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课程标准是规定某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件[1-3]。课程标准与教学大纲相比，在课程的基本理念、课程目标、课程实施建议等几部分阐述的详细、明确，特别是提出了面向全体学生的学习基本要求。土木工程材料课程是土木工程专业的一门专业基础课程，其教学目的是使学生掌握有关土木工程材料的性质，应用的基本知识以及必要的基础理论，了解工程材料性质和材料结构的关系，以及改善性能的途径，并获得主要土木工程材料的试验方法的基本技能训练。通过该课程的学习，为将来从事专业技术工作时，能够针对不同工程，合理地选择和使用材料打下理论基础，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计参数及施工措施的相互关系。《土木工程材料》课程标准的制订显得尤为重要。
1 土木工程材料课程设计的理念及思路
该课程主要是为了使未来的建设工程师了解和掌握工程中常用材料的基本性能与应用方法，因此，在教学中应始终贯彻工程应用和创新两种理念，加强土木工程材料在工程实际中的应用及重视感性认识， 通过实验和情景式教学提高学生实践能力，鼓励科学探索，培养创新意识。因此，土木工程材料力学课程的教学，应从工程事例出发，回归于工程应用，以项目的形式组织教学，加强演示实验，采用启发式教学，加强学生创新意识的培养。
2 土木工程材料课程目标
《土木工程材料》课程的知识目标是让学生充分了解材料的组成以及结构对材料性质的影响，了解外界因素对材料性质的影响，了解各主要性质间的相互关系，初步学会主要建筑材料的试验方法并掌握材料的组成、性质及技术要求等。通过学习使学生会利用理论知识知道改善材料性质的措施，熟悉有关国家标准或行业标准，根据工程要求能够合理地选用材料。
3 土木工程材料课程内容及要求
土木工程材料课程可以以不同项目为教学组织主线[4]，以不同任务作为教学模块，分为11个教学单元。
（1）土木工程材料的基本性质。主要内容包括材料的基本物理性质、材料的力学性质、材料与水有关的性质、材料的热性质、材料的耐久性。主要让学生熟悉材料的物理性质，掌握从材料物理性质分析材料的性质方法，会根据材料的结构构造对材料的性能进行分析，熟练掌握材料的力学性质及耐久性和环境协调性，材料的结构构造对其性能的影响以及了解材料的热性质。
（2）气硬性胶凝材料。主要内容包括石膏、石灰、水玻璃。主要让学生掌握胶凝材料的分类及特征，以及原材料和生产过程；了解石膏、石灰的种类及生产；了解其制备技术及制品的技术性质。掌握水玻璃的生产及特征，应用；掌握水泥的生产和水泥的组成材料，会根据胶凝材料的特征在实际生产中加以应用。
（3）水泥。主要内容包括通用硅酸盐水泥，其他品种水泥。主要让学生掌握水泥的生产和水泥的组成材料；掌握水泥水化硬化，水泥石的腐蚀与防止，水泥的技术性质；掌握水泥石防止腐蚀的措施；掌握通用硅酸盐水泥的运输、储存，通用硅酸盐水泥的特性及应用，简单了解其他品种水泥。
（4）混凝土。主要内容包括混凝土的定义与分类，普通混凝土的组成材料，混凝土拌合物和易性，混凝土的强度，混凝土的变形性能，混凝土的耐久性，混凝土质量波动与混凝土配制强度，普通混凝土配合比设计，粉煤灰混凝土，轻骨料混凝土，其他品种混凝土。主要让学生掌握混凝土组成材料的技术要求，掌握外加剂和掺合料的应用。混凝土的分类、组成材料及对组成材料的要求，混凝土常加的外加剂和掺合料的特性。通过学习混凝土拌合物的和易性及影响因素，会在实际中对混凝土的和易性进行调整；熟练掌握混凝土拌合物的和易性，了解影响和易性的主要因素；熟练掌握混凝土的强度及影响强度的主要因素；熟练掌握混凝土的配合比设计方法（初步配合比，基准配合比，实验室配合比）；熟悉混凝土配制强度波动规律；了解轻骨料混凝土的性能，配合比设计及应用，熟练掌握粉煤灰混凝土及轻骨料混凝土的配合比设计及应用。
（5）建筑砂浆。主要内容包括：静矩和形心、惯性矩与惯性积、平行移轴公式主轴和主惯性矩、组合截面惯性矩的计算。主要让学生掌握建筑砂浆的组成材料及性质，砌筑砂浆的配合比设计，抹面砂浆的配制和应用。
（6）砌筑材料。主要内容包括砌筑砂浆、抹面砂浆，其它建筑砂浆。主要是让学生了解砖、砌块、砌筑石材；掌握各种墙体材料的技术性质与特性。
（7）沥青及沥青混合料。主要内容包括沥青的分类及石油沥青的基本结构组成，沥青的基本性质，沥青的技术要求与性质，沥青的掺配、改性及主要制品，沥青混合料。主要是让学生了解沥青的组成结构及石油沥青；熟练掌握石油沥青的组成、结构；熟悉石油沥青的技术性能及其标准和选用；了解改性的沥青材料及其制品。
（8）金属材料。主要内容包括建筑钢材，铝合金及制品。主要让学生理解钢材的性能及应用。熟悉钢材的分类，掌握钢材的主要技术性能，熟练掌握钢材的拉伸性能，熟悉钢材的化学成分对钢材性能的影响，掌握钢材冷加工及r效。基本了解铝合金及其制品性能。
（9）木材及制品。主要内容包括木材的分类与构造，木材的物理力学性质，木材的防腐与防火，木材的综合应用。主要让学生理解木材的性质及土木工程中常用的木材。掌握木材的主要性质，了解木材的分类与构造，了解土木工程中常用木材，了解木质材料制品和木材的防腐与防火。
（10）建筑功能材料。主要内容包括绝热材料、吸声材料。主要让学生了解绝热材料，吸声材料的概念；掌握绝热材料的特性，了解常用的绝热材料，掌握吸声材料的性质；掌握吸声材料的吸声系数，了解常用的吸声材料。
参考文献
[1] 郭培英.浅谈《化工单元操作》课程改革标准[J].内蒙古石油化工，2015（5）：72-73.
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（二）科学讲解
“土木工程材料”课程的内容比较松散，讲解时容易产生平铺直叙的感觉，甚至索然无味；如能精心安排、科学讲解，效果会大不一样。比如，通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥，如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲，学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱，甚至不知所云。因此，对于这部分内容要进行科学整合，重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻；而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时，抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应，然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性，这样内容紧凑了，脉络清楚了，学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点，进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如，在现代水泥混凝土技术中，外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分，因此，为了内容的系统和完整，一般教材（如文献）都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的，如果不了解混凝土的性能，很难深入理解外加剂的作用，因此，在讲授时，应作适当调整，把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲，这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之，科学地组织和讲解课程内容，对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。
（三）理论联系实际
首先，从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关，其实，每个人在实际生活中都积累了很多相关经验，只是由于不具备专业知识，而不知道其中的道理。比如，某一水泥砂浆地面破损了，用水泥砂浆修补以后，需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法，但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时，提到这一现象，学生一定会恍然大悟，原来这就是养护，并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样，把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来，消除学生对课程的陌生感，激发了学生的学习兴趣。其次，大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法，注重材料的工程应用背景，避免脱离工程孤立地讲解材料。比如，在讲到混凝土耐久性问题时，实例之一：北京三元立交桥桥墩，建成后不到两年，个别地方发生“人字形”裂纹，经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应；实例之二：乌克兰境内的切尔诺贝利核电站，由于钢筋混凝土结构的泄漏，造成大面积放射性污染，生态环境遭到严重破坏等。另外，还可以用数字来说明，“在工业发达国家，建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护，60%以下用于新的设施”。通过大量实例，使学生认识到混凝土耐久性的重要性，了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足，而是由于耐久性不足。最后，重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节，实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上，学生对从书本上学到的材料有了直观的认识，对材料的性能进一步了解，在自己动手做实验过程中，提高应用材料的能力。同时，通过实验验证基本理论，学习实验方法，培养科学研究的能力和严谨的科学态度。
（四）关注学科新进展
教材是教学的依据和根本，但教材的更新需要时间，而土木工程材料的发展非常迅速，因此，在教学过程中，应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展，并适时补充到教学中。同时，随着新材料及新技术的不断问世，有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新，亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样，有利于学生及时了解学科发展动态，拓宽专业视野，培养创新意识，激发探索精神，提高学生的工程素质及工程意识
二、课后作业
课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业，学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容，并能对所学内容活学活用。本课程中，一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题，需要教师紧扣课堂教学的重点和难点，从中精选，比如，混凝土骨料颗粒级配，普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改，并总结，使学生不是为了做作业而做作业，而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如，程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分，这部分内容具有一定的前瞻性，可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容，并围绕这一内容查阅文献，深度思考，自由讨论。拓宽了学生的视野，培养了学生科学研究的意识。
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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.
