土木工程材料论文十篇

时间:2023-03-28 08:51:16

土木工程材料论文

土木工程材料论文篇1

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》。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。

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

土木工程材料论文篇2

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

土木工程材料论文篇3

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.

土木工程材料论文篇4

关键词:独立学院;土木工程专业;土木工程材料;课程教学;教学改革

中图分类号:G6420;TU5文献标志码:A文章编号:10052909(2016)03007605土木工程材料是土木工程专业一门必修的专业基础课,它不仅为后续的混凝土结构设计、钢结构设计等专业课程奠定必要的材料基础知识,同时也为学生今后从事工程设计、施工、监理、工程管理等工作打下良好的基础,因此这门课程对培养合格的土木工程专业人才起着重要作用。

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。

三、结语

根据土木工程材料课程特点和学校实际教学情况,结合培养应用型高级工程技术人才的目标,以及土木工程专业学生的就业情况,从教学内容、教学方法、实验教学及课程考核方式等方面对土木工程材料课程教学进行了改革。以传统的建筑结构材料作为教学重点,侧重于材料的性能和应用,注重课程内容的更新和先进材料的引入;采用多媒体课件、案例教学方法进行教学,注重教学互动及加强学习过程的控制;形成理论教学与实验教学的同步协调,基本实验、综合实验和多方案实验并举,视频演示、现场示范和实际操作相结合的实验教学模式,并增加了实验考核环节;采取期末理论考试+平时考核+实验相结合的综合考核方式。实践证明,上述土木工程材料课程教学改革提高了教学质量,激发了学生学习的积极性和主观能动性,有利于学生实践能力的培养。

参考文献:

[1]吴彦霖,张凝.《土木工程材科》课程教字方法探究[J]. 科技信息,2013(10):140.

[2]胡红梅,程瑶. 大土木背景下“土木工程材料”的角色定位[J]. 合肥工业大学学报:社会科学版,2006, 20(4):34-36.

[3]张云莲. 应用型本科院校土木工程材料实验教学改革[J]. 高等建筑教育,2012,21(5):114-117.

[4]赵胜华,陈慕杰,陈宜虎,虞爱平. 土木工程材料开放性实验实践研究[J]. 教育教学论坛,2013(5):246-247.

[5]霍曼琳. “土木工程材料”教学内容改革实践[J]. 理工高教研究,2005, 24(5):59-61.

[6]柯昌君,刘秀伟. 《土木工程材料》课程案例教学法探索[J]. 贵阳学院学报:自然科学版,2006,1(2):45-48.

土木工程材料论文篇5

【关键词】纤维复合材料(FRP);土木工程;加固应用

土木工程学科的发展要依赖于性能优异的新材料新技术的应用和发展。FRP复合材料在土木工程结构加固工程中应用潜力很大。FRP材料具有轻质高强、抗腐蚀性强、耐腐蚀耐久性能好、自重轻、施工方便、热膨胀系数与混凝土相近、抗疲劳、节省材料、施工方便、维护成本低等优点。FRP材料的结构修复和形成新结构在土木工程中的研究与应用较多,结构修复包括维修、加固、更新等几个方面;形成新结构包括采用FRP材料形成新结构和FR材料与混凝土形成混合结构。在21世纪的结构加固领域,采用FRP材料加固的应用范围越来越广,主要应用于加固混凝土、梁、板、柱、砌体结构、钢结构等。土木工程中,各国政府对材料的安全性、耐久性、经济性是很重视的。

1 FRP在结构加固中的研究现状

我国FRP材料的研究和应用与发达国家相比,技术水平还比较落后。但是目前,我国应用FRP材料已完成多项工程,其发展前景还是很广,近些年来,我国有更多的研究单位加人到FRP材料的研发中来,因此,我国的FRP研发的技术领域得到快速发展。它的发展也会带动市场材料的使用量,在土木工程领域中,FRP复合材料的应用在我国起步较晚,FRP材料队也土木工程建筑物来说,造价不能过高,FRP材料工程应用经验较少,造成FRP材料的应用比其他行业会滞后些,而工程师面对的FRP实践性问题也是关于这种材料加强结构的预期或先见效果,实践设计经验少,对FRP材料加固结构设计的标准和研究也很缺乏[1]。

从20世纪90年代早期,在FRP材料以使用于土木工程中,这是因为FRP材料自身具有轻质高强、抗腐蚀和耐疲劳等特点,从90年代开始,很多发达国家开始引用航天技术和补强技术中成熟的FRP复合材料,将它代替钢材,作为土木工程结构加固材料。与传统的加固方法相比,利用FRP复合材料加固节省了材料,并且缩短了施工工期,在土木工程的的应用上取得一定的经济效益。据资料统计,从早期到90年代末期,在国际上,已经有超过2 000个大中工程采用用FRP复合材料,被用作于土木工程结构加固修补, 建筑发达国家每年要生产数百万平方米的FRP复合材料,用作结构加固,在我国,现有的很多桥梁和建筑物建造较早,对于这些工程的承载要求在不断提高,但是,一些住宅的质量问题仍存在,其加固修补技术也就越来越高[2]。

2 FRP材料的特点

FRP材料与普通钢材相比, FRP材料在工程结构应用中发挥了很大的优势,我们需要掌握并利用它的优点,FRP材料的比强度性能较高,利用它的轻质高强性能,可以减轻土木工程结构自重。在抗震工程中,可以减小地震作用,在桥梁工程中,使用FRP结构作为上部结构,可以增加桥梁的极限跨度;FRP材料的抗拉强度较 高,其抗拉强度类似于高强钢材的强度,在达到抗拉强度之前,几乎不会产生塑性变形;FRP材料抗剪强度也较低,基本上在其抗拉强度的10%左右;FPR材料弹性模量小,其弹性模量约为普通钢材的25%~70%;FPR材料有良好的耐腐蚀性和耐久性,在酸、碱和潮湿的环境中,FPR材料可以长期使用, 大大提高了结构的使用寿命;另外,FRP材料密度是钢材的25%左右,具有自重轻的特点,便于工程施工[3]。

