工程圖學教學論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工程圖學教學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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工程力學課程是一門應用性較強的課程，是土木工程專業的核心基礎課程之一，是連接高等數學、大學物理與結構力學、彈性力學、土力學、混凝土結構設計、鋼結構設計、砌體結構設計等課程的橋梁，是土木工程專業學生教學由基礎教育向工程實踐教育的重要轉折點，其在實踐教學中的作用越來越明顯，但是教學內容過分強調力學作為一門獨立學科的系統性和完整性，而忽視力學作為應用學科的實用價值。工程力學的任務是學會如何對力學問題建模、如何將模糊的問題和想法用數學來描述，并培養提出、分析、設計以及解決科學和工程問題的能力[6]。為了能夠更好的培養學生分析和解決實際問題的能力，拓寬學生運用力學的方法解決實際的工程問題，應從教學內容上加以優化。一是重視基本概念、原理和方法的更新，增加新的教學內容，如工程力學領域的新技術、新進展、新概念、新實驗以及國內外土木工程等領域的實際問題。二是為了使學生對力學課程產生興趣，在緒論課程中應引入經典力學的發展史。目前，在教材編寫中，由于“少而精”的要求，緒論中更多的是介紹課程的研究內容、研究任務、研究方法以及研究目的，而弱化了力學發展史的介紹。從古代墨子“力，形之所以奮也”到牛頓力學《自然哲學原理》的編寫，再到哈密頓《一個動力學普遍方程》的發表，經典力學的發展經歷的漫長的時間，期間出現了很多促使力學發展的科學家，如牛頓、麥克斯韋、達朗伯、拉格朗日、哈密頓等等。這些歷史及歷史人物的介紹，可以達到喚醒、激勵、鼓舞學生的目的。三是強調概念性和實踐性內容的重要性，適當減少計算性內容。工程力學具有基礎性和應用性的特點，在教學內容安排中，一方面弱化理論推導過程，另一方面應適量增加一些具有實踐性或趣味性的教學素材；例題中，應突出對實際問題的力學模型建立過程的描述，在課后習題中引入基于力學分析的工程實踐的綜合運用實例，以調動學生的學習積極性和培養學生用力學方法分析問題和解決問題的能力。

2教學方法的改革

工程力學教學方法的改革，關鍵在于提高學生的學習興趣。一方面可以通過制作精美的教學課件增加課堂的趣味性和直觀性。現有的課件和通常意義上所說的板書并沒有多大區別，只是將原來用在黑板上推導完成的公式，放到了多媒體課件中加以展示。這樣的課件在教學過程中，達不到吸引學生的目的，自然無法引起學生的興趣。考慮到在工程力學課程教學中會用到大量的力學簡圖和實驗結論，如果可以將這些力學簡圖和試驗項目（如在理論力學課程運動學篇中出現的連桿機構，材料力學課程中桿件的各種變形等等）用類似flas的直觀方式表現出來，就可以豐富課件的內容，增加學生的興趣。另一方面是引入課堂試驗。力學課程中的基本原理都是建立在實驗基礎上，但目前力學的教學中，由于條件所限，工程力學課程中的實驗部分主要集中在材料力學的一些驗證試驗中，如金屬材料的拉伸壓縮試驗、梁的彎曲正應力試驗、扭轉試驗等等。這些試驗的開設，能在一定程度上提高學生的學習興趣和動手能力，但要達到力學教學的目的，還有一定的距離。為了改變這一現狀，可以借鑒一些國外大學經典力學的教學方法，在這些課程的教學中，教師在每堂課的教學中會會通過隨堂實驗的方式，驗證本堂課所涉及到的相關內容和原理，盡管這些實驗的結果大家都是非常熟悉的。此外還可以采用離開教室的現場教學。土木工程專業是應用性較強的一門學科，作為土木工程專業重要的基礎課程，應該在在學期中，安排2-4個學時將教學從教室搬到現場，通過利用現場的工程實物，教會學生如何對實際工程問題模型化，并用所學的力學知識進行分析解答。

3教學模式的改革

傳統教學模式是以教師為中心的“填鴨式”教學，教師起主導作用。由于高校教師一職多能的特點，使得教學過程質量控制稍顯不足。鑒于這種情況，應對傳統教學模式加以改革，形成以學生為中心的教學模式。在這一過程中，應以班級為基礎建立4-6人為一組的學習小組進行研討式教學。研討課教學是讓學生參與教學，教學相長，師生互動，通過專題研討使學生主動建構和拓展知識，培養學生的發散思維和創新能力。教師可以針對課程重難點問題，設置相關專題討論課。教師通過引導，教師與學生，學生與學生間通過互動交流，對所學的知識進行拓展。也可以設置一些與學科前沿相關的內容及熱點，學生通過課后查閱文獻，以小組為單位，通過板書、圖片、多媒體、實物模型等靈活的形式展示，并由教師與其他同學進行提問、討論，最后教師進行總結和點評。此外，在作業形式中也應該改變傳統以課后習題為主的作業模式，為了能夠更好的培養學生的能力，提高學生的綜合素質，可以布置一些研究型的題目，通過查閱文獻，以論文的形式的完成。比如通過材料力學課程中梁的合理設計問題，可以提出鋼筋混凝土梁的合理設計問題、鋼梁的合理設計問題等等，然后將這些題目布置下去，讓學生查閱資料，并完成相關論文。總之，要以這種教學形式改變傳統的“填鴨式”教學，實現課堂教學從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變。