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一、以工程意识培养为主的理论教学手段
1.充分利用认识实习
专业认识实习是学生专业课程学习的第一课，是开启学生专业兴趣的重要教学环节。为使学生提早对专业有所认识，了解各专业课之间的联系与作用，许多高校都设置了认识实习环节。土木工程材料作为土建类专业基础课，应充分利用好这一环节，使学生了解土木工程材料的种类、应用及工程技术要求等。为此，课程改革小组建议合理搭配认识实习指导教师的人员组成，承担建筑材料方面的主讲教师应积极参与认识实习。在认识实习过程中:一方面，带领学生参观工程现场，听取现场技术人员讲解，并与学生针对工程所选品种、施工工艺等进行广泛讨论，使学生从感官上实际认识土木工程材料;另一方面，通过观看《超级工程》《伟大工程巡礼》中关于土木工程材料讲解的部分科学纪录片，使学生能够对工程建设的全过程以及材料如何选择、应用有较为全面的认识。通过改革后的认识实习教学，学生对土木工程材料课程的理论学习内容更加明确。
2.合理优化教学内容
目前，土木工程材料教材为满足“大土木”的培养目标，内容上虽具有较大的包容性，但仍未能将原有知识体系有机地融合在一起。加之学时限制，无法面面俱到，如果不能合理安排，将会导致无法有效支撑后续课程的学习。为此，按使用领域将土木工程材料分为土木工程通用材料和专用材料进行讲解。其中，将石料、无机结合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑钢材、防水材料等列为土木工程通用材料，沥青与沥青混合料、墙体与屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列为专用材料，以满足各专业的学习需求。对于通用材料的讲解，在材料基本性质方面主要以材料自身性质与组成特点讲解为主，不需要刻意结合专业特点，而在工程技术指标及工程应用方面则结合专业特点来安排教学内容。对于专用材料的讲解，主要结合专业特点及后续课程的需要而选择或增加，该部分内容主要包括:(1)建筑工程专用材料:墙体与屋面材料、建筑装饰材料、给排水管材等;(2)道路工程专用材料:沥青与沥青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程专用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外，适时引入材料应用实例，实例最好结合授课专业，以此强化学生的工程意识，培养学生的工程素质。
3.注重作业的有效性
除了课堂教学环节外，教师还应注重布置课后作业这一教学环节。作业不但是巩固学生课堂所学知识的重要手段，还是培养学生工程意识与创新思维的有效途径。授课教师通过布置课外作业，建立讨论、交流制度，促进创新思维和工程意识培养氛围的形成。土木工程材料课程与其他课程，如力学、数学等课程要有所差别，作业内容不能仅仅是课后习题或整理课堂笔记，应通过大量做题来巩固理论知识的学习。应定期要求学生查阅文献，或进行实地调查，通过阅读相关科技文献，学生才能及时了解土木工程材料发展的新动态和工程中存在的问题;而实地调查又能促进学生理论与实践相结合，更好地理解理论知识，也能够利用理论知识来解释调查中发现的问题。最后，通过在课堂上进行交流、讨论，还可以培养学生的创新思维。
二、以工程能力提升为主的实践教学手段
土木工程材料实践教学的目的是使学生通过实验操作和结果分析，明确土木工程材料的性质与材料组成结构之间的关系，掌握材料工程技术试验仪器操作与指标评定方法，因此，实践教学与理论教学具有同等重要的地位。
1.在实验课中提升学生的工程能力
首先，合理安排实验课程与理论课程的教学计划，如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂浆的理论课程完成后，集中安排一次实验课，使实验内容与学时得到集中，学生能够有充足的时间准备实验和操作仪器等。其次，在实验课组织形式方面采取分组形式，要求学生在实验课前提交试验方案，其中包括实验目的、材料与仪器、实验步骤、数据与分析、问题与分析等，最后要列出参考规范，保证学生在实验前对试验全过程有基本了解，避免学生在实验过程中出现手忙脚乱、不知所措现象。最后，在实验过程中要求学生利用手机等形式记录实验过程中的各个环节，以便实验完成后组织学生对整个实验情况进行讨论与总结。
2.借助实习基地提升学生的工程能力
通过产学合作的方式建立校外实习基地，聘请实验检测技术骨干人员作为企业兼职教师，指导学生依托工程项目，在真实的工作环境中提高实践操作与结果分析能力，使学生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理论和材料评定的基本技能。更为主要的是学生通过对某一土木工程材料的技术指标进行完整实验检测，可以增加对土木工程材料各技术指标的工程意义，也能加深对指标之间相互联系的理解。在评定过程中，学生通过翻阅相关技术规范提高了土木工程材料标准化的工程意识。
三、以创新能力提升为主的科技活动组织
创新能力的提升一方面要依靠理论教学环节培养思维，通过科研实践活动使学生在验证并巩固理论知识的同时，提高分析和解决问题的能力，激发学生的内在创新动力，为此，课程改革小组结合土木工程材料课程的特点，进行了一系列科技活动的组织。对于有创新想法的学生，土木工程材料实验室实行开放制度，以小组为单位填写申请表，在指导教师的帮助下利用课余时间进行创新性试验;如没有创新性想法，但又有参与创新性实验愿望的学生，可采取助研的方式参与到指导教师的科研课题中，使创新能力得到锻炼。教师在指导过程中发现可行性强的创新性实验，可进行校级科技创新项目推荐，或作为毕业论文选题，通过完成科技项目或毕业论文的写作，学生的创新思维、仪器操作、科技论文写作等方面的能力得到较大提升。此外，通过组建科技创新团队参加科技竞赛活动，将不同年级、专业的学生融合在一起，实现了激发学生创新积极性、提高创新能力的目标。近几年，以土木工程材料课程为依托，学生申请西南林业大学科技创新基金项目3项，其中，一项获第八届云南省大中专学生课外学术科技节二等奖;获批云南省大学生创新创业训练计划项目1项，国家级创新创业训练计划项目1项，学生通过参与教师的科研课题，完成毕业论文7篇。
四、结束语
通过对理论教学、实践教学和科技活动三个方面的改革，学生的工程意识有所增强，能够有目的地学习，避免了以往死记硬、学而无用现象的发生。学生的工程能力与创新能力得到大幅提升，发现和解决问题的能力也得到了提高，同时，也增强了学生的就业能力。
参考文献:
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［2］裴锐．应用型本科院校土木工程材料课程改革探索［J］．辽宁科技学院学报，2014，16(1):59—61．
［3］蒋慧，黄小林，王荣，等．基于“卓越工程师教育培养计划”的土木工程材料课程实践教学研究［J］．高等建筑教育，2014，23(4):152—154．
［4］彭艳周，刘冬梅，朱乔森，等．土木工程材料实验的层次化教学模式［J］．高等建筑教育，2013，22(6):117—121．
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土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称。它是一切建筑工程的物质基础，是组成建筑结构物的最基本构成元素。由于科学技术的发展，使得土木工程的新型材料如雨后春笋般出现，表现出节能、高效、环保等特点，并呈现种类繁多，性质各异，用途不同的特性。
1 高性能混凝土(HPC)
HPC要求具有高耐久性和高强度、优良的工作性，首先体现在较高的早期强度、高验收强度、高弹性模量;其次是高耐久性。可保护钢筋不被锈蚀，在其他恶劣条件下使用，同样可保持混凝土坚固耐久；最后是高的和易性、可泵性、易修整性。可配制大坍落度的流态混凝土，而不发生离析；可降低泵送压力，修整容易。冬天浇筑时，混凝土凝结时间正常，强度增长快于普通混凝土，低温环境下不冰冻，高温环境下浇筑混凝土保持正常的坍落度，并可控制水化热。
1.1 低强混凝土
这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用,也可用于地下构造。在一些特定情况下,可用低强混凝土调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标,而且不易产生收缩裂缝。
1.2 轻质混凝土