3 FRP材料在结构加固中应用

在土木工程结构加固中,新型FRP材料还有很多优点,例如节省人工,因为这种材料不需笨重的机械设备;施工便利,因为它不受施工场地大小的限制;还有工期短、加固综合费用低等优点[4]。

FRP材料在梁的加固中的应用,FRP材料加固梁是将混凝土表面进行打磨、修补的处理,在进行整平、清灰等等过程,确保混凝土粘贴面处理平整干净后,再用粘结材料将FRP复合材料粘贴到梁的受拉表面。在实际加固工程研究中,由于非预应力FRP板具有施工便捷,不需使用任何特殊设备且工期较短,所以这种材料的应用范围很广。FRP材料在柱的加固中的应用,在使用FRP材料对钢筋混凝土柱进行加固修复时,先将FRP纤维沿柱子环向缠绕,使用环氧树脂将FRP材料与旧的混凝土相粘接上,保证FR材料P和混凝土有效粘接。FRP材料对砌体结构的加固应用,很多砌体结构由于设计基准期的接近、结构设计和抗震标准的提高及对建筑物的安全性、实用性和耐久性的要求的提高等原因,砌体结构就更需要维修加固,我国采用FRP材料新型技术对砌体结构进行加固,弥补了传统砌体结构补强方法的缺点,FRP材料加固砌体结构,可以提高抗震性能,它约束墙体而阻止了裂缝,从而改善了整体结构的受力状态,避免了整体结构的突然破坏[5]。FRP材料在土木工程结构加固中的应用很广泛,可用于民用建筑、桥梁及工业厂房的钢筋混凝土建筑物,另外还有烟囱、水塔、地铁、隧道、等建筑物和工程中中都有所应用[6]。

随着经济高速发展和科技的进步,FRP复合材料是一种新型的结构建筑材料,其技术具有发展潜力,FRP复合材料作为传统建材的一个重要补充,它在某些方面不能取代传统的建筑材料。FRP复合材料加固法有明显的优势,具有良好的经济效益,在结构工程中将得到广泛的应用。FRP复合材料技术的研究与开发,推动了现代土木工程的技术进步,它将有越来越广阔的应用前景。

参考文献:

[1]YeLP,Lu XZ,ChenJF.Design proposal for debonding strengths of FRP strengthened RC beams in the Chinese design code[C]//Proceedingsof International Symposium on Bond Behavior of FRP in Structure.Hong Kong,2005:45-54.

[2]任慧韬.纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究[D].大连:大连理工大学土木工程学院,2003.

[3]CEB-FIP.Externally bonded FRP reinforcement for RC structure,Technical report on the design and use of externally bonded fiber reinforced polymer reinforcement forreinforced concrete structure prepared by a working party ofthe Task Group 9.3 FRP reinforcement for concretestructure[S].

[4]吴智深.FRP复合材料在基础工程设施的增强和加固方面的现状与发展[A].中国纤维增强塑料(FRP)混凝土结构学术交流会论文集[C].2000.5-20.

土木工程材料论文篇6

关键词:特色土木工程专业;土木工程材料;教学改革

福建江夏学院是一所以经、管、法等学科为主的大学,工科类专业较少。转型之际,学校立足发展特色工科,将土木工程专业作为新建本科专业及重点建设专业,以培养复合型创新型应用型人才为目标,创新学科专业建设,开展特色土木工程专业教育,以适应建筑产业现代化需求。土木工程材料是土木工程专业必修的基础课,也是土木工程建设的物质基础与质量保证,对土木工程建设的经济性有重要影响,并决定着工程的结构形式和施工方法[1]。开设该课程的目的是使学生学习土木工程材料的基础知识、基本理论与应用方法,为学习后续课程奠定基础,并为今后从事专业技术工作时合理选择与应用土木工程材料知识打下基础。课程改革是教学改革的落脚点,课程建设与教育质量的提升有密切关联[2]。本文以土木工程材料课程为例,探讨基于应用型的土木工程材料课程改革。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料课程的主要特点是知识面广、知识点分散、系统性较差,且理论性及专业性较强。土木工程材料按不同角度可进行不同的分类,而课程教材往往按材料类别分章节,各个章节自成体系,章节间缺乏横向的联系。因此,教师授课常以叙述式为主,主要是各种材料在工程和实验上的经验总结,缺乏内容逻辑的串联及理论分析、计算[3];学生学习片面化,难成系统,往往仅处于识记层面而缺乏对知识点的对比联系。土木工程材料课程不同于一般基础课程,除了理论课程外,还有实验课程。实验演示、现场参观可加深学生的理解和感性认识;通过动手实验验证材料的基本性能,可学习试验方法,锻炼学生的实践能力。此外,实验课程还可增加设计类、综合类实验,培养学生的科学研究能力。

二、土木工程材料课程存在的问题

(一)认识不足,学习方法不当

学生对专业基础课程的重要性认识不足,认为力学类课程和专业类课程更重要而忽视基础课程的学习,对土木工程材料课程的重视程度较低。学生平时缺乏对课程的学习兴趣,且学习方法不当,考试仅依赖死记硬背,理解不足,知识掌握不牢固。

(二)知识体系欠缺,课程之间联系较少

以力学类课程为例,经过多个学期对理论力学、材料力学、结构力学的系统学习,学生可较好地建立知识体系、融会贯通知识点。而土木工程材料课程与土木工程专业其他课程之间的联系较少,该课程一般安排在第一或第二学年,学生在此前对该课程的认识较少,学过之后又没有直接应用的机会。同时,后续也少有课程复习到相应知识点,致使该课程“自成一派”,知识不成体系,导致学生对该课程的知识遗忘快。

