时间：2023-03-28 15:06:07
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2土木工程材料课程体系构建
2.1师资队伍建设
师资队伍建设是精品课建设的前提条件，也是教学质量的关键与保障．精品课的建设首先需要有一支师德高尚、治学严谨、学术水平高、教学经验丰富、教学效果良好的高素质教师队伍．在制定精品课建设规划时，应以课程为单位合理配备师资，形成一支以主讲教授负责、结构合理、人员稳定、教学水平高的教师梯队，并按一定比例配备辅导教师和实验教师．主讲教授应了解学科前沿知识以及学科和课程的发展趋势，能把握学科的发展动向，对课程的内容有合理定位；梯队主讲教师应具有丰富的教学经验，能在教学一线贯彻教学意图并有效地实施教学活动；实验教师除应能指导学生进行基本的、综合性的试验外，还应在此基础上开展一些创新研究实验．师资队伍建设是一项长期的工作，必须给予充分的重视，应使课程组教师的学历结构、职称结构形成合理梯队，并采取相应的评价机制、激励机制和用人机制等，确保课程达到理想的教学效果．对于当前不能满足要求的教师应制定培养计划，有计划地实施培养，使得课程教学具有一定的延续性，以确保精品课建设的持续进行．
2.2课程知识体系的构建
课程知识体系与内容的确立，即教学大纲的制定是否得当，对于教学效果、学生知识体系的构建起着至关重要的作用．课程教学内容要具有基础性、普遍性、科学性、先进性，能及时反映本学科领域的最新科技成果，以达到宽口径、厚基础、重能力、求创新的教学目标，这对于卓越工程师的培养尤为重要．
2.2.1理论教学
(1)教学内容的设计．
土木工程材料课程是一门理论性、实践性均较强的学科基础课，它涉及土木工程建设中所需要的各种材料及其制品．由于材料的种类繁多，涉及的学科领域广，因而形成了庞大的土木工程材料内容体系．为此，在课程教学设计、内容规划方面，要充分考虑到不同专业学生的专业特点，对课程的内容体系进行适当的分解、深化、组合与重构；并着力解决好教学内容的丰富性与课堂学时的有限性，教学内容的基础性与材料科学的发展性，材料知识的理论性与材料的应用性之间的矛盾．例如：对于土木工程专业的学生，应对水泥、混凝土的有关内容进行加深加宽，适当增加水泥净浆、高性能混凝土和混凝土的设计、生产、检测等内容，并加强材料耐久性知识的讲授；对于道路工程专业，则应增加无机结合料、沥青混合料、土工合成材料等内容，并对石材、集料的内容适当多作介绍；而对工程管理类的专业，教学内容的面要广但深度要适当．随着材料科学的发展，新材料、新技术、新标准的不断出现，教学内容要及时进行更新和补充．如高分子材料品种很多、发展很快，各种新型砌块、环保墙板的涌现，以及各种性能优异的新型防水材料的应用等，都应及时引入课堂，进行补充加强；而对于逐渐淘汰的，如烧结黏土砖等高能耗、非环保材料则应予以简略，或采用对比的方法讲述．此外，材料科学的理论性深度应适当，要与应用性紧密结合，体现出理论指导实践，实践丰富理论的相互作用．如教师在讲课中及时补充了“鸟巢”、“水立方”等工程中所采用的新材料、新技术，在充分体现工科院校特色的基础上，使学生掌握更多的工程实践知识．
(2)教学方法的多样化．