利用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻骨料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造轻骨料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等)制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点。利用工业废渣,如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土,可降低混凝土的生产成本,并变废为宝,减少城市或厂区的污染,减少堆积废料占用的土地,对环境保护也是有利的。
1.3 自密实混凝土
自密实混凝土不需机械振捣,而是依靠自重使混凝土密实。该种混凝土的流动度虽然高,但仍可以防止离析。配制这种混凝土的方法有:(1)粗骨料的体积为固体混凝土体积的50%;(2)细骨料的体积为砂浆体积的40%;(3)水灰比为0.9-1.0;(4)进行流动性试验,确定超塑化剂用量及最终的水灰比,使材料获得最优的组成。
这种混凝土的优点有:现场施工无振动噪音,可进行夜间施工,不扰民;对工人健康无害;混凝土质量均匀、耐久;钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑;施工速度快,现场劳动量小。
2 高掺量粉煤灰混凝土
随着人们对粉煤灰的颗粒形态效应、火山灰活性效应和微集料效应等内在潜能的认识日渐深入，以及混凝土外加剂技术的迅速发展，粉煤灰成为继外加剂之后混凝土的又一必需组分的观点正在被越来越多的人接受.粉煤灰的掺量也有不断增大的趋势。在混凝土技术方面较先进的美、英、加等国，自20世纪80年代中期就开始了高掺量粉煤灰混凝土(粉煤灰掺量占总胶凝材料用量的55%以上)的研究与应用。
大量使用粉煤灰的重要意义并不仅在于节约有限的工程材料费，还在于它的环境效益与社会效益.水泥是一种高能耗与高环境污染产品，尽可能地少用水泥，尽可能地多用各种工业废渣，是使混凝土成为一种人类可持续发展材料的必然趋势。在环保要求特别严格的西方工业国家，尤其重视各种工业废料的二次开发与充分利用。随着我国经济的快速发展与人民生活水平的迅速提高，环境与社会效益将日益受到重视，工业废渣的充分开发利用将成为必然的选择。
3 新型节能墙体材料
3.1 新型砌体材料
采用砌筑结构的墙体，通常依靠选用导热系数小、保温隔热性能好的砌体材料，以此来达到墙体传热量小的目的。这类材料主要有空心钻土砖、加气混凝土砌块、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌块等砌体材料，采用保温砂浆作为砌体胶凝材料。
近年来发展应用由保温绝热材料与传统的墙体材料(例如实心黏土砖、混凝土等)或新型墙体材料〔例如空心砖、空心砌块等)复合而成的节能墙体。常用的绝热材料有矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨胀珍珠岩、加气混凝土等材料，与之复合的有黏土实心砖、混凝土类空心砖、空心砌块等砌体材料.复合墙体有一层导热系数很小的绝热保温材料，墙体的保温隔热性能比单一材料砌筑的墙体更加优秀，节能效果更加显著。但是，绝热材料价格较高，同时需要与之相配套的建筑主体结构形式，最好采用框架结构、墙体不承重的结构形式。
3.2 新型复合墙板
新型节能复合墙板是由高效绝热保温材料、外墙板、内墙板复合而成，按照标准尺寸或模数在工厂实现工业化生产，包括门、窗等构件均可和墙板一体化制造，运送到施工现场安装在结构框架上，即形成房屋建筑的护结构，这是近年来发达国家采取的主要建筑形式。用于这种建筑物的复合墙板不承受外力，厚度一般在100～150mm，质量轻，保温性能好，尺寸精确，施工效率高。
4 FRP复合材料
土木结构主要受两大问题困扰，过早退化和结构功能不足。近些年来，纤维增强聚合物(FRP)已经成为解决这些结构问题的一种可行途径。工程实践表明，FRP复合材料能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构。应用的方式有两种一是替换钢筋或钢管直接应用于新建结构中;二是用于旧有结构的维修加固，以取得良好的建筑效果。
5 智能材料
大型土木工程结构和基础设施的使用期都长达几十年、甚至上百年。在其使用过程中，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故.为了有效地避免突发事件故的发生，就必须加强对此类结构和设施的健康监测。一种称为碳纤维机敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康监测中已得到应用。它是以短切或连续的碳纤维作为填充相，以水泥浆、砂浆或混凝土为基体复合而成的纤维增强水泥基复合材料。此类材料的电阻率与其应变和损伤状况具有一定的对应关系，因此，可以通过测试其电阻率的变化来监测碳纤维混凝土的应变和损伤状况。碳纤维混凝土还具有施工工艺简单、力学性能优良、与混凝土结构相容性好等特性，因此，它不仅可以用于道路的交通车辆流和载重监控，而且可较好地满足大型土木工程结构和基础设施的健康监测技术的要求。此外，碳纤维混凝土的电热效应和电磁屏蔽特性在混凝土结构的温度自适应以及抗电磁干扰方面也具有重要的应用价值。
结束语
纳米材料由于超微的粒径而具有常规物体所不具有的超高强、超塑性和一些特殊的电学性能。纳米材料被应用于很多领域并取得了显著的增强、增韧及智能化等效果。混凝土作为一种传统材料，其性能越来越不能满足社会发展对其提出的更高要求，智能混凝土已经成为一个新的发展方向。纳米材料还赋予混凝土智能特性，水泥基纳米复合材料其电阻率随应变而线性变化，并且具有很高的灵敏度和重复性。水泥基纳米复合材料作为一种本征智能材料强度高，传感性好，具有广阔的发展前景。
参考文献
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随着我国建筑、交通和煤矿行业的快速发展，土木工程人才激增，对土木工程人才培养提出了更高要求。既要有扎实的专业理论，又要有良好的实践能力，才能满足社会主义现代化建设需要。土木工程本科教学实践证明，高水平实验教学有助于学生掌握基础知识、增强感知和提高实践能力。
《土木工程材料》课程是土建类专业基础课，由理论、实验两个环节组成，其实验课是学生实践的主要渠道。基于我校卓越土木工程师人才培养计划及土木工程专业本科教育评估要求，结合土木工程实验教学示范中心的建设目标，原验证性实验教学已不适应人才培养的要求，需要对实验教学进行革新。
二、土木工程材料实验课程特点及现状
1.实验项目多，周期长，学时少
由于土木工程材料种类多，实验项目多，内容繁杂，授课周期长。鉴于我校土木工程材料课程学时少（32学时），专业课难以完成，往往压缩实验课时（8学时），连常规材料实验都难满足，更何况进行所有材料实验。比如水泥、混凝士等材料研究是做试件、养护、测试，而且测试组数多，所以实验周期长。因此，在实验教学中必须着重考虑学时问题，统筹合理安排，以保障正常实验课程的进行。
2.内容陈旧，缺乏联系实际，创新少
目前，土木工程材料实验课以验证性实验为主，缺乏综合设计实验项目，不利于培养学生综合创新能力。且建筑材料水泥、混凝土性能实验研究模式单一，内容陈旧，导致学生学习兴趣低。因此，在做材料基础性能实验时，要适当添加新材料、新技术的实验，充实实验内容，加强创新能力培养。例如人们关心的高性能混凝土问题，掺加外加剂对混凝土性质的影响，以及使用带来的环境问题等。
3.学生多，师资不足，仪器设备少
由于扩招导致实验师资队伍紧缺，在职工所占比例过低，专任教师偏少，实验教师身兼数职，负担重，精力不足，严重影响教学质量；加之设备仪器硬件设施有限，一般是大班上课，教师演示，学生看，操作机会少，导致学生动手能力差。鉴于集体上课，学生不重视，严重影响教学效果。师资、设备是实践教学的基础，加大投入，提高意识，实验教学质量才能上高台。
4.实验教学评价体系、规章制度不完善
在实验室建设中往往重视物的投入，忽视人的作用，实验室不单是设备仪器和实验大楼，实际上是资源的集合体。多数高校对教师评价以科研、论文为主体，教师时间和精力主要放在科研上，缺乏合理教学评价。特别是扩招后学生数量大幅增加，师资、设备仪器、实验室管理纷乱，一定程度上影响了实验教学。只有合理配置教学资源、提高教学质量，满足培养综合创新人才的要求，才能建好实验教学评价体系。
三、土木工程材料实验课程的优化措施
1.优化实验教学内容和教学模式