(三)教材更新慢,图表符号难理解

新型土木工程材料层出不穷,而原有的教材往往只介绍基本材料,较少涉及新型材料,使教学明显滞后于应用。教材中涉及的材料种类繁多,不同材料之间的联系少、针对性差,使学生缺乏学习重点。教材中常以表格的形式介绍材料,材料代号较多却少有明文解释,表格中出现的指标多、杂,指标含义不明确,致使所涉及的专业知识枯燥且难以理解。

(四)教学手段少,教学场所单一

土木工程材料课程的教学主要以讲授为主,传授前人经验,因而学生学习兴趣不足。教学场所主要以课堂为主,学生对各种不同材料缺乏直观、感性的认识。教学与实际工程应用结合少,教学效果不佳。

三、土木工程材料课程教学改革内容

首先,在课堂教学之初,为学生介绍现代工程对材料的需求及材料在工程建设中的重要意义;介绍土木工程材料课程的教学目的、意义,以及课程在人才培养方案中的地位与在工程应用中的作用;介绍工程案例及工程全寿命概念,帮助学生正确认识土木工程材料的重要性,树立正确的学习态度。收集往届优秀学生的学习方法,结合自身备课感悟,帮助学生找到合适的学习方法,提高学习兴趣与效率。加强课后与学生之间的互动,建立良好的师生关系。运用互联网技术,建立网上联系,及时帮助学生解决课堂疑难。

其次,针对福建江夏学院土木工程专业人才培养目标“专结构、懂施工、长材料”,调整人才培养方案,在通用土木工程材料的基础上,加入更深层次的水泥基材料课程和高性能混凝土课程,建立土木工程材料—水泥基材料—高性能混凝土的连贯课程体系,三门课程由浅及深,由通用至高新,由经验至理论,系统介绍土木工程材料的工程应用,特别是常用的水泥、混凝土材料,加深学生的认识及对知识的融会贯通。

第三,优化教学内容,突出教学重点。引入工程案例,使课程内容更丰满,同时帮助学生理清知识点,构建知识框架,降低吸收知识的难度,使教材“由厚变薄”[4]。教学时,针对各种材料的图表符号展开说明,引入材料的相应技术标准,结合材料的基本性能和特点阐述各材料的适用性。建立网络课程,共享土木工程材料相关资料,提供前沿材料的资讯,帮助学生课后自主学习。开展学术讲座,邀请业界人士为学生介绍土木工程材料的应用现状及前沿高新材料,使教学内容与实际应用相结合,拓宽学生的知识面。

第四,增加课堂微课环节,由学生自由分组选定某一材料作为选题,课后分工收集资料,制作PPT,并于课上10分钟内与同学交流。经实践,该环节效果显著,可调动学生的积极性,培养学生的自主学习能力,使学生发挥主观能动性,活跃课堂气氛。调整课程考核方法,提高平时成绩的比例,提高学生对实验课程的参与度和重视度,加强课程的过程性考核。组织学生参加“大学生混凝土配合比设计大赛”,提高学生学习兴趣,培养学生的动手能力,同时为学生提供外出学习的机会,扩大学生的眼界[5]。鼓励学生申请、参与大学生创新创业项目,结合导师制活动,吸纳优秀学生参与教师的科研项目,深入材料的试验研究当中,培养学生的深入学习兴趣及科研创新能力。

最后,开放实验室,鼓励学生开展设计性、综合性实验,培养学生发现问题和解决问题的能力。实验教师给予实验指导,培养学生的创新能力和动手能力。在实验室内设置材料展示柜,增加学生对各种土木工程材料的感性认识。通过实习,多带学生走出课堂,如在建材市场参观学习,增加学生的直观感受。利用已有产学研基地,强化学生的实践应用能力,提高学生的综合素质,使学生了解当前企业对人才的需求,提高学生自主学习的意愿,为后续的学习、工作奠定基础。

四、结语

为适应建筑产业现代化需要,培养特色土木工程专业人才,需要对土木工程材料课程传统教学模式进行改革。由此,笔者提出针对该课程的特点和存在的问题进行课程体系、教学内容、教学方法、教学方式、实验教学等方面的改革调整,提高教学效果,激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习的意愿,加强学生的工程应用意识,提升学生的工程应用能力和综合素质。

参考文献:

[1]丁金昌.实践导向的高职教育课程改革与创新[J].高等工程教育研究,2015(1):119-124.

[2]白宪臣.土木工程材料[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:1-3.

[3]彭晓彤.林晨.土木工程专业建筑材料课程改革探索[J].高等建筑教育,2008(17),4:86-89.

[4]安明喆,吴萱,潘雨.土木工程材料课程教学内容改革[J].高等建筑教育,2006(2):89-92.

土木工程材料论文篇7

【关键词】土木工程,施工管理,存在问题,对策分析

中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

由于土木工程施工项目全过程所涉及的环节多、部门多、程序复杂,所以找出在这个过程中存在的问题对加强管理是非常重要。相对而言,我国土木工程建设起步较晚,但发展迅速。土木工程的施工管理是一项很复杂的过程,不仅仅涉及到人员,材料设备的管理,更要综合考虑到整个土木工程施工过程中,工程施工施工环境,施工安全控制,因此,也对工程的管理人员和管理体制提出了更高的要求。经过几十年的发展,我国的土木工程管理在实践中取得了一些完善,但依然存在很多问题,对工程的质量和施工的安全产生了消极影响,因此,加强对土木工程施工管理的探究,对土木工程的健康发展有着十分重要的意义。

二.土木建筑工程施工中存在的问题

随着我国当下城市建设和公路建设的不断升温,土木建筑工程已逐渐成为社会热门行业。我国也在开始不断加大对该行业人才的培养,各大高校的土木工程专业也逐年扩招。但是,由于专业人才培养条件的差异性和地域性,也导致从业人员水平的参差不齐,从而也影响着土木建筑施工过程中的一些问题。