教学内容的传授需要好的教学方法来体现．要不断改革教学方法，逐步形成以多媒体教学为主的教学方式，充分发挥教学课件图、文、像并茂，信息量大和直观形象的优势，同时积极开展工程实例法教学，形成一套有特色和较为成熟的教学模式．在课程教学过程中，既要注重夯实基础理论知识，又要加强与工程实践相结合，以工程实例来说明相关的知识点；要加强材料的应用性知识，强化学生作为卓越工程师的工程意识和责任意识，使学生具备依据工程特点、材料性能合理选用材料、正确使用材料的能力．例如，在讲授混凝土骨料的质量与级配理论时，引入了汶川地震中最牛小学的工程实例，极大地吸引了学生的注意力，强化了学生的工程意识、责任意识．学生反应这种教学法很鲜活，时代感强，有利于提高思维能力．课堂教学中，还应重视研究性学习、探索性学习、协作学习等现代教育理念在教学中的应用，指导学生自主学习，提高学生的思维能力和创新精神．如在讲授水泥的性质、品种与应用时，提出了大体积混凝土的工程问题，让学生通过思考选择适宜的水泥品种，并进行课堂讨论，将工程实践与理论知识联系起来，使所学知识也活起来．
2.2.2实践性教学
实践性教学环节是工科院校加强理论与实践相结合的重要环节，也是国家实施卓越工程师培养计划重要的加强训练环节．
(1)实验教学．
教学实验是课程教学体系中重要的实践性教学环节，按照基本技能、应用能力、综合素质培养的目标，要重点改革实验教学的形式和内容．在土木工程材料课程中设置了基本性能实验、综合实验及设计创新实验三个模块．通过基本性能实验，应使学生掌握材料基本性能的检验方法及相应的试验技能；通过综合实验，应使学生能根据不同情况下不同的试验结果，对材料的性能进行综合分析；设计创新型试验可根据学生的需求展开，实验室对学生开放，为学生进行课外科技活动提供平台．在这种设计创新型试验中，教师可为学生安排一些设计型、创新型、研究型的实验，可以针对某一问题进行较深入的试验研究，如减水剂或掺合料对混凝土强度、流动性、耐久性的影响，混凝土裂缝影响因素分析，聚丙烯纤维对砂浆抗裂性能的影响等．学生在对所研究问题进行充分思考后，自己设计出实验内容和实验步骤，并通过具体的实验操作、试验现象的观察、试验数据的处理分析、试验结果的总结以及试验报告的编写等一系列环节，得到一次全面的系统的训练．这样，既培养了学生对材料科学研究的兴趣，又为学生解决实际工程问题提供了方法论，为提高学生的创新能力和综合素质创造条件．
(2)结合工程的实践教学．
普通本科高校的定位是培养应用型人才，为加快卓越工程师的培养进程，应使教学活动更加接近工程实践，让学生在工程中得到锻炼，毕业后才能尽快适应和胜任实际工作．一方面，教师在鼓励学生进行设计创新型试验的同时，还应鼓励他们参与具体的科研活动．学生可以参加到教师的科研课题中，也可组织能力强的学生在教师的指导下自己确立科研课题，并在实验室或借助实际工程开展研究工作．另一方面，教师还应适时地组织学生进行一些课程实习．如组织学生到水泥厂、混凝土搅拌站及典型的实际工程现场去参观(如参观大体积混凝土工程等)，以增加学生的感性认识．同时，引导学生善于在实际工程中发现问题，并对这些问题展开讨论，积极运用所学知识去寻求分析、解决问题的方法和途径．也可邀请有关专家作专题报告，让学生了解工程中有哪些关键问题需要解决，解决的思路是什么，需运用哪些相关知识等．学生在与实际工程的紧密接触中，感到学以致用，从而提高了他们的学习兴趣，开阔了思路，激发了创新意识，进而使其研究、处理问题的综合能力和素质显著提高．这些都对尽快达到卓越工程师的培养目标有极大的促进作用．
2.2.3网络教学资源建设
在当前信息化建设快速发展的今天，网络资源赋予精品课建设以强大生命力．理论教学、实验教学以及实际工程现场的学习都是在有限的时间内完成的，要想将课堂延伸，应充分利用网络资源，即通过网络课堂为学生的学习提供很好的补充．我校在土木工程材料课程中建立了课程网站，其资料丰富、图像鲜明、信息量大，已设有理论教学、实验教学、新材料博览、技术标准及工程实例等几个专栏．