在.坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰！
参考文献
[1]李丽萍.工程结构评估与实荷堆载检验[J].建筑结构2000.