1.施工人员管理问题

(一)在很长的一段时间,我国的工程建设管理人员准入制度不完善,很多管理人员可以靠着关系或者是凭借某一个高层的喜好而进入工程地方管理,由于准入机制的不合理,不严格,很多不懂管理,不知经济,不明财务甚至不懂技术的人员,可以通过各种方式进入工程项目的管理层,管理团队整体素质偏低,管理机构臃肿。

(二)在施工过程中,分工不明确,权责不清晰,对人员的管理和对工程的管理脱节严重,同时,对工程技术人员的奖惩、任免、选用等主要是由施工单位的人事部门为主,管理也比较随意。

2.工程用料问题

(一)首先,材料采购环节,为了大力节省施工成本,各种质量低劣的工程物料严重影响到工程的质量。同时,采购环节暗箱操作严重,抽取提成,拿回扣等情况普遍。其次,材料堆放位置不合理,分类不科学,对各种物料进行存储时候没有严格安排进场时间,在材料管理存储过程中,各种材料发生潮湿,霉变,挥发,磨损情况严重。

(二)首先,土木工程施工材材料质量检测方法落后。质量检测的手段和方法传统而简单,缺乏一定的科学性和严密性,很多区域的建筑材料质量检测机构依然是人工操作,手工填写表格,工序缺乏严密性,且繁琐,失误较大,甚至是人为的修改数据,使得各种数据统计资料缺乏一定的客观性。其次,土木工程施工材料的质量检测力度不够,检测结果缺乏真实性。对质量检测制度贯彻执行不力,检测标准不够严格,抽样不合理,材料质量安全隐患比较多。检测人员缺乏职业操守,因为私利而弄虚作假,材料检测的结果缺乏真实性。

3.施工操作问题

首先,在土木工程施工过程中,由于人员的素质偏低,对各种各机械设备的操控不够熟练,手工操作比重比较大,失误比较多,因此,容易发生不规范操作,违章操作的现象。其次,同时,对各种施工标准和施工的规章制度理解不深入,贯彻落实的力度不够,缺乏系统科学的监督机制。最后,土木工程建设中,各种砂浆,混泥土,石灰浆等配比不合理。比如为额外利益在配置砂浆的时候不按照标准比例,经常偷工减料;在施工过程中,有的施工单位为了节约成本或者施工人员为了减少工作量,经常会擅自去掉其中几个规格的砂浆,对于搅拌用水缺乏检验检测,忽略了水质对于物料的影响,这样给工程质量安全带来了极大的隐患。

4.施工安全管理问题

实施安全施工管理是保证施工正常进行的客观要求。但是,安全管理工作并没有得到重视。首先,土木工程建设中,缺乏健全科学的安全管理机制,安全管理方式落后,对国家的各种安全法律法规贯彻落实不到位,同时,管理人员追去经济效益忽视对施工安全的控制,施工人员本身安全意识薄弱。都使得土木工程建设中,安全事故频繁。

三.土木工程施工管理的措施分析

随着我国科学技术的发展和经济的快速进步,我国的土木工程发展迅速,并在国民经济增长和人们生活质量的提高中起到了巨大的推动作用,但是,工程管理中存在的问题依然不容忽视,为了完善土木工程的管理体制,促进整个行业管理上的成熟,。笔者结合多年的土木工程施工经验,在借鉴他人技术理论的基础上,对土木工程管理的措施进行分析。

1.加强对人的管理

(一)坚持“以人为本”,重视管理。管理人员只有扎扎实实地提高素质,提高管理水平,注重细节管理,用心管理,才能发现细节问题的实质,同时,要改善决策方式,加强管理中的民主化和集体化,加强和施工人员的交流,促进人员关系的和谐。

(二)由于土木工程一种庞大复杂的操作施工过程,其中无论是先进的设备还是纯人力劳动,手工操作都是其中最为重要的一部分,但是,由于我国建筑业起步发展时间晚,对技术人员的系统培训尚不够完善,手工操作人员的手工操作能力相对而言有着很大的差距,操作不熟练,操作失误多,不利于整个工程项目的质量保证。因此,要加强对施工员工的培训,提高其操作的熟练程度,严格执行操控标准,提高操作效率,保证整个项目实施中的技术水准。

2.建立专门的物料管理制度和监管机制,确保建筑用料的质量和安全

(一)要严格材料进入标准。材料进场前应检查其规格、型号、产地、外观、性能指标、数量等参数,对于一些重要材料,还应该委派专人到现场进行监督,如商用混凝土就必须在生产现场检查水泥、砂石质量、配料配合比是否符合要求,搅拌时间是否符合要求等。做好质量的抽样检测,客观记录。

(二)采用正确的方法保管建筑材料。进场的建筑材料应按照平面布局堆放并设立标识,将不同品种、不同规格的材料分别堆放。做好防水工作,防止水泥受潮、钢筋锈蚀等。在材料保存一段时间之后需要取用时应先检测再使用。

3.严格执行施工标准,实施规范性操作

(一)制定完善相关的施工技术标准,对所有施工人员在施工前进行操作培训,从理论上深刻明白操控原理,从实践中进行现场操作演示,务必使所用施工人员都可以严格达到施工标准,操控熟练,能够满足工程技术相关规范,杜绝胡乱施工操作的现象。

(二)从全面控制的角度出发,找出产生误差或者失误的原因,分析制约每道工序质量的问题,采取科学合理的措施消除恶劣影响,减少制约工程质量的因素。严格执行每道工序的前后执行顺序,杜绝前后跳跃施工,尤其是时间急促,施工匆忙时期,要尽量减少多种工序的交叉,保证整个施工顺序的合理稳定。

4.加强对施工现场的安全管理控制

首先,土木工程要建立健全施工的安全控制机制,设立专门的安全管理部门。其次,要对管理人员和施工人员实施安全知识培训,更新安全管理理念,采用先进的安全管理方式,最后,安全工作的管理人员要将各种安全管理规范和国家的安全法规落实到实处,并采取有效措施,实施安全施工。