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二、實施方法

以四個模塊形式組成整體框架。第一模塊，整合理論教學內容。通過以專業課教師為主基礎課教師為輔的研討，進一步確定授課內容的連貫性和重復性，避免知識體系雜亂無章，提出保證知識體系系統化的具體措施和具體要求，條件允許的情況下可以采用集體備課形式。例如，專業課中需要基礎課的知識體系以書面形式提交給相關單位或者相關教師，并以此作為教材。通過大作業、小設計等手段使每一門課程的知識連貫起來[6]。第二模塊，整合實踐教學內容。通過組織專業課教師研討，進一步確定實習內容與專業課等課程知識的聯系，如生產實習與土木工程施工課程緊密聯系起來。另外，課程設計可以整合到一起，如基礎工程課程設計可以與混凝土課程設計、抗震課程設計、鋼結構課程設計連在一起，下達一個任務書，要求學生用一個任務書完成4個課程設計。這里涉及到方案比選，如同樣設計一個框架是鋼結構材料好還是混凝土材料好。造價的課程設計也可以結合進去。施工方面的設計可以與生產實習結合。學生在校園就可以模擬設計院工作狀態，完成一個局部小設計。條件允許的情況下，可以進行答辯、方案優選或者模擬招投標程序，使學生提前進入工作狀態[7]。第三模塊，更新專業教材。教材更新的基本原則包括新規范內容、新施工工藝、國內外科研前沿問題，與此配套的課件，講義，習題隨之而更新。若條件具備，可以出版系列教材，吸收兄弟院校、科研院所、施工單位等人員參加教材編寫工作；若無條件可以編寫校內講義。第四模塊，建立健全教學設施。根據各模塊的要求研究相應試驗配套、教學條件配套方案。四個模塊層次分明，循序漸進，符合認知規律，滿足教學目標。

三、可行性分析

專業團隊成員知識層次符合實施該項目要求，基本包括各門專業課主講教師。團隊中有從事實際工程項目設計、施工以及從事科學研究成員，可以保證指導項目的順利進行。專業團隊與兄弟院校及科研院所有緊密的聯系，有利于項目的順利實施。建立的實習基地為項目的實施提供平臺。

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二、土力學的課程特點

教授提出土力學的三大特點：1.基礎性：從20世紀30年代以來，土力學的經典理論及方法并沒有太大的變化；2.時代性：土力學的應用已經不局限于建筑工程，而開始向環境、抗災等其他領域拓展；3.實踐性：學科與工程實踐聯系緊密。首先，土力學的理論知識結構比較散碎，但可以總結為圖1的框架，其中三個特性：土的散碎性、土的多相性、地質歷史形成的變異性；三個工程問題：強度、變形、滲流；三大理論：摩爾-庫倫強度理論、有效應力理論、達西定律。圖1其次，土力學是一門特別重視實踐的學科。在《巖土工程50講》一書中，李廣信教授認為土力學本身是一門實用的學科，認為土力學的問題不能完全依靠數學或者物理力學的“模型”來解決，而且要經常依靠動手試驗、現場認知、案例研究這些聯系實際的方式提高學習質量。朱炳寅教授也提出類似的觀點：“地基的沉降量不應該完全依賴于計算，在地基沉降量的確定過程中，工程經驗往往比理論計算更重要，有時甚至是決定性的因素。”在他的著作中也反復強調案例分析、經驗積累的重要性。

三、教學思路及教學建議

學習內容上，對于本科學生來講，土力學的學習目的是為了在未來的實踐工作中應用到勘察、設計、施工以及工程事故的處理當中，然而限于課時往往無法具體深入學習，學習的重點就側重在三大理論和基本問題的計算、解決思路上。對于其他實踐應用的內容，酌情安排課時，例如擋土墻、獨立基礎設計等常見的專業內容可以安排成大作業或者課程設計，對于更復雜的應用則適當刪減。教學方法上，以培養動手能力為目標的土力學專業教育，應該從以下方面入手：

（1）重視基本概念和知識框架

當前大學生普遍存在著急功近利的學習風氣，具體表現就在重應用輕理論，土力學雖然必須重視實踐，但仍然強調“從實踐中來”的理論總結；另一方面，目前的土力學教材編寫質量良莠不齊，如何帶領學生清晰地、正確地認識土力學的知識體系和重要概念，就是教學的首要任務，如有必要，建議可以在階段性學習完成后回過頭來再復習一遍緒論部分。

（2）及時引入基礎試驗教學

土力學基本理論的理解離不開實驗課程，而部分教師為了方便教學，將實驗課程和講授課程各自集中安排，學生在理論學習和實踐之間人為地多出一段空白期，不利于理論知識的及時消化，得不償失。建議及時安排相關的實驗課程，例如在講到達西定律的時候，就開始常水頭滲透試驗的準備工作，待試驗結束以后，再繼續其他章節的學習。

（3）理解規范但不要敬畏規范

規范在我們國家的建筑業中具有十分特殊的地位，而且多具有強制性。筆者認為對于土力學學習來講，應避免學生過早接觸規范，主要原因是規范普遍存在著保守、過細的問題，它的編制是為了工程技術人員在實際工程中快速掌握及使用的，過早接觸會限制學生創新思路和好奇心。另外規范在課程設計和使用的過程中，也要注意向學生強調規范的局限性，避免對規范的盲目推崇。