土木工程材料课程涵盖专业较多，教学中必须结合专业自身，优化教学内容。如将原来“砂石实验”与“混凝土和易性―强度”综合，并与混凝土配合比设计结合，使之成为一个综合设计实验。以“综合设计”模式替代“验证”模式，打破教学形式呆板，学生处于被动状态。针对道桥、建筑、给排水专业分别增设“沥青混合料”“木砖性能”“管材性能”实验等。由于实验学时少，且有些实验持续时间长，无法保证课内全部完成。采取课内、外实验相结合模式，利用课余时间完成实验，扩大学生视野。
与理论教学相比，实验教学操作性强，更宜采用多媒体教学，既可以提高学生兴趣，又能把校内、外实习基地相结合，使学生切身体会实际问题，突出实践创新能力的培养。
2.加强综合创新性实验
土木工程材料实验大都是水泥、砂石等常规试验，如水泥细度、标准用水量、砂石筛分实验等。在把握基本实验原则下，强调综合，鼓励创新。综合创新实验的重要特征是发挥学生主体性，内容要有深度。例如，混凝土配合比实验整合了粗、细骨料性能，拌合物和易性调整、立方体抗压强度等多项实验，涉及多个知识点，成为一个完整、连贯性很强的综合设计试验。在上述实验基础上，针对建筑研究热点，就再生混凝土、无损检测、建筑节能等内容，提倡学生进行实验研究。由老师出题，学生选题，并独立完成实验各项步骤，以此加强创新能力的培养，增强学生专业认识，继而实现提高教学质量目标。
3.建立新的实验教学评价体系
以往实验教学都统一纳入理论教学中，对实验教学没有任何评价，只要学生考好试就能拿高分，严重影响了实验质量。对此，完善实验教学评价体系，教师依学生实验表现和成果，综合评价实验成绩，再按一定比例计入最终成绩，该制度的实施鼓舞了学生对实验的兴趣，主动和教师联系做实验，不但掌握了理论知识，而且提高实验技能。教学中教师和学生是主体，尤其是学生，最有资格评判教学质量。同时师生在教学中角色不同，对问题的判断也不同。因此，宜采用学生、同行、领导及教师自我进行综合评价，以实现教学质量评价可靠度。实验教学质量评价体系中设有教风、业务能力、教学文本、教学质量、教学管理、教学改革六项指标，促成了以考查实验教师教学质量为核心的新体系建立。
4.加强实验室建设与实验教学资源的投入
设备是实验教学改革的基础，是提高实验教学质量的硬件。士木工程材料品种多，材料发展日新月异。因此，实验室还应设置更新材料样品，便于直观教学。增置多媒体设备，方便演示，使学生充分了解实验过程和方法，拓展学生知识面，达到实验教学的基本要求。同时加强管理，健全体制，我院实验中心实行院、系两级管理，学院负责指导，中心实行主任负责制。要建设好实验室，充分发挥实验培养学生创新功能，不仅需要仪器设备，更需建设一支高水平、高素质、结构合理的实验队伍，尽量保持实验队伍的稳定。通过学习、考察等方法让教师接触工程实践，深入单位学习，提高实验队伍的素质。总之，实验室建设将是一个不断完善的过程。
四、结语
实验教学是高等教育中培养学生实践和创新能力的重要途径，是完成高等教育人才培养目标的重要教学环节。鉴于土木工程材料实验课存在的一些问题，如何有效地组织和实施实验教学。近年来，笔者以培养学生综合设计创新能力为目标，不断优化教学内容和模式，完善实验教学评价体系，加强实验室建设投入，使学生科学实验能力及教学质量得以提高。
参考文献：
[1]金南国，钱匡亮，孟涛.高校土木工程材料实验教学单独设课的探讨[J].实验室研究与探索，2009，28（9）：111-112.
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(二)学生学习方式的转变
传统教育模式下，学生主要的学习任务是认真聆听教师的课堂教学，完成教师布置的作业，完全处于被动接受学习的状态;教育信息化背景下学生学习的方式应该转向自主学习模式，即在教师的引导和帮助下，主动树立学习目标，通过包括现代教育技术在内的各种途径自主地获得各种知识;学习目的也应该由“掌握知识”转为“学会学习”;学习内容应该由“教材、讲义、参考书”转变为“以教材、参考书为基础，网络共享资源为辅”;学习方式由“教师提出问题，学生解答”转变为“学生提出问题，自主解决问题”。
二、土木工程材料课程信息化教学的实践
针对土木工程材料课程特点，笔者充分利用信息化教学手段，在引导学生自主学习方面作了一些探索。
(一)坚持以课堂教学为基础
按照教学大纲要求，将教材作为教学的主要内容，以课堂教学为基础，是衡量教师教学质量的重要标准。在教育信息化时代，土木工程材料课程教师在遵循教学大纲的基础上，在课堂教学中应充分利用多媒体电脑技术和数字影像技术，提升课堂教学效果。
1．多媒体电脑技术
多媒体电脑技术在国内各个行业的应用已经非常成熟，也是当前教育教学最基本的信息化技术，但还有相当多的教师教育信息化能力不高，习惯于传统教学方式，不愿接触新技术和采用新手段，无法与现代教育技术的发展同步。对此，作为学生学习引路人的教师应摒弃旧观念，紧跟时代步伐。就土木工程材料课程信息化教学而言，首先要考虑按不同专业方向准备授课内容。例如，建筑学学生最关注的是材料的颜色与质感、材料的使用与表现、材料与环境的关系等;建筑工程专业的学生需要加强水泥混凝土、建筑钢材等结构材料的知识;路桥专业的学生则需要增加沥青混合料方面的内容，补充土、土工材料等相关知识;给排水专业的学生则需补充管材与管件方面的内容。此外，要重视多媒体课件的制作质量，在课件中适当使用动画，以增强课堂教学效果。
2．数字影像技术
在土木工程材料课堂教学中引入数字影像技术，主要涉及一些实验环节。例如，为了更直接更方便地让学生了解混凝土拌合物流动性的定义，掌握混凝土拌合物坍落的测试方法，可将混凝土拌合物坍落度的测试过程进行录像，然后通过视频播放的方式在课堂授课时展现给学生，以加深学生对有关知识的理解。
(二)引导学生自主学习
充分利用教育信息化技术，引导学生自主学习与学会学习，是提高学生专业能力不可缺少的教学环节。在这方面，笔者充分利用重庆大学的网络教育平台，引导学生挖掘网上教育资源，向学生提出“终身学习”的概念和要求。
1．网络教育平台
自2009年开始，重庆大学开通了网络教育平台(eol．cqu．edu．cn)。通过网络教育平台，教师与学生可以分享各种公开的教育资源，及时了解与教学相关的通知公告。每位教师还可以在网络教育平台的个人主页内通过教学邮箱、课程作业、答疑讨论等方式与学生进行教学互动。如:按照土木建筑专业的不同专业方向，有针对性地将教学周历、讲义与课件等上传至平台供学生下载学习，学生也可提前了解教师的授课内容，充分做好课前准备工作;教师利用网络教育平台的教学邮箱和答疑讨论功能与学生进行交流，回答学生提出的问题，在网络教育平台上布置和批改学生作业。可以说，网络教育平台已成为除课堂教学之外，教师与学生联系最紧密、最方便的教学互动渠道。
2．网络资源
在网络教育平台上给学生布置的作业，有些问题在教材中是很难找到现成而又准确的答案，需要学生借助网络资源寻找完整的答案。同时，也可针对不同专业，并根据学生的兴趣，提炼出一些无标准答案的问题供学生思考，查阅资料。例如，组织建筑学专业的学生思考:“流动的石头———混凝土”，引导学生深入了解工程材料，帮助学生领悟在建筑设计中如何应用材料。
3．终身学习
土木工程材料课程教材中的很多内容基础性很强，一些经典理论和公式历经多年，延续至今。但需要注意的是，土木工程材料发展迅速，新技术与新品种不断涌现，工程应用中的新问题层出不穷，有些信息教师也很难捕捉，即使在教学中及时向学生作了讲授，但学生毕业后，乃至整个职业生涯中，目前有效、适用、普遍的材料工艺与应用技术，将来很可能被淘汰，这就需要学生在整个职业生涯中不断学习，不断更新自己的专业知识，树立终身学习的理念，要主动在工作中不断发现与学习新的知识，而网络则是自主学习的理想工具。如，土木工程材料的生产与使用一定要依据现行有效的国家或行业标准，因此，教师授课时，乃至学生今后工作中首要的是确保相关工程技术标准一定是现行有效的，以保证工程设计、施工等技术活动在现行有效的标准规范规定下进行。
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实践教学是能力培养的重要手段，为了加强理论和实践教学的对接，提高学生工程实践能力和创新能力，我们尝试了开拓试验教学新思路，创建实践教学新平台和拓宽实践教学新渠道等方法。
2.1开拓试验教学新思路