四.结束语

土木建筑工程的施工管理是整个工程管理中的重要环节,对整个建筑工程的质量管理和安全控制有着十分重要的作用,从总体而言,土木工程的管理关系到国民经济的增长和人们生活方式的改变,加强管理探究,有助于完善土木工程的质量控制,有助于我国工程建设行业的健康快速发展。

参考文献:

[1]杨艳红 浅谈土木建筑施工的问题与对策 [期刊论文] 《中小企业管理与科技》 -2011年24期

[2]张丽娇 浅谈当代土木建筑施工的问题与对策 [期刊论文] 《现代企业教育》 -2012年6期

[3]孙善军 浅谈当代土木建筑施工的问题与对策[期刊论文] 《价值工程》 ISTIC -2010年24期

[4]陆海尖 浅谈当代土木建筑施工的问题与对策 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年32期

[5] 彭慧军 谈土木工程施工项目的管理 [期刊论文] 《科技创新导报》 -2008年33期

[6] 唐晓晗 浅析土木工程施工项目管理面临的问题及应对策略《商品与质量》2011年第S7期

土木工程材料论文篇8

关键词:土木工程;未来发展;建筑

中图分类号:S969.1 文献标识码:A

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、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识 ,以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。

远古时代人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶,以满足简单的生活和生产需要。后来,人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要,兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。

在土木工程的长期实践中,人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意,取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,例如采用石料、钢材和钢筋混凝土,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城,现代世界上的许多电视塔和斜张桥,都是这方面的例子。

土木工程发展趋势具体地表现在以下几个方面。

一是建筑材料。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。

二是地质地基。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。

三是工程规划。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。

四是工程设计。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。

五是工程施工。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。

未来土木工程的发展是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。

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]杨家福.中国土木工程指南[M].1993:1-4.

土木工程材料论文篇9

关键词:实践能力;土木工程材料;教学研究

中图分类号:G642.0;TU375 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2016)05-0071-04

随着土木工程建设的发展,企事业单位对土木工程专业毕业生的要求也越来越高,不仅要求毕业生有扎实的理论知识,更要求有较强的动手能力和创新能力[1]。但是,当前高校对专业人才的培养与社会经济发展的要求仍然有不小的差距。例如,在人才培养上,类型单一,与现实需求存在脱节现象;在培养方案上则仅注重知识灌输,忽略能力和素质的培养等。因此,用人单位觉得学生的现实水平与自己的期望值差距较大,学生的工作适应时间比较长,有的甚至感觉本科生不如专科生或高职生能力强[2]。土木工程本科专业是培养具有宽厚的基础理论、广泛的专业知识和较强的实践能力的高层次专门人才。因此,对学生实践能力的培养必须贯穿于各门课程教学的始终。木工程材料课程是土木工程专业本科生的一门重要的专业基础课,对专业课的学习起着承前启后的作用。通过该课程的学习,使学生能够掌握每一种材料的特点、性质、用途等,并能够根据工程特点和需要选择合适的材料,达到“安全、适用、经济、美观”的目的。本文以土木工程材料课程为例,就如何在课程教学过程中提高学生的实践能力进行探讨。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料课程的主要特点是材料的种类多,所包含的知识内容较琐碎。该课程包括了建筑中常用的结构材料和其他的一些功能性材料,例如:钢材、水泥、混凝土、木材、塑料、石材、胶凝材料、高分子材料等等,每一部分内容自成一体,没有必然的联系,逻辑性较差。虽然内容在字面上不难理解,但是对于缺乏工程经验的本科生来说,繁多的知识点如全靠死记硬背效果肯定不好。部分学生对这种机械的记忆不感兴趣,也不愿多花费时间和精力;部分考研的学生则无暇顾及该课程的学习;少部分比较用功的学生花费了大量的时间

记了一些条文,由于没有深刻理解和切身体会,这种记忆保持的时间短,仅仅用于应付考试,考试过后可能已经忘记。因此,该课程看似简单,但是讲课的过程中如果不与工程实际相结合,难免平铺直叙,无法激发学生的学习热情和思考探索的积极性。教师也反映上课过程中学生的参与意识淡薄,课堂上几乎没有互动,考试及格率较低。

二、土木工程材料课程教学存在的问题

(一)课堂教学和实验

土木工程材料课程的教学内容文字性较强,没有较强的逻辑推理公式和难理解的理论知识。由于学时的限制,教师在教学过程中一般还是“满堂灌”,教师和学生的交流少,课堂内容枯燥、不生动。尽管有的教师采用多媒体教学方式,但是也仅仅是展示一些图片,对于图片内容学生难有深刻的体会。学生工程实践经验缺乏,不仅不能理解各种材料的用途,更不能灵活运用。另外,该课程实验一般都是验证性的而非创新性实验,实验设备台套数严重不足,限制了参与操作的学生数。通常是根据实验设备的台套数将学生分批分组进行实验,在教师的协助下,学生按照规定完成验证,以求得理想的实验效果。例如,混凝土的塌落度实验仅安排一个学时,因此,实验课上教师不能让学生尝试不同的配合比,也就无从观察配合比中各参数的改变对塌落度和混凝土强度的影响。一般是课堂,教师告诉学生各种材料的配合比例,学生只要按照配合比的要求进行称量,就能得到比较合适的塌落度值。做完塌落度实验之后的混凝土还要做成试块,养护28天再进行混凝土的抗压强度试验。这样看似节约了实验的时间,也节约了实验的成本,但是学生却失去了尝试和探索的机会,更不可能有思考和创新。