（4）“大作業+小組討論”代替單打獨斗的課程設計

課程設計是土木工程許多專業課的重要環節，目前許多課程設計采用的仍然是“一人一份”的方式，但筆者觀察“結構設計大賽”等各種團隊競賽的效果后認為，團隊形式帶來了相互競爭、相互交流、相互激勵的學習氛圍，而且這也符合目前實際工作中的專業分工方式，可以培養學生的團隊精神。

（5）注重案例分析和理論應用實際

案例分析作為土力學學習的重要途徑要得到教師的重視，這是激發學生學習興趣、理論聯系實際的重要途徑。目前國內建設工程眾多，高校周邊有很多的實例資源，可以通過實地參觀、全程跟蹤等方式學習地基、基礎的設計和施工，也可以對已經發生的相關工程事故進行小組討論，引導學生將理論知識與實際掛鉤，或者采用課堂匯報的方式安排案例分析課程都是很好的途徑。

（6）注重計算機應用

目前在國內的土力學教材中，部分教材仍附有“地基附加應力計算表”等表格，以方便學生進行手工計算，但不論是從實際工作中還是國外的教學發展來看，計算機軟件應用是明顯的方向，應該鼓勵學生在課后作業中使用EXCEL編寫簡單的計算式進行計算，課后學習ABAQUS、ANSYS或者國內的理正等軟件，將計算結果進行對比，指導分析其中出現差異的原因，拓寬學生的專業視角。

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按照工程專業的課程要求，在土木工程專業的授課過程中進行工程案例教學，必須要以學生為主體，根據不同學生的不同特點，選用具有專業性和代表性的工程案例來進行教學，并在授課過程中，讓學生自發討論，互相交流對工程案例的看法，以加深其對所學專業的了解，使學生分析問題的能力得到提高，學生的大腦思維更加活躍，能夠快速而牢固地掌握理論知識，激發學生對土木工程專業的興趣。［1］

1．2工程案例教學的特點

利用工程案例進行教學，首先可以改變傳統的教學方法。在以前的教學模式中，都是以教師為主體，教師是課堂教學的指揮者，學生則扮演著聽從者的角色，這樣的教學模式嚴重打擊了學生的學習積極性，不利于學生進行自主學習。而在案例教學的過程中，教師僅僅起著引導作用，通過師生之間的互相交流與探討，形成“合作學習”的模式，融洽了師生之間的關系，提高了教學質量。其次，學生在案例教學的過程中，掌握了課堂的主動性，成為課堂的主體，從而激發了學生的學習興趣，也提高了學生的創新思維能力。再次，土木工程與我們的現實生活有著密切的聯系，無論是居民住宅，還是商業的國貿大廈，甚至是跨海大橋等等，都可以成為土木工程專業的研究對象。這些生活中隨處可見的建筑，為土木工程專業的案例教學提供了豐富的資源。最后，工程案例中的一個簡單問題，往往會涉及到多個學科的知識，這就需要學生不斷拓寬自身的知識面，學會綜合運用交叉學科的知識來解決工程案例中出現的問題，有助于學生提高自身的專業素養。［2］

2工程案例的設計

土木工程主要可以分為三個方向:建筑工程方向，橋梁工程方向，地下結構工程方向。針對于橋梁工程方向的案例設計，既要考慮到理論知識的融合，又要考慮到學生積極性的調動，因此在進行案例設計時，要注意以下幾個方面:

2．1堅持理論聯系實際

土木工程專業，整體應用性較強，因此，在設計橋梁工程的案例教學時，每個案例都應當緊緊圍繞教材中的理論知識，以幫助學生思考和分析問題。同時，教師在設計案例的過程中，不能憑空想象，而要根據已有的資料來合理設計。

2．2案例的選擇

教師在進行案例選擇時，首先要考慮到學生已經掌握的知識，以及該案例對于學生理解這些知識是否具有指導性意義。其次，教師應當將已經獲得的大量原始資料，進行分門別類，然后從中選擇出具有專業性和典型性的案例。最后，在案例的選擇過程中，教師還應當考慮到案例的特征，以及可以利用該案例解決什么問題等。

2．3案例的針對性

在橋梁工程教學中，教師在選擇案例時，要具有針對性。首先，教師應當確定需要具體解決的問題，比如橋墩施工，橋面施工或者是基礎施工過程中可能會遇到的問題，并對造成這些問題的原因進行分析，找到解決問題的方法。因此，選擇的案例必須要針對這些問題，提供可能的解決方案，從而使學生能夠通過細致調查和深入分析，及時找到解決問題的最佳方案。

3工程案例教學在土木工程專業的應用

當教師設計好工程案例時，可以通過小組形式讓學生更深刻地了解到所學專業的應用性。教師可以將學生分成小組，每個小組成員扮演一個角色，比如建設方、監理人員等。對案例進行討論時，要緊緊圍繞以下幾個方面:案例需要解決的中心問題;案例中出現的重要信息;解決問題的方法以及決策標準等。而教學案例的在土木工程專業的應用，主要有以下幾個環節。

3．1學生準備階段

教師在進行案例教學之前，應當提前1－2周將與案例相關的材料分發給學生。學生可以通過案例材料，了解案例的主要內容，并找到案例需要解決的中心問題，通過查閱相關資料，獲得與案例相關的重要信息，并通過積極思考和深入分析之后，找到案例中引發問題出現的原因以及提供有效的解決辦法。在學生進行準備的過程中，教師可以通過設計一些啟發學生思考的問題，來對學生進行引導。