如何通过有限的资源提高学生的动手能力，分析问题和解决问题的能力以及创新能力，是土木工程材料试验教学切实需要面对的问题。教师不仅要重视试验课程教学的组织与设计，还要不断更新教学内容，改进教学方法和手段。传统的试验教学方法要求一个教学班利用给定的实验设备、固定的试验步骤和统一的试验参数来进行。学生所观察到的现象、所得到的试验结果几乎一样。因此，不同试验参数对结果的影响是无法显现出来的，学生对试验现象的理解也很浮浅。如果能够改变固有的教学方法，通过设置不同参数、不同条件，让学生进行对比研究，并加以分析讨论，则更有利于学生对专业知识的掌握。例如，传统的水泥技术要求试验中，各试验小组选用相同生产厂家和同样种类与型号的水泥，试验现象与结果基本相同，学生无法观察不同水泥在标准稠度用水量，初凝、终凝等技术性能的差异，也无法观察安定性、力学性能和强度等级等技术要求的标准，各小组之间也无需进行经验分享和共同协作。如果教师能通过自制水泥的方式，制备出未知技术性能的水泥，学生和老师共同通过试验总结出水泥技术要求的影响因素，小组之间通过交流并分享试验结果，观察相关参数对水泥性能的影响，教学效果必将得到提升。又如，根据正交试验原理设定混凝土配合比试验参数，各小组分别观察水灰比、砂率、单位用水量、粗集料用量和最大粒径等参数对混凝土工作性能和强度的影响，并将最终的试验数据结果统一起来，由学生对试验数据进行分析、处理，写出综合试验报告。显然，水泥性能和混凝土配合比实验经过试验设计，不仅加深了学生对于一些现象的直观印象，还增强了学生动手能力和综合分析问题的能力，同时也激发了学生探索未知领域的研究兴趣。
2.2创建实践教学新平台
1）开放试验室
由于试验学时有限，我校在本学年尝试了课余时间为学生开放所有试验室，鼓励学生充分利用开放性试验室进行砂浆、水泥凝结时间测定和混凝土配合比设计等设计性、综合性试验，教师利用课余时间给予指导，使学生充分了解了试验过程和操作方法，达到满足本学科实验教学的基本要求。
2）增设土木工程材料试验课程为了提高实践教学的质量,在2013年新的教学大纲修订的过程中，我校针对土木工程材料课程的教学现状，增设了土木工程材料实践教学周，利用一周的时间让学生充分参与到实践教学中，充分保障实践教学的运行。
3）鼓励学生参与教师科研项目
针对部分学生对教师的科研项目具有较强兴趣的情况，我校鼓励学生参与到研究中，指导过程中注重培养学生在原材料的选择、成型工艺的控制和性能检测等环节的实际技能与分析解决问题的能力,提高学生创新能力以及开展基础研究的能力。
4）指导学生参加学科竞赛
为了提高大学生的创新实践能力和对专业知识的认知能力，我校开展了一系列以专业知识为依托的学科竞赛。同学们在参加竞赛的过程中，锻炼了自身的专业技能。例如，我校针对当前建筑垃圾大量堆放所引起的环境与社会问题，举办了“建筑垃圾变废为宝大行动”的学科竞赛。在教师的指导下,同学们提出了各种建筑垃圾再生利用的方法。这场竞赛不仅提高了学生们的动手能力和科研能力，还让学生们意识到传统建筑材料在其使用结束后给环境带来的巨大压力和负面影响，有助于学生在以后的工作和研究中确立节能与环保的思维。
2.3拓宽实践教学新渠道
土木工程材料的实践教学应与理论课程相结合,力求建立材料特性与实际工程的有机联系，尽可能制造机会让学生接触到实际的建筑材料，让材料抽象的性质具体化。力求建立课内基本试验与工程实际的相互对照，尽可能创造机会让学生深入接触实际工程,在工程实践中充实和巩固课堂理论知识，零距离地开展工程实践教学。我校在课外时间组织学生到混凝土预制构件生产企业、建材市场、商品混凝土搅拌站、建筑工地等参观调研，邀请具有丰富施工经验的工程师指导并讲解工程实际的工艺流程。让学生深刻认识原材料选用原则和生产施工流程，从市场中了解现有材料和新材料的发展与应用现状。在商品混凝土生产企业，学生了解了新拌混凝土的制备流程，意识到试验室中混凝土配比试验与工程实际的差异，也认识到掺合料和外加剂的掺入,对拌合物和易性、力学性能和经济效益的影响。这不仅增强了学生对土木工程材料的感性认识,也锻炼了学生的动手能力、交际能力，提升了综合专业素养。在普通混凝土试验的实践教学环节，我校组织学生到当地的建筑材料研究所进行参观学习，让学生观摩混凝土配合比的试配流程。学生一方面认识到水灰比、减水剂种类与掺量、活性掺合料种类与用量对拌合物工作性能的影响；另一方面，经现场试验技术人员的讲解，学生深入了解了活性掺合料掺入对混凝土性能、结构和经济性的影响，并且了解到大量工业固体废弃物对环境的影响。学生通过这些内容的学习,深入认识国家发展和改革委员会、住房城乡建设部开展“充分认识开展绿色建筑行动的重要意义”行动的深远影响，学会因地制宜、就地取材，结合当地气候特点和资源禀赋，大力发展安全耐久、节能环保、施工便利的绿色建材。
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如何通过有限的资源提高学生的动手能力，分析问题和解决问题的能力以及创新能力，是土木工程材料试验教学切实需要面对的问题。教师不仅要重视试验课程教学的组织与设计，还要不断更新教学内容，改进教学方法和手段。传统的试验教学方法要求一个教学班利用给定的实验设备、固定的试验步骤和统一的试验参数来进行。学生所观察到的现象、所得到的试验结果几乎一样。因此，不同试验参数对结果的影响是无法显现出来的，学生对试验现象的理解也很浮浅。如果能够改变固有的教学方法，通过设置不同参数、不同条件，让学生进行对比研究，并加以分析讨论，则更有利于学生对专业知识的掌握。例如，传统的水泥技术要求试验中，各试验小组选用相同生产厂家和同样种类与型号的水泥，试验现象与结果基本相同，学生无法观察不同水泥在标准稠度用水量，初凝、终凝等技术性能的差异，也无法观察安定性、力学性能和强度等级等技术要求的标准，各小组之间也无需进行经验分享和共同协作。如果教师能通过自制水泥的方式，制备出未知技术性能的水泥，学生和老师共同通过试验总结出水泥技术要求的影响因素，小组之间通过交流并分享试验结果，观察相关参数对水泥性能的影响，教学效果必将得到提升。又如，根据正交试验原理设定混凝土配合比试验参数，各小组分别观察水灰比、砂率、单位用水量、粗集料用量和最大粒径等参数对混凝土工作性能和强度的影响，并将最终的试验数据结果统一起来，由学生对试验数据进行分析、处理，写出综合试验报告。显然，水泥性能和混凝土配合比实验经过试验设计，不仅加深了学生对于一些现象的直观印象，还增强了学生动手能力和综合分析问题的能力，同时也激发了学生探索未知领域的研究兴趣。
2、创建实践教学新平台
1）开放试验室由于试验学时有限，我校在本学年尝试了课余时间为学生开放所有试验室，鼓励学生充分利用开放性试验室进行砂浆、水泥凝结时间测定和混凝土配合比设计等设计性、综合性试验，教师利用课余时间给予指导，使学生充分了解了试验过程和操作方法，达到满足本学科实验教学的基本要求。
2）增设土木工程材料试验课程为了提高实践教学的质量,在2013年新的教学大纲修订的过程中，我校针对土木工程材料课程的教学现状，增设了土木工程材料实践教学周，利用一周的时间让学生充分参与到实践教学中，充分保障实践教学的运行。
3）鼓励学生参与教师科研项目针对部分学生对教师的科研项目具有较强兴趣的情况，我校鼓励学生参与到研究中，指导过程中注重培养学生在原材料的选择、成型工艺的控制和性能检测等环节的实际技能与分析解决问题的能力,提高学生创新能力以及开展基础研究的能力。
4）指导学生参加学科竞赛为了提高大学生的创新实践能力和对专业知识的认知能力，我校开展了一系列以专业知识为依托的学科竞赛。同学们在参加竞赛的过程中，锻炼了自身的专业技能。例如，我校针对当前建筑垃圾大量堆放所引起的环境与社会问题，举办了“建筑垃圾变废为宝大行动”的学科竞赛。在教师的指导下,同学们提出了各种建筑垃圾再生利用的方法。这场竞赛不仅提高了学生们的动手能力和科研能力，还让学生们意识到传统建筑材料在其使用结束后给环境带来的巨大压力和负面影响，有助于学生在以后的工作和研究中确立节能与环保的思维。
3、拓宽实践教学新渠道
土木工程材料的实践教学应与理论课程相结合,力求建立材料特性与实际工程的有机联系，尽可能制造机会让学生接触到实际的建筑材料，让材料抽象的性质具体化。力求建立课内基本试验与工程实际的相互对照，尽可能创造机会让学生深入接触实际工程,在工程实践中充实和巩固课堂理论知识，零距离地开展工程实践教学。我校在课外时间组织学生到混凝土预制构件生产企业、建材市场、商品混凝土搅拌站、建筑工地等参观调研，邀请具有丰富施工经验的工程师指导并讲解工程实际的工艺流程。让学生深刻认识原材料选用原则和生产施工流程，从市场中了解现有材料和新材料的发展与应用现状。在商品混凝土生产企业，学生了解了新拌混凝土的制备流程，意识到试验室中混凝土配比试验与工程实际的差异，也认识到掺合料和外加剂的掺入,对拌合物和易性、力学性能和经济效益的影响。这不仅增强了学生对土木工程材料的感性认识,也锻炼了学生的动手能力、交际能力，提升了综合专业素养。在普通混凝土试验的实践教学环节，我校组织学生到当地的建筑材料研究所进行参观学习，让学生观摩混凝土配合比的试配流程。学生一方面认识到水灰比、减水剂种类与掺量、活性掺合料种类与用量对拌合物工作性能的影响；另一方面，经现场试验技术人员的讲解，学生深入了解了活性掺合料掺入对混凝土性能、结构和经济性的影响，并且了解到大量工业固体废弃物对环境的影响。学生通过这些内容的学习,深入认识国家发展和改革委员会、住房城乡建设部开展“充分认识开展绿色建筑行动的重要意义”行动的深远影响，学会因地制宜、就地取材，结合当地气候特点和资源禀赋，大力发展安全耐久、节能环保、施工便利的绿色建材。