(二)学生缺乏工程实践经验

土木工程材料课程教学最终是为工程应用服务的,与工程联系非常紧密[3],但这种联系在课堂教学中很难体现出来。当前学生普遍缺乏工程实践经验,一方面是因为授课教师也缺乏工程实践经验[4],难以将书本知识与工程实际相结合进行讲解;另一方面也是因为安全问题限制了学生参与实践的机会;还有就是当前只强调学分绩点的成绩考评体系压制了学生参与实践的积极性。因此,学生学习知识仅仅停留在书面上,无法用来指导工程实践。例如上课时讲到气硬性胶凝材料――石灰时,会讲到石灰密度小、重量轻的特性,但是学生却不能感受到石灰“轻”的程度。做水泥的安定性试验时,由于缺少“不合格”的水泥样本,通常做法是在合格的水泥样本里添加一定量的石灰,做成水泥试饼,煮沸之后会出现裂纹,然后进行对比试验,让学生了解安定性不良的水泥状态。但是让学生去搜集石灰时,学生拿回来的却是被挑出来的混在石灰里没有烧透的石块。因为表面上有一层白色的石灰,学生误认为是石灰块。实验时浇水后发现并没有出现生石灰熟化过程中应有的放热和体积膨胀的现象,才发觉找到的并不是石灰。而实际上有工程实践经验的人通过其重量就能判断石灰块和石块,而不需要后续的检验工作。

(三)学生在思想上不够重视

随着就业形势的日渐严峻,许多学生选择参加研究生考试,以求进一步深造增强就业竞争力。土木工程材料是一门专业基础课,一般安排在第三学期,土木工程专业学生认为其不是“主干课”而不被重视。学校土木工程专业学生考研的专业方向一般为结构工程、岩土工程、道路桥梁等与结构相关的专业,考研的专业课程为结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等偏重于理论计算的课程,土木工程材料课程不包含在内。因此,学生普遍认为该课程与自己考研和就业关系不够密切,因而重视程度不够。通过对土木工程专业四个班学生座谈会和课下单独询问的结果来看,在当前的就业形势下,学生更重视与就业密切相关的课程,对其他课程则要求不高,只求“不挂科”就行。学生不重视课程学习,也就更没有参与实践的积极性了。

三、 教学改革措施

(一)在教学中融入实践

与其他学科研究的所谓“高精尖”的材料不同,土木工程所需材料就在我们的周围,不管是学生居住的宿舍,还是上课的教室、就餐的食堂,各种土木工程材料随处可见。混凝土材料牢固耐用、钢材坚韧持久、陶瓷材料清新亮丽、玻璃材料干净整洁,这些材料不仅满足了功能要求,而且美化了环境,对人的心态也有调整作用。在课程教学过程中教师完全可以以周围环境的各种材料为样本进行介绍,让学生仔细观察各种材料的存在形态、所起到的工程作用,介绍各类材料的应用价值,并引导学生提出自己的见解。如如果自己选择工程材料,会根据哪些指标去进行选择?材料如何选择才能更加适合工程的需要?等等。让学生参与到工程中来,激发其学习的兴趣和发现问题的能力。

在课程教学过程中,利用学校距离周围几个大型建材市场较近的有利条件,笔者要求学生深入到建材市场,结合有关知识了解同一种材料相关产品的相关性能、用途和不同状态下的表现形式,以及使用过程中应注意的问题。学生将收集到的相关材料信息,作好记录,不懂的问题可以向专业人士咨询,可以上网查找,也可以带到课堂上讨论。学生思维活跃,往往会提出自己的新想法、新见解,还会出现一些异想天开的想法,这时候需要教师多鼓励学生用试验进行验证。每次调查之后学生往往有许多体会和收获:没想到塑料制成的壁纸竟然五彩斑斓,根本看不出塑料的痕迹;有些看似金属的材料实际上只是塑料制品,其强度不低,而且质量更轻;一些仿制木材的金属构件古朴自然,让人产生回归自然的平和心态。每次调查结束后,要求学生对所学知识及时进行总结,并作为课程考查成绩的一部分。

(二)在实践中教学

为了让学生深刻理解材料在工程中的多种性能,结合校园内正在建设的工程,带领学生到工地现场进行实践,在实践过程中讲解各种材料的性质。例如,讲解混凝土材料时,涉及混凝土材料的组成,各种组成材料的配合比,建筑不同部位所用混凝土材料的坍落度等。当学生进入工地时,发现工地的施工道路所用的混凝土,坍落度较小,显得比较干燥;高层建筑所采用的泵送混凝土,其坍落度往往很大,呈流动状态。如何保证混凝土在浇筑的过程中不出现离析现象?如何在满足坍落度时还能够保证混凝土的强度?引导学生思考的过程中自然而然地引入添加剂的作用。混凝土的配合比和温度的关系,可让学生们去思考:冬天浇筑的混凝土和夏天浇筑的混凝土在坍落度上有何区别?如何实现?只有掌握了材料的本质特性,才能够掌握其用途,并在此基础上想办法进行优化和改进。关于混凝土材料的放热问题,可带学生去工地参观,直观感受超高层建筑地下室的超大体积筏板基础混凝土浇筑。引导学生自己多思考。如大体积混凝土浇筑过程中应该注意的问题,包括外界温度条件、内部降温措施等等,不清楚的问题可以上网查询结果。实际上学生除了在网上查到一些常规的做法之外,还能大胆加入自己的设想,虽然有些方法不尽合理,但是能大大调动学生的积极性,学习效果明显优于课堂教学。