理论教学栏目包括教学大纲、教案、教学课件、习题等各种教学文件及丰富的课程资料，便于学生随时查阅；实验教学专栏设有实验室介绍、基本的实验项目、实验指导书及相关的实验视频等有关实验教学的文件及资料；新材料博览栏目设有大量的土木工程材料样本、应用图片及图像，对教学内容进行了多方面的补充与延伸，增加了学生的感性认识，并极大地扩展了课堂知识；技术标准栏目收集了各种现行的材料技术标准，还直接与国家各标准网站链接，便于学生和教师及时查看最新的标准与规范，以更好地服务于教学；为加强理论知识与实际工程的联系，网站还设置了工程实例专区，有各种工程实例供学生随时了解查看，既扩大了学生的视野，也使其体会到肩上责任的重大，增强了工程意识、责任意识与创新意识．此外，为加深学生对课程内容的掌握，网站中还搜集了各种参考教材、科技文献目录及相关网站资料；并设置了试题库专栏，有大量的习题供学生练习；为加强学生与教师的沟通，还设置了交流栏，使教师能及时了解学生的学习动态．总之，应充分利用网络平台给课程提供的强大支持，使课程的知识体系延伸，加强课堂教学效果，实现优质教学资源共享．
2.2.4教材建设
精品课程的建设，是许多项课程建设的糅合，精品教材建设是其中一项重要的内容．目前，土木工程材料教材的版本很多，选用合适的教材有利于促进学生的学习，对于推进教学改革，取得预期的教学效果至关重要．在选择教材时，首先要看其课程体系能否反映先进的教学思想，体现教改的意图，教材不能仅仅是基本原理、基本技能的介绍，而应该有课程建设的创新点出现．如：为加强实践性教学，教材应体现与工程实际紧密结合，做到理论联系实际；教材内容应能反映学科前沿成果，并不断更新；教材应具有鲜明的特色，要与学生能力、素质的培养和创新教育的教学方法相吻合．课程组经过多年持续深入的课程建设与改革，通过对不同专业教学内容进行分解、组合及深化，编制出版了一套适合本校学生的具有专业特色的教材，并包括配套的多媒体课件、实验指导书及相关的习题指导书等．由于拥有一套比较完善的、立体化先进教材，从而保障了培养卓越工程师教学的基本需要．这套教材的编写也体现了课程组教师的学术思想、学术风格和教学水平，使精品课程建设上了一个新台阶．
我国土木工程也同样存在信息化建设问题。随着经济持续稳定增长，城市化进程加快，以青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送等为代表的一大批西部大开发和国家能源交通原材料基础设施项目，以北京奥运工程为代表的各大中城市的基础设施项目，还有量大面广的城乡住宅建设项目正处在建设之中，再加上我国已加入WT0，进入宽领域、多层次、全方位对外开放的新格局，实施迎接经济全球化挑战的大战略，土木工程作为国民经济的支柱产业，在这重要的发展机遇中肩负重任，必须把握住大课题，即土木工程的信息化建设，实现更高层次的技术创新和素质提升。
土木工程的信息化是用计算机、通信、自动控制等信息汇集处理高新技术对传统土木工程技术手段及施工方式进行改造与提升，促进土木工程技术及施工手段不断完善，使其更加科学、合理，有效地提高效率，降低成本；实现土木工程的信息化将引起土木工程企业管理方式的深刻革命，必然推动企业团队的重组及施工流程的优化，促使企业管理理念和手段的革新；土木工程的信息化是土木工程市场发展的高级阶段，必定融入现代物流业、电子商务业和信息产业，从而实现土木工程的高效益、高效率。
土木工程的信息化建设须致力建设三大系统。
一、建立土木工程设计、施工的技术和控制信息系统