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第一层次的实验即基本性实验对应于教学大纲的要求，可以按照原教学模式执行教学组织与实施，在教学组织与实施过程中应注意两个教学原则和三点教学方法。其中，“两个原则”一是把实验的主动还给学生;二是注重激发学生的实验兴趣，将学生的学习状态由被动转向主动，提高学生的学习自主性。通过实验结果比较、自主选择实验方法、提问引导等教学方法，激发学生对基本性实验的兴趣。
2．创新性实验的教学组织与实施
第二层次的实验，即创新性实验的教学组织与实施方案，主要包括学生的遴选、实验指导教师的确定两方面。学生的遴选即是如何确定参与创新性实验的学生。遴选时不仅应考虑学生的专业基础与能力，也要综合实验室相关设备的实际情况。为了保障取得较理想的教学质量与效果，应适当控制选做本层次实验的学生人数。从教学实践看，每学期开展第二层次实验的项目数以4～6项为宜，最高不超过8项，同时限定每名学生最多可选实验项目为2项。这样，既能保障实验的顺利进行(仪器设备数量充足、实验指导教师到位)，又能取得较满意的教学效果。参与该层次实验的学生比例从2011年秋季学期的15%增加到2013年春季学期的37%。今后，随着实验室建设的逐步完善(设备、师资队伍等)，这一比例也将逐步提高。但考虑到创新性实验对学生能力的要求以及教学效果等情况，教学团队的全体4名教师认为其比例最高不宜超过60%。实验指导教师的确定应考虑实验室专任教师与理论课教师的课程安排等情况，原则上以任课教师为主、实验室专任教师为辅进行共同指导。如有特殊情况(上课时间冲突等)，则应由全体教学团队人员协商解决，或安排在周末学生无课的时段，以保证创新性实验教学的顺利进行。
3．创新性实验教学的过程管理
第二层次的实验项目属于选修实验项目，通常由若干名学生，如3～5人组成实验小组，多数实验项目都要求学生自行查阅文献，经交流讨论、设计实验方案后再开展实验。这一过程既能提高学生分析问题、解决问题的能力，培养其创新意识和创新能力，也可锻炼学生的团队协作能力。但是，团队合作给少数只为混学分的学生提供了可乘之机。另一方面，由于创新性实验没有固定的实验课时间，且实验总学时数也不能事先预定，这就要求指导教师应在整个实验中，实施过程性评价方法，加强过程管理和监督。
4．创新性实验的成绩评定
目前我校土木工程材料课程成绩由考试成绩、平时成绩及实验成绩等三部分构成，各部分所占权重依次为70%、20%、10%。开设创新性实验后，课程成绩的评定既要对学生有一定的激励，又应避免出现学生为提高成绩而一哄而上、争相选做第二层次实验的现象。教学实践中，根据学生的实验态度、实验进展及完成效果等情况，采用“优、良、中、合格、不合格”共五档进行评定，并据此酌情额外增加学生的实验成绩。比如，当第二层次实验的成绩为“优”时，可额外增加该生的实验成绩10分，并按相应权重计入课程总成绩。
(二)教学模式与方法
层次化的实验教学新模式要求改革实验教学模式和教学手段，以学习为中心，实验教学内容层次化，充分利用现代化的教学手段。教师应改变自己的教学角色，确立为“学”而“教”的思想，在整个实验教学过程中，始终以学生为中心，确保学生的主体地位。实验内容层次化可以最大限度地调动学生的主观能动性，提高学生的实验技能，并有利于培养其创新意识和创新能力。教师应充分利用多媒体、网络等现代化教学手段进行实验教学，如制作多媒体电子教案、CAI课件以及建立课程网站等，方便学生提前预习和自学，既能提高实验效率和教学质量，又可以开拓和丰富学生的视野与知识面。
二、层次化教学模式长期有效的保障措施
开展创新性实验项目的教学，不仅能够加强学生对相关内容的理解和把握，而且还能使学生较好地把握相关领域的研究热点、研究趋势，掌握新的实验技术或新方法，更重要的是能够逐步培养学生分析问题、解决问题的能力和研究兴趣，有利于培养复合型人才，这也是三峡大学土木工程材料实验教学改革的主要目的。为保证创新性实验教学的长期稳定运行，必须采取相应的保障措施。
(一)确定合适的实验项目
创新性层次实验教学的首要工作是选题。选题要有创造性的因素，最好能解决一个较为复杂的技术问题，以便使学生得到较全面的训练。选题应该优先选择源于科研项目，并与教学密切相关的工程技术问题，使学生在规定的时间通过努力基本上能完成任务，从而巩固、加深和扩大学生的专业知识面，增强工作技能以及创造性。此外，为保证创新性层次实验教学的长期运行，创新性实验项目应不断推陈出新。从实验教学实践看，采取了如下途径确定第二层次的实验项目:引入反映相关领域研究热点、研究趋势，以及实验新技术与新方法的实验内容作为创新性实验项目，采用与建材相关的大学生科技创新项目(国家级、省级和校级)、大学生挑战杯竞赛科技项目，以及学校设立的大学生求索创新项目等，另有少量创新性实验项目结合教师的科研项目设置。
(二)经费来源和相关配套政策
创新性层次的实验项目所用原料、药品及仪器运转与维修费用等经费开支，都应进行相应配套与完善，以形成长效机制。可以通过申请国家级、省级、校级等各级各类创新项目或科技项目，如大学生科技创新项目、挑战杯竞赛项目、三峡大学设立的大学生求索创新活动及其他项目，或从教师的科研项目中设置第二层次的实验教学项目等形式来获取经费支持。2011年秋季至2013年春季共四个学期的教学实践中，第二层次实验教学项目的经费来源于国家自然科学基金、湖北省教育厅科学研究项目各1项、湖北省大学生挑战杯竞赛项目1项、三峡大学设立的大学生求索创新活动2项、教学研究项目2项，以及其他横向项目等。
(三)健全和完善实验室管理制度
建立健全实验室各项保障机制，包括条件保障、激励约束机制和监督机制等。条件保障方面，要继续加大实验室建设力度，完善实验室仪器设备等硬件设施。建筑材料实验经过自2009年秋以来的累次建设投入，实验设备、场地及环境等都得到显著改善，完全对实验室硬件设施的要求。在激励约束机制方法方面，制定和完善了相关管理政策，如:对参与创新性实验的学生在综合测评时适当加分，指导教师评职称时优先推荐等。不仅吸引学生参与创新实验，还鼓励教师参与第二层次实验教学。
(四)加强过程控制
指导教师要加强对创新性实验项目的过程控制。制定相应管理制度和方法，采用中期答辩和评估、定期召开小组汇报和讨论会等方式进行严格、规范、科学的管理，对第二层次实验项目的教学进行有效监督与控制。定期召开小组会议可以了解实验进度，并以实验方案方法的完善、指导等方面开展讨论，检查学生实验日志、实验的收获或思考内容、实验分析报告等，对前期工作作出评价，提出具体建议，促进实验小组按进度完成预定任务。中期检查是创新性实验项目教学过程的重要环节，院(系)组织相关教师对项目实施中期检查，可以使学生相互学习借鉴，而专家的评价起到诊断、督促、启发、指导作用。建立并实施以过程为导向的创新性实验项目评价体系，同时配套相应的激励机制，包括设立创新学分、综合测评加分或推荐免试研究生加分、资助等措施，营造了良好的学习氛围，激发了学生的创新热情。实践表明，加强过程控制是开展第二层次实验教学、保证教学质量的关键一环，通过加强对实验过程的监督管理，取得了较好的教学效果。
(五)加强实验教学师资队伍的建设
建设一支责任心强、业务过硬的师资队伍，是搞好实验教学改革，提高教学质量的基本保证，也是适应高校培养应用型创新人才的需要。通过相关政策与制度，吸引教师积极参与实验室建设和实验教学工作，同时支持他们参加各类实验技能培训，增强业务能力，使其能胜任不断推陈出新的创新性实验项目教学。目前，学校和学院均制定了相关政策，要求教师积极参与实验室建设，经常参加相关的实验技能和业务能力培训，并将这两点作为教师职称申报时的必备条件之一。目前执行情况良好，促进了实验教学的师资建设。
三、层次化实验教学的实践效果
经过2011年秋季学期至2013年春季学期共4个学期的教学实践，取得的效果表现为以下3方面。
(1)提高了学生的实验技能，加深知识理解，扩展知识体系。学生根据创新性实验项目和要求，自己查阅相关资料，进行实验方案设计和实验，启发和引导学生独立解释实验现象、分析实验结果，最后以书面报告或小论文的形式进行交流，使学生得到全面、综合的实验技能训练。同时，更深入地了解和探讨实践与理论的异同，加深了相关知识的理解与掌握，扩展了知识体系。