3．2小組討論階段

由于在工程案例中，每個小組成員扮演的角色不同，對問題的看法也有所不同。通過小組討論，學生可以互相交換意見，并且學生可以針對不同于自己的意見，根據前期掌握的資料來進行辯論，從而加深自己對案例的思考和理解。

3．3小組代表發言

在經過小組討論之后，每個小組派出一名代表，將自己小組對于案例問題的分析和解決辦法進行總述。其他小組若對發言人的表述有所疑問或者持不同意見，發言人要給出合理的解釋，小組成員也可幫助發言人解答他人的疑惑。［3］

3．4全體歸納總結

在各個小組發言完畢之后，教師應當幫助學生對每個小組的問題和方案進行歸納，并找到所有小組比較集中的問題和解決辦法，學生通過對這些方案進行再次討論，能夠更好地掌握案例中所涉及的理論知識和實踐技能。之后，教師應當給學生留出一定的時間，讓學生對這次案例教學的經驗和規律進行總結，并掌握這種學習策略。

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其次，環境巖土工程學科由于自身發展所具有的局限性，在教學過程中面臨很多問題，如該課程知識框架不完善、配套教材缺乏、學科發展的速度與教材內容更新的速度不相匹配等。目前該課程的教師多在自編課件的基礎上結合網絡資源來授課，以播放幻燈片為主，這種授課方式較以前有很大改進。但是，教學效果并未隨之改善，具體表現為教師在課堂上侃侃而談，學生則昏昏欲睡，沒有互動，課程考試往往以學生提交讀書報告為主，不能調動學生學習的積極性。

二、環境巖土工程課程的教學改革

(一)結合實際，及時更新專業課程知識

環境巖土工程課程涉及的內容及原理在土力學及基礎工程課程中也有所涉及，而土力學、基礎工程等課程教材近幾十年來沒有大變化。例如:土的抗剪強度問題，根據土力學知識，土體結構、含水量以及礦物成分等因素會影響土體的抗剪強度。但是目前很多巖土工程事故卻是由于土體環境改變而產生的，如溫室效應、城市熱導效應等問題的出現，導致受力土體場內的溫度增加，土體溫度增加將改變土體的強度指標，這種改變對工程結構造成一定的潛在危害。另外，近年來，酸雨在各地頻頻出現。以上海市為例，上海是個多雨的城市，據資料顯示，上海近年來出現酸雨的頻率為74．9%，降水PH平均值為4．66。酸雨進入土體會打破土體原先的離子平衡系統，而酸堿離子的失衡也會影響土體的強度。

這些實例在現有的土力學和基礎工程課程教材中幾乎沒有涉及，這就需要環境巖土工程專業教師在授課過程中向學生增補這些知識，培養學生的環保意識與工程意識。因此，在教學中應結合實際，及時更新專業課程知識。

(二)完善實驗教學，培養學生的動手能力與創新能力

要實施卓越工程師教育培養計劃，進一步完善實驗教學是必不可少的一個重要環節，而實驗室資源及設備是保證實驗教學質量的關鍵。環境巖土工程課程的實驗設備除了需要土力學常規實驗設備外，往往還需要涉及環境工程學科的實驗資源，但多數高校的環境工程與土木工程是兩個獨立的學科，分屬兩個獨立的學院，很難將兩個學科體系有機地結合在一起。筆者所在的上海理工大學環境與建筑學院打破這一瓶頸，將兩個學科融合在一起，依托環保、土木兩大行業優勢，實行學科交叉和錯位競爭，共享環境工程與土木工程的實驗資源及設備，這一特色在同類高校中是少有的。環境工程與土木工程兩大學科的交叉，為環境巖土工程課程教學提供了充分的質量保證。例如，在實驗教學模塊中，酸堿液為環境工程實驗室常規的實驗試劑，在做土的壓實實驗中，可讓一組同學用純凈土，另一組同學可借用環境工程實驗室酸堿液，配置不同程度的污染土，然后兩組學生將實驗結果進行對比，這樣不僅培養了學生的動手能力，也讓學生深刻體會到環境的改變對土體力學性質的影響。

此外，在實驗教學中，筆者結合每年一次的上海市大學生創新創業計劃申請項目，在分組搜集大量文獻資料，撰寫項目申請書和實驗方案的設計、實施等過程中，培養學生的動手和創新能力。以今年申請課題為例，上海屬中國雷擊多發地區，全市年平均雷暴日為53．9天，每年因雷擊造成的直接經濟損失接近2億元。筆者在研究中發現，雷擊的產生與土體的電阻率關系密切，土體電阻率較大的地層構造使得土層的導電性能下降，不易形成擊穿。如果土體的電阻率大于某個平均值，就意味著雷電將空氣擊穿后不能擊穿下伏土體，從而減少形成雷電通道的機率。那么，是否可以從改變土體電阻率入手獲得防雷減災的新途徑呢?結合環境巖土工程課程教學，筆者通過指導學生撰寫“上海典型土層對雷擊能量的轉換模式及地基土力學性狀變化”申請書，引導學生打破專業學科界限，從環境與巖土的整體角度出發考慮工程問題。目前，該項目已順利獲得上海市教委批準立項，。