信息技术是计算机、通信、控制及信息处理等技术的集成。应用信息技术系统及设备，现代建筑师可以充分直观地展示新时代的设计理念和建筑美学，可以尽情地表达大胆的创意和神奇的构思，超越时间和空间，塑造并优化创作成果，使其创作成果达到传统创作方式无法比拟的新境界。例如以模型为对象的三维协同设计模型，采用了模块化的模型设计技术，使得设计方法从平面设计走向模型设计，由于模型设计采用数据库技术和网络技术，从而实现了共享的集成化工作模式，设计人员（多专业）在同一个模型上工作，减少了不必要的条件传递和确认，信息资源得到了充分共享。这些信息资源将贯穿于工程项目管理的全过程（设计、采购和施工），图形由计算机系统自动产生，使得设计人员可以将主要精力投入到优化设计方案上，设计过程更为直观形象。而以可视化技术为基础的智能化设计环境，在三维模型设计技术的基础上，充分利用可视化技术以及面向对象的软件开发技术，以专家库、知识库为支撑，研究新的设计管理和设计模式，构造一个更易于操作、具备智能化的设计环境。目前许多工业项目的模型设计过程已初步应用了可视化技术，比如，实体建模，使设计过程更为直观有效，并易于修改；可视化的设计校审，使校审更为形象，并可与设计深度交叉；可视化的进度审核，将设计的三维模型与项目进度资源数据库相连，从项目进度资源数据库抽取信息来可视化地展现和分析项目管理的各种状态。
在施工中推广应用自动化控制技术，可有效地完成用传统控制方式难以实现的高难度施工项目。例如高层建筑的垂直度的控制；大体积混凝土的施工质量控制；预拌混凝土的上料自动控制；采用同步提升技术进行大型构件和设备的整体吊装和安装控制、整体模具的爬升和大型脚手架的提升控制；大型桥梁悬索受力的控制；幕墙的生产和加工控制；高温高压的焊接质量控制；建筑物的爆破、整体搬迁、以及沉降观测和数据采集，大型工业设施的三维空间管线布局的计算机模拟等等。信息化技术将全面革新设计技术和施工技术，其应用领域将越来越广，应用程度将越来越深，建筑工业化水平将越来越高。
二、建立土木工程标准、行业管理、工程管理、企业管理的信息系统
信息技术是一项各行业普遍适用的高新技术，必须与行业技术有机结合方能发挥作用。为使信息技术在土木工程施工中规范、有序、健康、高效地向前推进，须准确高效地制定土木工程技术应用标准和标准化管理信息系统，及时修编标准，便于检索查询和管理有关标准，随时随地选用标准和对标准的执行进行检查验收，从而有效地推进标准化管理。
土木工程行业涉及的门类很多，例如土木工程、房屋工程、设备管线安装业、装饰装修业，以及相关的房地产业、勘察设计业、设备半成品、钢结构加工业等，包含的企业众多，构成了一个庞大而复杂的行业信息集合，其信息量非常大。没有一个规范有效的行业管理体系和高效的运作机制，将难以保证这个行业的各项工作健康、有序、高效地发展。传统的管理方式及信息处理手段难以实现这一目标。应用现代信息技术建立高效的行业管理、工程项目管理、企业管理方面的信息管理系统，可以方便有效地对行业的有关情况
进行统计分析，制定合理的产业发展政策、产业技术政策、产业发展规划和发展战略提供了全新的条件与可能。目前，信息技术的应用已使得全球产业信息的获得非常便利，可非常方便地在国内国外两个市场同时研讨，掌握人类最新管理成果，使得作为人类生存和发展密切关联的土木工程业的管理提供了前瞻性、战略性和更为科学的依据，使建筑行业管理上一个新的水平。
信息技术给实体的数字化、时间的缩短、空间的缩小，对实体本质的把握更为科学，工程项目的单件性、时代性、环境性、多要素性决定了项目信息的大规模性、变动性、多门类性，信息技术使工程成为数字工程。而数字工程的建立，使工程管理进入新阶段，包括项目融资拓宽渠道、项目策划优选优化、项目设计电脑化，项目施工管理中运筹学在工期控制上的应用，多因素分析在质量控制上的应用，动态进行投资分析等。信息化使工程管理档案化、数字化、动态化，为工程的策划和融资、设计、施工、运行和维修等全过程的管理提供便利的条件、全新方法和手段。