(2)通过采取各种激励和条件保障措施，营造了促进学生积极主动学习的氛围，激发了学生的创新热情，取得了较好的效果。2011年秋开始实施土木工程材料层次化实验教学以来，在2012年成功申报2项校级求索创新活动项目(2010级土木工程专业学生)，2013年开展的创新实验项目“掺磷渣活性粉末混凝土的制备”获湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。同时，学生依托创新实验项目在国际会议上公开发表学术论文2篇:《粉磨时间对磷渣粉活性的影响》于2012年11月发表在两岸四地高性能混凝土国际研讨会论文集，PreparationofReactivePowderConcreteHavingHighVolumeofPhosphorousSlagPowderandSilicaFume于2013年5月发表于AdvancedMaterialsResearch第738卷。
(3)学生掌握了自主学习方法和能力，培养了团队协作精神和能力。学生在创新实验过程中，逐步学习和掌握解决问题的方法，同时，培养了团队合作精神和能力。
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土木工程材料是土木工程专业的必修专业基础课程。在我校土木工程专业培养计划中，该课程计划学时为56（含实验16学时），主要介绍常用的土木工程材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法等，内容包括无机气硬性胶凝材料、水泥、砂浆、混凝土、砌筑材料和屋面材料等，是一门以试验为基础的信息量较大的课程，综合性、实践性和经验性都较强。课程教学分为理论课和试验课，两者既紧密联系，又相对独立。
土木工程材料课程在土木工程专业课程体系中占有重要的位置。面对创办高水平研究型大学的发展目标，2012年中国石油大学提出了“三三三”本科教育培养新体系，即本科教学办学定位的三型、培养目标的三化、教学方式的三性 。[1]围绕“三三三”本科人才培养体系，我校土木工程专业积极开展了一系列教育教学改革，针对学科的特点及目标，对课程的考核考试方法进行探讨。
一、课程考试模式现状分析
作为土木工程的专业基础课程，土木工程材料课程的教学质量直接影响到高等学校培养应用型、创新型人才这一培养目标的实现。考试是对教师的“教”和学生的“学”两个方面进行检验的重要手段，考试成绩客观与否，对实际情况的反映真实与否，是衡量考试合理性的标准，也是教师和学生双方关注的问题。
根据笔者调查，土木工程材料课程的考核仍采用传统的考核方法，即书面式闭卷期末考试， 60分合格制。不可否认，这种传统方式具有一定的客观性，但并不能全面、准确地反映出“教”与“学”的真实水平，其存在的具体问题如下。
（一）考核内容单一化
土木工程材料课程的特点决定了其确实存在大量的知识点需要记忆，学生只有在准确记忆的基础上，才能保证实际工程中的正确应用和实践。一方面，传统考核方式内容多偏重答案唯一的记忆性题目，偏重对基本公式和基本概念的简单直接的考查，并未重视和兼顾学生掌握该课程知识后应具备的解决实际问题的能力。另一方面，传统的考核方式其内容普遍缺乏与最新的相关研究和社会关注热点相结合的考核内容的设置，难以达到培养学生创新思维的教学目标。
（二）考核方法呆板
传统考核方式一成不变，灵活性差，无法适应不断推进的土木工程专业教学改革的步伐。多年来，传统的考试采取标准化考试题型，题型局限于基本理论的填空、判断、选择、简答、名词解释等，综合性的思考题、分析论述题、应用题等主观性题型很少。这类标准化试题的评判具有客观公正的特点，但是答案唯一，学生无法获得探索创新的机会，这限制了学生学习探索的积极性，不利于学生学习能力的培养。
（三）学生重“考”不重“学”
以期末考试成绩为唯一或主要标准，即所谓的“一卷定乾坤”，这导致学生只重视考试而忽视了学习的过程，助长了学生“平时不用功，考前再使劲，考试忙作弊，考后全遗忘”的不良学风。 归结原因，还是因为考试内容单一、考试方法呆板，机械记忆就可以成为考试成功的关键，不少学生期末考试前开始加班加点，通过各种方法舞弊，但求期末考试过关。可见，采用传统的期末考试的方法作为考核手段，难以全面反映出该课程的教学效果，容易对学生的学习兴趣产生不良影响，阻碍了该课程教育教学的发展，亟须进行改革。
二、考试模式改革的理念及思路
课程考核无疑是高等学校教学工作的重要环节，其不仅要重视认知目标领域的前三个层次（知识、领会和运用）的考核，而且更应该突出对后三个层次（分析、综合和评价）的评价。应基于过程性原则、激励性原则、多元化原则和能力性原则，注重对学习过程的考查和学生能力的评价，以激发学生的学习主动性和自主性为目标，以培养学生的创新意识和实践能力为核心，建立多样化、高效和易操作的考核评价方式，以促进学生自主性和研究性学习。
根据社会对土木工程专业人才的培养需求，针对土木工程材料课程的具体特点，在对该专业基础课程传统考试存在的问题深入分析的基础上，笔者提出了采取笔试、设计型课题考试相结合及选题报告等方式结合的新型考核方式，这有利于更加全面、准确地评价教师的教与学生的学。
三、考试模式改革方案
（一）课程考试内容改革
1.基础知识考核。精炼明确每章的知识点，特别是每章的重点难点，结合本课程教学模式，设置《每章考试题》，《每章考试题》多为客观题。《每章考试题》在每章结束后下发，主要考查学生的基本概念、理论、原理等基础知识，通过《每章考试题》可以检查学生对所学知识点的掌握程度，让学生及时查缺补漏，该部分成绩将是最终成绩的一部分。2.综合能力考核。以土木工程材料中的普通混凝土试验室配合比设计，热拌沥青混合料的配合比设计两大设计问题为主线，结合工程实例创设问题情境，要求学生运用所学知识，找出引发工程问题的原因、解决问题所用的理论、解决问题的可行办法、提出解决问题新思路，再结合具体的实验课进行具体的试验验证等。3.改革期末考试的考题形式。减少选择题、填空题等不利于考查学生能力的题型，尽可能增加分析题、简答题等题型，重点考查学生运用综合知识解决实际问题的能力。
（二）考试方法
将考核方式分为过程考核和期末考核两部分。其中，过程考核又分为课堂考核和综合考核两部分。课堂考核：采用《每章考试题》、课堂表现（包括教师提问、学生课堂讨论、小组讨论等）、课后作业、小论文、专题PPT汇报等多元考核评价方式。综合考核：可采用课堂回答、撰写论文、配合比设计、调研报告等形式。期末考核：根据题目可采用闭卷、开卷、半开半闭（带标准、规程及规范等）、撰写论文、配合比设计等形式。
（三）成绩评定
各部分成绩拟定比例：最终成绩=章考试题×10%+课堂表现×15%+课后作业×10%+综合考核×15%+期末考核×50%，实际的比例可根据试点情况做适当调整。
（四）考试改革的保障
新型考核方式要求任课教师更有责任心，付出更多的劳动。为保证新的考核方式得到有效的实施，任课教师需要进行学生上课出勤情况和课堂表现情况的统计，并做到公平公正。同时，辅导员和班主任应配合考试改革，加强学生对土木工程材料课程考试改革的必要性和重要性的认识，这有助于学生端正学习态度，积极正确对待考试改革，从而使课程考核改革取得实实在在的成效。另外，也建议学校和院系制定合理的激励政策，鼓励任课教师全心投入到专业课程考核模式的改革和实践中。
四、考试改革的实施情况及效果
2015-2016学年土木工程材料被列为学院考试改革试点课程，2015-2016学年第1学期，课程在土木工程2014级4个班120名学生中试点实施，参与教师3人，辅助参与教师2人。
总体实施效果：大大提高了学生日常学习的积极性和主动学习的兴趣，课堂教学效果也得到很大提升。现场答辩式的课堂控制考核锻炼了学生主动解决问题的能力以及理论联系实际的能力，增强了学生团队协作、汇报组织、语言表达、随机应变的能力，有利于学生综合素养的提高。
教师和学生改变了生硬的教学及学习模式，学生的创新能力和解决现场实际问题的能力得到了培养，土木工程专业本科生教育教学效果得到提升。这切合了我校“三三三”制培养模式，尤其是对教学方式的三性――学习性、研究性、开放性起到了积极的助推作用，也是对本科教学办学定位的三型――精英型、特色型、研究型的具体落实。
五、结语
考试改革是教学改革的重要组成部分，对提高教学质量、培养创新性人才、推动“以学生为中心”的教学模式具有重要意义。土木工程材料作为学生首先接触的专业基础课程，其教学质量不但对实现土木工程专业人才培养目标十分重要，而且其教学效果将直接影响学生对后续专业课程的学习信心和学习热情。笔者结合我校的实际情况，对土木工程材料课程考试模式的改革进行了一些探讨，以期激发学生的学习热情，培养学生的专业荣誉感，为学生后续专业课程的学习打下良好基础，为我国土木工程界培养更多优秀的工程技术和管理人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘华东.构建“三三三”培养体系 推进本科教育迈向更高目标[J].中国高等教育，2012（18）：34-36.