(三)結合區域實際，鍛煉學生解決實際工程的能力

由于環境巖土工程課程的實踐性和應用性較強，僅僅依靠課堂教學遠遠達不到教學目標，還需要通過工程現場的實習，才能幫助學生深刻理解和掌握專業知識。教學中結合本地區工程實際情況，與施工單位或其他相關單位建立長期合作關系或實習地基，為學生提供更多的實踐鍛煉的機會。以上海為例，隨著城市建設的快速發展，地鐵沿線特別是地鐵樞紐站附近往往已建或在建大量密集的高大建筑群，所帶來的超大超深基坑開挖問題越來越多，呈現出“深、大、緊、近”的特點。在這類工程施工中，極易發生各類事故，危害工程和周邊環境的安全。因此，應組織學生去這類工程施工現場參觀考察。筆者在教學過程中，為了提高學生對實際環境巖土工程問題的認識和培養學生解決問題的能力，曾組織學生監測上海洛克菲勒外灘源深基坑開挖工程對周邊環境的影響，這種讓學生親自參與環境巖土工程的教學方法，使學生對環境巖土工程有了更深刻的認識，取得了較好的效果。

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(一)教材編寫

2013年，南昌大學與其他兄弟院校編寫出版了教材《土木工程材料》。新編教材充分考慮到現有教材的不足，強化混凝土章節內容，增加了輕質混凝土、高性能混凝土、纖維混凝土、再生混凝土、大體積混凝土、噴射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相關知識;根據實際教學情況，弱化部分章節，將石材、木材、合成高分子材料等章節內容進行相應刪減;緊跟土木工程材料發展趨勢，增加建筑節能材料章節;設置案例，在各章節中多設案例，引導學生用理論知識分析問題，與實踐相結合。

(二)授課內容編排

根據土木工程材料課程特點，對授課內容進行重新編排，力求做到以下幾點:突出重點內容，授課時以水泥、混凝土、瀝青、瀝青混合料為主要重點，以土木工程材料基本性質、氣硬性膠凝材料、建筑鋼材、新型墻體材料、建筑節能材料為次要重點，同時兼顧建筑功能材料、合成高分子材料、砂漿、石材、木材等;體現專業特點，注意授課內容與不同專業方向的有機融合，土木工程工民建方向專業重點突出水泥與混凝土的內容，土木工程道橋方向專業則要求掌握瀝青混合料的配合比設計;水利水電工程專業則要求詳細講解大體積混凝土及其施工;緊跟土木工程材料發展趨勢，更新教學內容，授課時將土木工程新材料(如新型混凝土、新型墻體材料)、新技術(如隧道盾構技術、大型混凝土構件預制技術)以及教師自身科研課題成果引入課堂教學中;結合工程應用，將國內外典型工程(如新型混凝土技術在三峽大壩、杭州灣跨海大橋應用)融入課堂教學中。

(三)課時分配

土木工程材料課程是一門理論性、實踐性、實驗性都非常強的課程，而土木工程材料課程的學時有限，在教學中合理分配課時是保證土木工程材料課程教學質量的關鍵。南昌大學的土木工程材料課程共48學時，其中課堂授課32學時，實踐2學時，實驗14學時。

二、教學模式的構建

目前，土木工程材料課程的教學模式一般包括理論教學和實驗教學兩部分。筆者在重視理論教學的基礎上，強調提高學生的實驗實踐能力。在土木工程材料課程中，除進行理論教學和實驗教學改革外，還適當增加了實踐教學環節。

(一)理論教學

土木工程材料課程需要讓學生了解并掌握土木工程材料的組成、結構、生產、工藝、性能與應用的基本理論知識，為此，有必要將木工程材料課程的基本理論知識重組為土木工程材料的組成與結構、生產與工藝、性能與應用三大塊進行統一講授。同時可采用多媒體結合板書的方法進行理論教學，以達到縮減課時、增強教學效果的目的。

(二)實驗教學

土木工程材料課程中現有的實驗項目基本上是驗證性實驗，難以激發學生的學習興趣和研究熱情，因此在實驗教學改革時，除了開展水泥實驗、砂石實驗、普通混凝土實驗、瀝青實驗等驗證性實驗外，還設計了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗是在設定原材料的基礎上，進行不同強度等級、不同坍落度要求的高性能混凝土實驗。創新性實驗是讓學生自選材料和自行設計實驗。創新性實驗前先將學生分為3～4個組并確定實驗題目，要求小組同學查閱資料、集中討論后完成創新性實驗，比如減水劑與水泥相容性實驗、緩凝劑對混凝土凝結時間影響實驗、不同等級礦物摻合料對混凝土強度影響實驗等。通過開展綜合性實驗和創新性實驗，激發學生的研究熱情，提高學生的自學能力。

(三)實踐教學

在理論教學和實驗教學的基礎上，積極進行土木工程材料課程實踐教學的探索與實踐。組織學生到預拌混凝土攪拌站了解混凝土的生產運輸過程，認知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比設計，或組織學生到施工現場見識混凝土的澆注養護，了解建筑鋼材的性能和加工，實現理性認識到感性認識的提升，從而大大提高了教學效果。

三、教學方法的改革

在教學方法上，土木工程材料課程教師在課堂上一般采用多媒體和板書相結合的授課方式進行教學，學生基本上都是被動接受知識，很少對土木工程材料進行更深入的思考。鑒于這一缺陷，筆者在課堂教學中，增加視頻播放與課堂討論環節，提供了網絡輔助教學，完善考核方法。

(一)視頻播放與課堂討論

為讓學生對土木工程材料的研究和發展有更深入的了解，特別是引導學生對土木工程材料進行更深層次的思考，筆者充分利用多年從事教學和科研工作的優勢，特別制作了一段50分鐘左右關于材料在仿生、智能領域研究和發展的視頻資料，要求學生提前自行觀看，同時在課堂上也組織學生利用1個學時觀看視頻資料，之后用1個學時讓學生走上講臺發表觀后感想。