(三)加强各门课程之间的联系

当讲到无机胶凝材料时,可以引导学生观察教室顶棚的石膏线和教室墙体的抹灰的特征和其区别。石膏线的表面光滑细腻,而墙面上的石灰抹面上有细小裂纹,这时让学生思考解决的办法,随后引入“加筋”的概念。在石灰浆中掺入“纸筋灰”或者“麻刀灰”,以起到防止开裂的作用,由此和其他课程知识进行联系。例如钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土之间的关系;地基处理时所用的“土工合成材料”与土层的关系;气势磅薄的万里长城修筑时所加入的柳条、芦苇;以前农村修筑房屋所用土坯墙体中加入的秸秆等,都是起的“加筋”作用。教室后面墙体为石膏墙隔板,而其他三面墙为砌体,让学生用手敲击不同的墙体,感受其声音和弹性,以增强学生对石膏板用途的了解,掌握石膏板应用的灵活性。由此还可以引导学生联想基础工程课程中减小建筑物基础对地基土体压力的措施,地基处理课程中减小地基处理费用的措施,以及建筑结构抗震课程中减小建筑结构所受的地震作用的措施,帮助学生真正理解减轻建筑物自身重量能够降低基底压力、减小建筑物上的地震作用,这些效果也可以通过选用合适的建筑材料来实现。

(四)以工程实例为基础

讲到建筑钢材的时候,学生在材料力学课程已经学过低碳钢的拉伸曲线,相应的有“屈强比”的概念,但是学生可能还不了解此曲线在钢材品种和级别选择中的作用。为了使学生能深入理解“屈强比”的含义和用途,将一座大跨度单层钢结构厂房和一座典型的钢框架―混凝土核心筒结构超高层建筑设计图纸中的相关部分,向学生展示并讲解,引导学生自己思考其中承重和非承重钢结构构件的“强屈比”的要求值,分析出现这种差异的原因,以及与钢材本身性能之间的关系,了解各种不同性质的钢材用在结构的不同位置,与结构本身的受力状况之间的关系等等,增强学生独立分析和解决问题的能力。带领学生参观高新区一座两层的钢结构房屋拆除现场,观察钢结构拆除时承重的梁和柱子等结构构件的变形形式,与自己所知的钢筋混凝土结构和砌体结构的变形形状进行对比,了解钢结构在承重和变形方面的优越性。鼓励学生与设计、施工等方面的技术人员进行交流,以积累工程实践经验。

(五)以科研创新为导向

目前,本科生所用的土木工程材料课程教材,一般还是多年前编写的教材,所包含的内容只是一些传统的工程材料。当代建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备和新的结构技术日新月异,超高层建筑、超大跨度建筑、特大桥梁、超长超深隧道等大承重结构对土木工程材料的要求越来越高,面临的挑战也越来越大,传统课程教材介绍的材料已经远远不能满足当前建筑业发展的要求。要想与工程发展相适应,教学中必须引入新材料、再生材料、复合材料等的讲解与介绍,并且鼓励学生自己动手去探讨新材料的性能,拓展其用途。例如当前所用建筑垃圾再生骨料所生产的砌墙砖、广场砖和人行道砖等,利用建筑垃圾和灰土混合压实后作为道路的路基填料,利用沥青橡胶混凝土铺路面等各种有利于环保的做法。此外,鼓励学生参与教师的课题研究,也可以通过申报大学生训练计划项目(SRTP项目),让学生自己动手,采用合适的方法探求材料的性能。另外,借助每年一度举行的建筑结构模型大赛的形式,举行学院的设计竞赛,引导学生自己选择合适的材料,设计出具有特色的建筑结构形式,进行一些具有创造性的活动,启发学生的思维,增加其兴趣,加深对材料性能的理解。学生参与科研、实践竞赛的情况和取得的成绩将作为评优评先的参考依据之一,以此来激发学生参与实践的积极性。

四、结语

高素质人才的培养是高等院校面临的现实问题,学生的素质不仅包括理论知识水平,还包括实践能力和独立分析解决问题的能力。为了增强学生的学习兴趣,提高学生的实践能力,本文以土木工程材料课程为例,分析了当前课程教学的现状,提出了相应的对策。将教学和实践相融合:在教学过程中插入实践环节,在实践环节进行教学,以工程实例为基础、以科研创新为导向,促进各课程之间的联系,取得了良好教学效果。然而提高学生的实践能力需要建立长效机制,应充分利用校外实习基地,让学生定期参与实习,在实践中不断强化所学知识,最终达到真正掌握知识并加以应用的目的。

参考文献:

[1]何俊,陶高梁,庄心善.土木工程专业学生实践与创新能力的培养――以土的渗透特性综合性试验教学为例[J].湖北经济学院学报:人文社会科学版,2015,12(4):194-195.

[2]刘汉龙,李英民,阴可,等.重庆大学土木工程学科特色及人才培养实践[J].高等建筑教育,2015,24(4):9-12.

土木工程材料论文篇10

关键词:“卓越计划”;土木工程材料;教学改革;创新能力;实践能力

中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1009—0118(2012)11—0147—02



2010年6月23日,教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》的重大改革项目,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。该计划对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用1,2 。

《土木工程材料》课程是土木工程专业的核心课程之一,是培养“面向工业、面向世界、面向未来”的高等工程技术人才的必备基础知识3 。《土木工程材料》是我校土木工程专业的一门主干课程,基于“卓越计划”下的培养理念,工程建设愈来愈需要宽口径、厚基础的专业人才,而传统的《土木工程材料》课程的教学内容、方法和考核等都存在一定的问题。本文分析了《土木工程材料》课程目前存在的问题,并提出相应改革措施。

一、教学中常见的问题

(一)课程内容庞杂、结构松散

土木工程材料种类多而杂,应用面广,涉及工程中众多工程材料,包括水泥、石灰、石膏等无机胶凝材料、混凝土、建筑砂浆、建筑钢材、木材等10多类材料。对于每一种材料在建筑过程中均有所体现,同时每一种材料又是相对独立的,其间缺少联系,因此要求学生能够全面掌握各种建筑材料,灵活使用。对于长期以来适应逻辑推理的学习与思维方法,且对于建造过程又缺乏实际体验的学生来说,会感觉课堂教学枯燥无味,难以调动学生的学习兴趣。