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1 土木工程材料
随着科学技术的进步和建筑工业发展的需要,一大批新型土木工程材料应运而生,,而社会的进步、环境保护和节能降耗及建筑业的发展,又对土木工程材料提出了更高的要求。因而,今后一段时间内,土木工程材料将向以下几个方向发展。
复合化。单一的材料往往难以满足要求,复合材料应运而生。所谓复合技术是将有机和有机、有机和无机、无机和无机材料在一定的条件下,按适当的比例复合。然后经过一定的工艺条件有效地将几种材料的优良性结合起来,从而得到性能优良的复合材料。
多功能化。随着人们生活水平的提高,对材料的功能的要求越来越高,要求新型材料从单一功能向多功能方向发展。即要求材料不仅要满足一般的使用要求,还要求兼具呼吸、电磁屏蔽、防菌、灭菌、抗静电、防射线、防水、防霉、防火、自洁智能等功能。
2 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。
2.1 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。
2.2 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。
3 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:
3.1 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。
3.2 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。
3.3 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。
3.4 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。
4 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。
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。
总结: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。
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材料实验；土木工程；教学；改革
土木工程材料属于土建类专业的基础课程，该课程的教学内容具有概述性的特点，计算与理论推导方面的教学内容相对较少，但课程的实践性较强[1]。为了能够让学生牢固掌握概述性工程材料知识，包括防水材料、金属材料、砂浆材料及胶凝材料等的专业术语、基本概念等，则需要应用实验课程对理论性教学内容进行补充。
一、改革课程教学模式，调动参与实验的积极性
目前多采用灌输式的教学模式进行实验教学，灌输式的教学模式耗时较长，且难以在教学中充分考虑到学生的实际学习需求，因此可严重影响学生参与实验教学的积极性。对此，可以采用塔式课程教学模式对传统灌输式模式进行改革，让学生在基础设计、对比分析及后期处理教学环节中逐步了解材料实验内容、掌握实验方法及巩固实验课程中学习到的工程材料知识。在实验课程的基础设计环节，应先对学生进行分组，并要求各小组根据实验项目设计实验方案，在实验前需要求学生上交设计方案，待教师审批后才能让学生进行实验。让学生自主设计材料实验，可以将被动实验变为主动实验，这对于实验教学参与度的提升有重要意义[2]。在实验教学的对比分析环节，教师可要求学生对相同批次的材料实验现象与结果进行对比分析，以了解实验结果不一致的原因，从而有效提升学生对于实验过程的分析能力与解决实验难题的能力。在实验课程的后期处理环节，教师需要及时公布实验设计方案及实验结果，并要求学生总结实验成果与改进不足。例如，在对胶凝材料基本性质进行教学时，教师可以先准备好标号不同的水泥，并指导学生设计实验方案，随后让学生严格按照实验指导说明及方案完成相关实验，包括胶砂强度、安定性、凝结时间、用水量及细度实验等。在完成实验后，引导学生结合理论知识与实验记录对胶凝材料特性进行分析，并指导学生总结实验结果，以持续提升科研能力。
二、改革实验教学设计，提升探索能力
单项实验教学设计不利于优化课程中的材料实验性质，造成实验性质以验证性材料实验为主，研究性材料实验及综合类材料实验较少。对此，要注意积极改革实验教学的设计形式，应用多方案设计形式实验取代单一方案设计形式实验，以便让学生在课程教学中有效提升探索能力。例如，在进行钢筋实验时，可以采用以下方法对教学设计进行优化。拉伸实验属于钢筋材料检测中的重要实验，进行拉伸实验后可以了解钢筋的伸长率、抗拉强度及屈服强度指标，在应用传统教学设计开展实验时仅需要采用一种钢筋，这就会导致实验过程缺乏一定的比对性，也难以让学生通过实验了解塑性钢筋、冷轧钢筋、冷拔钢丝及高强钢丝之间的性质差异。对此，教师可以采用八种不同的钢筋让学生同时开展实验，对不同种类钢筋的伸长率、抗拉强度及屈服强度指标进行分析，以便可以全面了解不同钢筋塑性性质及应用范围等[3]。再如，可以采用矿物组成实验、掺量实验、养护条件实验、水泥细度实验等方法检测水泥实际强度。此外，在改革实验教学设计的过程中，应注意明确实验方向，以便可以通过采用具有系统化特征的实验教学设计全面分析材料性质的影响因素。例如，在对混凝土的性质实验进行教学时，可以同时制定以下实验教学设计，包括粉煤灰的活性与激发剂的关系，水泥性质及养护温度的关系，水泥性质与早强剂、缓凝剂之间的关系等，并在实验中选择多种早强剂或缓凝剂，如硝酸铵、三乙醇胺、硫酸钠、水杨酸、柠檬酸及酒石酸等。
三、改革教学体系，提高实验室的开放程度
由于实验课程针对了多种专业，不同的专业对于实验课程有不同的要求，在实验课时相对有限的情况下，应注意根据专业教学特点对实验课程的教学体系进行改革，以便可以使实验课程中的教学内容得以优化，从而确保不同专业的学生能够在实验中最大限度地提升相关知识的掌握程度。例如，可以在教学中将混凝土强度实验、和易性实验与砂石实验结合在一起，同时增加配合比方面的内容，以保证在改革实验体系后，学生能够在课堂中进行具有设计性、综合性的实验。再如，针对工程管理类专业，可在沥青软化点、延度及针入度实验中增加混合料性质检测实验内容，包括车辙实验、马歇尔实验、物理指标的测定实验及材料制备实验等。对于城市规划及建筑学等相关专业，可在墙体材料强度等级、抗压强度、抗折强度实验的基础上增设陶瓷砖容重试验、表观密度实验、显气孔率实验、吸水率及外观质量实验[4]。此外，在对实验教学进行改革的过程中应注重提高实验室的开放程度，以便让学生能够充分利用课余时间或自主安排时间完成实验。例如，在进行周期较长、涉及环节较多的混凝土强度、性质实验时，可以增加实验室的开放次数、延长开放时间，让学生自主完成实验。
四、结束语
综上所述，在实验课程中培养实验操作技能、了解仪器设备使用方法及提升质量验证能力是重要的教学目标。为了能够实现教学目标，并保证实验课程的教学质量符合素质教育要求，则应注意了解目前实验教学中存在的问题，并根据课程教学中的不足之处应用具有针对性的改革方法，以期全面改善材料实验的教学效果。
参考文献：
[1]姚俊,程华,应卫勇.Internet环境下符合工程理念的在线工程实验设计及实现[J].实验室研究与探索,2015,34(2):171-176.
[2]窦德宇,柳春燕,杨丽芬,方向.利用公共实验平台开设《生物分离工程》选修课的实验教学研究[J].科技信息,2014(11):73.