(二)網絡輔助教學

網絡輔助教學是高校數字化建設的重要體現，也是教師授課質量評價的重要組成部分。網絡輔助教學為學生與教師之間搭建了一個很好的交流平臺。教師可將很多相關的文檔、幻燈片、視頻資料上傳到網絡輔助教學平臺上，讓學生自行下載。學生也可在網絡輔助教學平臺向教師提問，教師可定期查看和回答學生問題。在教學方法上，網絡輔助教學是對課堂授課方式的一種補充。

(三)考核方法

土木工程材料課程考核方法采用課堂考勤與課堂討論、實驗實踐(報告)、期中考試(開卷)、期末考試(閉卷)四種形式相結合的全程考核方法，其中四種形式占總成績的比例分別為15%、15%、20%和50%。四種形式相結合的全程考核方法，注重培養學生的自主學習能力和獨立思考能力，全面評價學生的學習水平和課程的教學效果，對改變傳統的一考定成績、加強教學過程管理、分階段檢驗教學效果、改革考試方法具有積極的意義。

四、教學改革的效果評價

土木工程材料課程經過上述教學內容、教學模式、教學方法的改革，可以讓學生更好地掌握土木工程材料的理論知識，強化學生的自學能力，增強學生科研動手能力，提高學生創新能力，取得了良好的效果。

(1)授課內容

教師講課內容有主次之分，學生學習理論知識不僅簡單輕松，而且也更有針對性。對此教師可以適當減少理論課時，讓學生有更多的時間進行實驗實踐。

(2)上課形式

在課堂上播放相關視頻并進行課堂討論，引導學生自主學習并積極發言，既能提高學生的表達能力，也能幫助學生對土木工程材料發展進行更深層次的思考，激發學生的創新思維，有利于學生養成獨立思考問題的習慣。

(3)實驗實踐環節

除了部分驗證性實驗項目之外，還增設了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗可以讓學生在最短的時間內見識到各種不同要求的混凝土，創新性實驗可以激發學生的研究熱情。

(4)考核方法

采用上述四種形式相結合的全程考核方法，提高了學生上課的積極性，也有利于全面評價學生的學習水平和課程學習效果。

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（1）實例教學法

在CDIO教學理念的啟發下，為加強學生對土木工程CAD基礎知識的學習，采用實例教學法。打破傳統照本宣科的教學模式，結合土木工程CAD課程的基礎知識和相關命令，精選針對性和啟發性較強的繪圖實例，將實例中所包含的知識點歸納出來，重新組織安排教學內容，由淺入深、循序漸進地逐步講解，然后在實例演示中針對具體的操作再進行重點講解，最后學生結合實例進行相關命令的練習。通過實例教學，能夠使學生意識到課程學習的重要意義，激發學生的學習積極性，提高學生識圖、制圖的能力，滿足了學生學以致用的需求，教學效果得到明顯提高。

（2）項目設計法

隨著授課內容的不斷深入，學生的繪圖能力不斷得到提高。這時，在教學過程中引入項目設計法，將CDIO提出的構思、設計、實施、運行過程應用于具體的項目設計中，可以在提高學生計算機繪圖能力的同時，培養學生的個人能力和團隊合作能力。教師可將每個班級的學生進行分組（每3～4人為一組），每組布置不同的設計項目（如根據任務書要求，繪制一教學樓的底層平面圖等），要求學生在規定的時間段內完成相應的項目，其具體實施過程如圖1所示。學生接到項目任務書后，通過查詢搜集資料進行構思、小組討論、方案設計、繪制圖形等有計劃、有步驟的訓練，能夠切身體驗到CAD軟件在實際工程設計中的應用，不僅調動了學生主觀能動性，還培養了學生的創新能力、分析解決工程實際問題的能力和溝通協作的能力，真正實現了“做中學”、“學中用”。

豐富教學內容

（1）與土木工程制圖課程的融合

在重新修訂教學計劃時，可以考慮將土木工程制圖和土木工程CAD這兩門課程內容融合在一起，有利于解決傳統土木工程制圖與現代CAD技術脫節的問題。學生在掌握制圖規范的基礎上，分別用手工和計算機來完成制圖大作業，不僅可以提高學生的學習興趣，還能將理論與實踐、傳統與現代有機地結合起來，對兩門課程的知識的融會貫通有很大幫助。

（2）相關專業設計軟件的介紹

CDIO理念強調產業的需求及個人職業技能的培養，為適應建筑行業對人才的需求，提高畢業生的實際工作能力，筆者建議在CAD的教學基礎上，增加對目前建筑設計單位比較普及的結構計算軟件——PKPM系列軟件的介紹，使學生能夠初步了解應用PKPM軟件進行結構計算和繪制施工圖的整個過程，激發學生學習該軟件的積極性和主動性，以拓展學生的知識面。