(二)教材版本多、难以统一

《土木工程材料》课程是一门涉及范围很广的课程,从金属材料到非金属材料,从无机材料到有机材料,从单一材料到复合材料等均有涉及,内容庞杂又相对分散,且各类材料自成体系,相互之间缺乏必要的横向联系。目前《土木工程材料》教材版本多,有些教材内容叙述性强,概念偏多,有些理论推导及公式类内容较多,而有些则偏重工程实际,对材料的结构组成、理论分析方面叙述偏少。因此,在教材的选择上存在一定的困难。

(三)教学方法单一、课程衔接少

《土木工程材料》课程按照主要的工程材料划分章节、组织教学进程,缺乏灵活性和适应性。使得学生学习起来单调乏味,学习兴趣和积极性差,易使学生对课程理解不深、应用不灵活,最终导致材料的选择和使用方面知识和能力的欠缺,甚至认为“材料课的学习就是背诵记忆”。尤为重要的是学生很难掌握课程的重点,总感觉所有的内容似乎都是重点、都需要掌握,学生认为这门课程既难以记忆又难以理解,从而产生厌学心理。

(四)考核内容及形式过于单一

闭卷的书面考试仍然是目前最主要、有时甚至是唯一对学生考核的形式。由此造成了学生“考前背,考后忘”的现象。

二、《土木工程材料》课程教学改革措施

(一)加强教材建设,实时更新教材

由于材料科学的自身特点(如发展快、新技术、新材料层出不穷),使得教材必需适时更新,且选择版本较新且内容具有前瞻性的教材。同时,结合我校不同专业方向学生的定位,合理选择教材非常关键,如土木工程专业还有道路、桥梁等专业方向,培养目标应强调应用型人才培养。因此,内容新颖、知识面广、不断融入新型材料内容、相对系统、注重基础知识并且与工程实际联系紧密是本课程教材改革和选择的总体原则。

(二)改进教学方法,调动学生学习积极性

应用型本科院校培养的目标是应用技能型人才。在教学内容中不断融入工程实例,结合课程内容特点及学校对学生的培养目标,在知识传授过程中注意基本理论知识与工程具体实践的相结合。引导学生用分析和发展的思路来看待现有的材料,掌握各种材料的性能,并正确使用各种土木工程材料,做到举一反三,从而激发学生的创新精神。例如,讲解混凝土掺和料这一节时,先列举各种掺和料在大型工程中的应用,如粉煤灰在三峡大坝中的应用。然后让同学们观看粉煤灰、矿渣及硅灰的微观照片,并比较三者问的相貌特征差异。采用表格的形式给出三者的化学组成和矿物组成,引导学生进一步思考,当这三种掺和料用于水泥混凝土时,对混凝土流动性、强度的影响等。

(三)合理有效利用先进教学手段

《土木工程材料》课程涉及材料种类繁多,知识面广,作为一门专业基础课,开课时间较早,学生又是初次接触专业知识,感性认知较少,教师授课也很难调动学生的兴趣;另外有些材料的性状特点等需要很多时间解释,如果辅以现代多媒体和网络教学的手段,通过计算机动态模拟并配合适当的声、光、图和文字等,使学生在课堂上获得最直观、最形象、最生动的知识,可以调动学生学习的兴趣和积极性,并且能够提高学习效率。但多媒体等的使用容易使部分学生思想不集中,应将多媒体和传统的板书相结合授课是最理想的教学方法。还有,教师个人可建立自己的教学网站,通过教学网络,在课余时间与学生进行网上互动和答疑。

(四)革新考评方式

考核的方式和内容应与讲课理念相一致。传统考试题目往往要求学生背书,学生考试前根据老师给定的考试范围临时突击也能够通过考试。这样的考试方式既不能反映出学生对所学知识的掌握程度,又会降低学生的学习热情。因此,考试内容应以材料在工程中的应用为主,可大可小。例如“某工程实际施工中,石灰砂浆粉刷过的墙壁出现了鼓包开裂现象,试分析原因并提出如何防止这样的现象再次出现。”、“某大体积的混凝土工程,浇注两周后拆模,发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝,试分析其原因。”等与实际工程相关联的内容。

(五)加强理论教学与实验教学的结合

《土木工程材料》是一门实践性很强的课程,实践性教学环节是该课程中又一重要组成部分,起着理论课不能替代的作用。为了提高教学效果,在实验教学环节上也要不断改革和探索。首先,在课程设置和教学内容中应该适当减少验证性试验内容,增加设计性和综合性实验项目,因为后者可以使学生通过对试验过程中出现的各种问题进行分析和总结,大大提高学生的试验实际操作能力和分析解决问题的能力,并且培养一定的创新意识。例如开设混凝土强度试验时,让学生选择所配混凝土的品种以及强度标号并计算混凝土的配合比,按照实验规范成型混凝土试件,测定其强度。这样可以让学生利用所学配合比的知识设计混凝土,做到学以致用,同时还提高了学生的动手能力。其次,授课教师可以拟定一些试验研究题目供学生参考和选择,或让学生参与到科研或科技开发活动中,提高学生的自主性和科研水平。例如,学生以目前研究比较热门的高性能混凝土为试验对象,自己配制混凝土并检测其强度和耐久性。

三、结语

“卓越计划”是我国未来高等学校发展的趋势,其本质是工程能力、实践能力的培养,《土木工程材料》是土木工程专业重要的一门专业基础课,是本专业工程能力、实践能力培养的窗口及平台。只有根据“卓越计划”的目标与要求,结合“卓越计划”的三层次培养标准对《土木工程材料》课程教学内容进行调整,采用以培养学生自主研究性学习能力、综合分析能力、实践能力、创新能力与团队协作能力为目标的教学方法和复合式考核方法,并在教学过程中强化学生工程能力的培养和综合素质的养成,才能培养出复合型、高素质、满足未来需要的优秀工程型人才。相信通过广大教师的不懈努力,我国同类院校《土木工程材料》课程的教学水平会有更大的提高。

参考文献:

[1]高等学校土木工程专业指导委员会编制.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[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.