信息技术实现更宽范围的人力资源管理，更准确的会计管理、成本管理、融资管理、投资管理，更优化的决策管理、计划管理，更高效的项目施工管理。信息技术也使建筑师、结构工程师、监理工程师以及项目经理的信息更为丰富，为新产生的团队合作关系甚至跨国的伙伴关系提供了前提。高技术的办公环境，促进新技术的采用和人力管理理念的创新，对更有效地提高生产率提供了可能，也促进了企业文化的升级。关于工程项目管理，正如山西太原化学工业设计院于万里同志的文章《从国外工程项目管理软件看国外工程项目管理》所言：工程项目的管理是一个多目标、既分别独立又相互联系的，多工序、多复杂又庞大的系统工程。一个大型复杂的工程项目的管理实际上就是利用能够控制的资源（人力、机具、材料、资金、工期）在一定的条件下对一个既定目标（进度、质量、费用）进行科学的计划和以更多的定量数据做深入动态分析，对于工程实施有效地调整控制，以尽可能小的投入，获得最大的效益。工程项目的管理必须依靠整套先进的管理理念，这种管理在国外的工程项目管理软件中体现得淋漓尽致。这些软件的基本功能主要有：
1.项目计划的编制。
在工程项目的招投标阶段以及中标授标之后的合同条件都要求承包商编制切实可行的“细化的施工进度计划”，对工程进行详细的剖析。软件对一个工程项目的所有任务做出精确的时间安排，同时还对完成任务所需要的原材料、劳动力、设计和投资进行分析和比较，在千头万绪的任务中找出关键要紧的任务（关键线路）以及对任务做出合理的工期、人力与物力、机具等资源的安排。
2.项目跟踪过程。
软件对于工程进度能够进行动态管理和控制，它要求项目各级管理人员根据所制定的计划和目标，要在项目实施的过程中对影响项目进展的内外部因素随时在施工过程中进行及时、连续、系统的纪录和报告并输入计算机，也就是真实、实时地反映工程进度，分析工程进度数据，及时反映工程项目的变化。
3.项目的分析、控制与优化。
由于管理软件实现了广义的网络技术，项目管理者根据跟踪提供的信息，对比原计划（或既定目标），找出偏差，分析原因，研究纠偏对策，实施纠偏措施。软件不但考虑时间问题还根据资源和费用进行分析求得一个时间短、资源耗费少、费用低的计划方案，并通过软件进行网络计划的优化，也就是利用时差不断改善网络计划的最初方案使之获得最佳工期、最低费用和对资源的最有效利用。软件有对工程数据与作业活动的强大过滤功能，将现行计划执行情况与目标计划进行数据库比较，然后再将滞后于目标计划的所有工作活动过滤出来，进行单独的追赶或特别跟踪。对于发现工期滞后的工作项目及时地采取补救措施，制定相应的追赶计划。对于现行超前于目标计划的工作可有意识地放慢部分超前工程项目的施工速度来降低工程成本或使总体计划更趋于合理。
三、建立土木工程基于互联网的方案优选、施工招投标、材料设备采购、人才招聘的企业商务贸易信息系统
互联网正在逐步深入土木工程，既在提供信息服务方面发挥越来越大、越来越广泛的作用，同时又为设计方案、施工组织方案、技术措施方案、种种合作方案有效进行比较，高效进行优化，将大大提高企业的决策能力和水平。
通过电子邮件、互联网传递，使建筑项目和承建商、材料供应商的信息沟通有效克服招投标过程中的信息不对称状态，同时增强透明度，推进公开化，网上招投标相当规模业务的开展将会更加规范市场行为，提高工作效率，降低工作成本，使招投标的竞争在更广范围更高的层次上进行。
电子商务对建筑材料、机械设备、机具的采购显得更为宽范围、广领域，甚至会进入货物及其流通的细微部分，使需求方对货物的质量、价格、生产方式、供货方式、市场信誉有更深入的了解和透彻的把握。网上交易为提高效率、降低交易成果、监督交易全过程提供了可能，同时还为买卖双方的合作经营伙伴关系起主导作用。对不正当竞争行为、诚信失缺行为进行有力遏制，促进市场健康发展。
人才上网，网上各专业专家组在网上会诊技术难关和质量难题，对土木工程人力资源开发提供巨大的力量。也可以说，现代建筑企业更加依赖网上技术研发，依赖网上人才库，只有这样，才有可能使企业做大做强。