改善教學環境

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二、實踐教學改革的思考

筆者結合一直以來的教學經驗，嘗試在以下方面進行探索和研究：1.實踐教學拓展的研究與探索以往的實踐教學，通過具體的實驗、實習、設計以及工程實踐等環節實現，而這些環節的最終目的都在于提高學生的專業知識學習水平和技能應用水平。基于教學時間、資金、場地和設備等限制，筆者將傳統的實踐教學模式進行拓展，實現虛擬實踐教學和實際實踐教學相結合的教學模式。通過計算機虛擬仿真技術，將工程實驗、生產、施工和設計等環節制作成逼真的3D視頻并建立資源庫，彌補實際實踐教學實踐過少的缺陷，最大程度訓練學生建立完整的工程結構概念。具體的工作包括工程試驗仿真、工程生產仿真和工程施工仿真等。其中，工程試驗仿真：將土木工程專業工程中大量的材性試驗和構件試驗，制作成三維動畫，讓學生能直觀地認識工程材料性質以及構件力學特性。工程生產方法仿真：將土木工程中相關的構件或材料的生產過程、生產工藝等，結合視頻錄像，制作成系列專題動畫，補充學生在企業單位或工地的生產實習的學習，以達到在有限學時內進行豐富的生產實踐教學與學習。工程施工仿真：將土木工程項目建設施工的過程以三維動畫形式呈現給學生，將“工地”搬進教室，使學生通過豐富的視頻學習，認識具體的工程管理及工程施工的概念和重點。2.課程設計的研究與探索探索“以分散與集中相結合的方式”填補教學課時的不足，以“課堂與工程相結合”的方式改變傳統單一的課堂教學方式，將課程設計與實踐教學充分結合，探討相關問題和措施。3.畢業設計的研究和探索畢業設計要求學生能夠系統地對土木工程結構進行分析和設計，要求學生參與從工程方案規劃、工程設計到繪制施工圖的全過程。通過比較完整的工程結構設計訓練，讓學生基本具備進行工程設計的能力，有效培養學生分析問題和解決實際工程問題的綜合能力。逐漸開展“小組設計模式”，通過小組協作設計，鍛煉學生的團隊合作協調能力，以適應社會工程建設的需求。4.工程訓練的研究和探討活躍工程訓練模式，充分利用校內實習基地和校外產學合作實習基地，建立完善的工程訓練教學模式。鼓勵學生開展工程結構模型探討訓練，通過諸如土木工程結構設計競賽等模式，促進學生參與工程訓練的學習熱情和積極性。5.實驗教學的研究和探討加強實驗教學體系建設，增加實驗教學的課時比例。根據人才培養要求，減少設置認知驗證性實驗，增加綜合設計型、綜合型、創新型的專業實驗課，鼓勵學生開展自主創新實驗，著力培養學生的實踐能力和創新精神。鼓勵學生參與結構架構模型實驗，通過親手制作結構模型，加深對工程結構的認識，以達到創新實踐能力的培養。同時鼓勵學生參與諸如結構設計大賽等與土木工程專業相關的競賽活動，促進第一課堂和第二課堂的有機結合。

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以南京為例，南京理工科院校中開設了土木工程專業路橋方向的高校較多，這些院校中大部分都購買了相應的土木工程方面的軟件，如PKPM結構設計軟件，魯班造價類軟件，廣聯達造價類軟件，為了滿足學士學位授予權評審要求，因此也建立了相應的專業機房，但是專門開設的有軟件應用系列課程的并不多，專業機房的利用率也并不是很高，主要是用于課程設計和畢業設計/畢業論文階段的集中實踐環節教學。民辦院校和高職高專、大專院校中對于軟件技術應用的課程，開設的相對較多。這樣有利于學生在校階段就能充分接受和社會上需求一致的軟件操作訓練，從而為日后走上工作崗位做好鋪墊。

1.2可開設專業軟件技術應用的課程

土木工程路橋方向可開設軟件技術應用的課程很多，根據市場需求情況，主要有以下幾類。

1.2.1道路橋梁方向設計類課程

路橋類可開設軟件應用的課程主要有:道路勘測設計，橋梁工程，路基路面工程，專業軟件具體又分道路和橋梁計算機輔助設計軟件系統兩種類型。目前國際主流道路輔助設計軟件主要有:CARD/1，Bently，Civil3D。國內常見的道路輔助設計軟件主要有:緯地三維道路設計系統，路線大師，EICAD，海地，天正市政道路，鴻業市政道路及路面結構HTDS2003。國內常見的橋梁輔助設計軟件主要有:橋梁博士，橋梁大師，橋梁通等等。

1.2.2道路橋梁施工組織及造價類課程

工程施工組織及工程造價類可開設軟件應用的課程主要有:土木工程施工，建設工程造價，工程造價管理，工程合同管理，工程招投標等課程。專業軟件主要有:同望公路造價軟件、海德縱橫公路工程造價軟件、廣聯達系列軟件、上海魯班系列軟件、清華斯維爾系列軟件、神機妙算軟件、南京未來清單軟件等等。

1.3存在的問題及原因分析

社會上存在的工程類軟件如此之多，各個地區及企業的實際情況不同，對軟件的購買也不一樣。各大高校對于軟件的購買以及開設相關課程，也是針對學生就業市場需求，以及學校年度設備采購計劃而定。對于高校中，要熟練地掌握這些軟件需要學生在課后花費較多的時間去練習，而這往往是很多學生不愿做的，只要教師不作硬性規定或要求，主動學習和應用這些軟件的學生鳳毛麟角。因此，直到大學畢業，真正能夠掌握或部分掌握這些軟件的學生極少［3］。鑒于以上的情況，高校路橋方向開設軟件信息技術類課程，主要還存在著以下幾方面問題。

1.3.1現有軟件開發合作不理想

現有軟件開發缺乏統一部門的管理，從而導致很多軟件功能基本相同，只是適用地區不一樣。同時，很多軟件公司里面的員工大多數是計算機等專業出身，對工程實際并不很熟悉，從而設計開發出來的軟件，在處理真正的工程實際時，會產生一些偏差。

1.3.2教學資源及人才的缺乏

各大高校中的教師，絕大部分是本科—碩士—博士畢業而來，教學經驗雖然非常豐富，實際工程經驗相對較差，因此教學缺乏與工程實際接軌。

1.3.3學生的主動學習意識還不強

學生在校階段的學習時間非常有限，對于軟件應用類的課程，必須要求學習者經常上機操作，熟能生巧，應用軟件來解決實際工程圖紙中的問題，這樣，軟件應用能力才能不斷得到提高。

1.3.4地區行業標準相對獨立

由于不同的地區有不同的建筑行業標準，這就使得教師在訓練學生軟件操作時，必須選擇采用某一個省份的地區定額作為教學需求，很多教師都是選擇學校所在地的省份的定額，但學生來自全國各地，因此，當學生畢業后如果回到家鄉，對于工程軟件部分就必須按照工程所在地的操作來進行。

2提高專業軟件化程度的措施

2.1高校方面

1)高校工程管理專業編制教學計劃的時候，就應該充分考慮，在滿足學生修滿學分，不額外增加學生學習壓力的前提下，開設專門的軟件應用課程，而不是僅僅在課程設計或畢業設計的時候集中培訓。2)對于軟件的選擇，高校在購買軟件的時候，要充分考慮市場對軟件的評價或用戶的多少，而不能單純考慮價格，盡量購買專業方向的主流軟件。我校在充分調研論證的基礎上，先后購買了有關專業軟件。如天正建筑CAD、魯班系列軟件、PKPM系列軟件，EICAD，橋梁博士。為我院土木工程專業路橋方向學生全面提高計算機專業軟件應用能力和水平，實現理論與應用有機結合，路橋方向應用型實踐教學體系改革奠定了基礎。3)機房的管理。專業教研室應建立自己的專業機房，同時配備專業的維護人員。4)教師培訓。學校應鼓勵教師參加各種軟件培訓，然后服務于教學。5)積極參加各種軟件開發商舉辦的高等院校軟件競賽。目的不是在于獲得獎勵，主要是能和其他兄弟院校的學生同臺競爭，從而找出自己的差距。6)校企共建“雙師”結構的實踐教學團隊。通過引進、培養補充緊缺專業人才，加強專業帶頭人培養和骨干教師隊伍建設，強化“雙師結構”教師隊伍建設。7)加強實習基地建設，提高生產實習、畢業實習和畢業設計水平。

2.2學生方面

1)鼓勵學生認真學習路橋方向各種軟件，而不是僅僅為了應付考試，因此，對于軟件課程的考核，不應采取課堂考試的形式，可采取機房上機考試，或者布置大作業的形式，讓學生充分思考后獨立完成，才能達到應有的教學效果。目前，計算機輔助設計已廣泛應用于土木工程領域，在畢業設計中加入計算機輔助設計的內容，是提高畢業設計質量與學生計算機應用能力的重要途徑［4］。我院根據教改項目的構思，在畢業設計中加入了專業軟件應用。目前已經在2013，2014屆畢業設計中實施，同時計劃在往后的畢業設計中進一步加大專業軟件的應用。通過畢業設計環節的鍛煉，學生專業軟件應用能力得到很大提高。2)學工部組織成立軟件應用興趣小組或社團，讓學生充分了解軟件信息后，才會更認真的學習。3)鼓勵學生報名參加各種軟件競賽，走出校園，了解其他兄弟院校的同學情況。同時，對于獲獎的學生，應給予表彰。

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二、啟發式教學模式

在工程測量的教學中采用啟發式教學模式，例如，從為什么經緯儀需要對中、整平來引導學生了解經緯儀的軸線，進而掌握經緯儀的檢驗和校正方法;引導學生思考為什么水準測量和角度測量實驗數據無法閉合，以此來進行誤差的分析和判斷等。從而使學生能夠自覺地、獨立地進行思考，融會貫通所掌握的知識和技能，提高思維能力和創新能力。

三、采取開放式實驗項目

工程測量是一門實踐性很強的學科，因此在課內實驗環節將學生分為4人一組，教師給出實驗目的，由學生根據所掌握的理論方法設計測量方案，每組上交各組根據實驗目的設計的實驗名稱、所需儀器、實驗內容和方法、可能出現的錯誤和注意事項，并同時提交根據上述內容所測實驗數據。在測量實訓環節則進一步加強學生的自主能力，仿照工程施工測量，給出施工圖紙，由學生編制測設方案并進行實地模擬測設及定線放樣。在考核方法上，采取單獨考核的方式，每個學生水準測量的儀器操作成績+角度測量的儀器操作成績+理論考試成績為工程測量的成績。通過實驗方法和考核方法的改革，學生的工程測量成績和操作技能的熟練程度都得到了大幅度的提升。表1是3年來土木工程專業學生的工程測量考核成績。

四、充分重視專業認識實習和專業實習

為了增強學生對工程測量的興趣和重視程度，在專業認識實習的參觀過程中有意識地引導，讓學生了解到測量對于工程建設的重要性。在專業實習階段，根據工地的不同進度讓學生進行施工控制測量和施工放樣，熟練掌握在各類土木工程建設中需要的測量基本理論、基本方法和基本技能。與此同時，為學生從事土木工程勘測、設計、施工、管理奠定基礎。