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1.3高校教师一职多能，教学过程无法形成有效的PDCA循环PDCA是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(处理)的第一个字母，PDCA循环就是按照这样的顺序进行质量管理，并且循环不止地进行下去的科学程序。教学质量的提高和教学目标的完成，贯穿于整个教学过程。教学过程包括教学目标、教学内容、教学方法、教学手段、教学测量、教学评价等等。在教学过程中使用PDCA循环：P-确定教学目标；D-在教学过程中所采用的教学手段和方法；C-教学效果评价；A-对教学过程中存在的问题进行改正，确保教学目标的完成。教师是整个教学过程的组织者，每个部分的完成都离不开教师，但在整个教学过程中由于高校教师一职多能的特点，导致无法有效对教学过程进行组织，在PDCA循环中缺失环节，导致无法对教学质量进行有效控制，达不到预期效果。
2工程力学课程改革的研究
工程力学课程的定位，决定了课程的重要性，作为土木工程专业学生来说需要熟练掌握。所以针对所提出的问题，提出一些改革建议，以供参考。
2.1教学内容的改革工程力学课程是一门应用性较强的课程，是土木工程专业的核心基础课程之一，是连接高等数学、大学物理与结构力学、弹性力学、土力学、混凝土结构设计、钢结构设计、砌体结构设计等课程的桥梁，是土木工程专业学生教学由基础教育向工程实践教育的重要转折点，其在实践教学中的作用越来越明显，但是教学内容过分强调力学作为一门独立学科的系统性和完整性，而忽视力学作为应用学科的实用价值。工程力学的任务是学会如何对力学问题建模、如何将模糊的问题和想法用数学来描述，并培养提出、分析、设计以及解决科学和工程问题的能力。为了能够更好的培养学生分析和解决实际问题的能力，拓宽学生运用力学的方法解决实际的工程问题，应从教学内容上加以优化。一是重视基本概念、原理和方法的更新，增加新的教学内容，如工程力学领域的新技术、新进展、新概念、新实验以及国内外土木工程等领域的实际问题。二是为了使学生对力学课程产生兴趣，在绪论课程中应引入经典力学的发展史。目前，在教材编写中，由于“少而精”的要求，绪论中更多的是介绍课程的研究内容、研究任务、研究方法以及研究目的，而弱化了力学发展史的介绍。从古代墨子“力，形之所以奋也”到牛顿力学《自然哲学原理》的编写，再到哈密顿《一个动力学普遍方程》的发表，经典力学的发展经历的漫长的时间，期间出现了很多促使力学发展的科学家，如牛顿、麦克斯韦、达朗伯、拉格朗日、哈密顿等等。这些历史及历史人物的介绍，可以达到唤醒、激励、鼓舞学生的目的。三是强调概念性和实践性内容的重要性，适当减少计算性内容。工程力学具有基础性和应用性的特点，在教学内容安排中，一方面弱化理论推导过程，另一方面应适量增加一些具有实践性或趣味性的教学素材；例题中，应突出对实际问题的力学模型建立过程的描述，在课后习题中引入基于力学分析的工程实践的综合运用实例，以调动学生的学习积极性和培养学生用力学方法分析问题和解决问题的能力。
2.2教学方法的改革工程力学教学方法的改革，关键在于提高学生的学习兴趣。一方面可以通过制作精美的教学课件增加课堂的趣味性和直观性。现有的课件和通常意义上所说的板书并没有多大区别，只是将原来用在黑板上推导完成的公式，放到了多媒体课件中加以展示。这样的课件在教学过程中，达不到吸引学生的目的，自然无法引起学生的兴趣。考虑到在工程力学课程教学中会用到大量的力学简图和实验结论，如果可以将这些力学简图和试验项目（如在理论力学课程运动学篇中出现的连杆机构，材料力学课程中杆件的各种变形等等）用类似flas的直观方式表现出来，就可以丰富课件的内容，增加学生的兴趣。另一方面是引入课堂试验。力学课程中的基本原理都是建立在实验基础上，但目前力学的教学中，由于条件所限，工程力学课程中的实验部分主要集中在材料力学的一些验证试验中，如金属材料的拉伸压缩试验、梁的弯曲正应力试验、扭转试验等等。这些试验的开设，能在一定程度上提高学生的学习兴趣和动手能力，但要达到力学教学的目的，还有一定的距离。为了改变这一现状，可以借鉴一些国外大学经典力学的教学方法，在这些课程的教学中，教师在每堂课的教学中会会通过随堂实验的方式，验证本堂课所涉及到的相关内容和原理，尽管这些实验的结果大家都是非常熟悉的。此外还可以采用离开教室的现场教学。土木工程专业是应用性较强的一门学科，作为土木工程专业重要的基础课程，应该在在学期中，安排2-4个学时将教学从教室搬到现场，通过利用现场的工程实物，教会学生如何对实际工程问题模型化，并用所学的力学知识进行分析解答。
2.3教学模式的改革传统教学模式是以教师为中心的“填鸭式”教学，教师起主导作用。由于高校教师一职多能的特点，使得教学过程质量控制稍显不足。鉴于这种情况，应对传统教学模式加以改革，形成以学生为中心的教学模式。在这一过程中，应以班级为基础建立4-6人为一组的学习小组进行研讨式教学。研讨课教学是让学生参与教学，教学相长，师生互动，通过专题研讨使学生主动建构和拓展知识，培养学生的发散思维和创新能力。教师可以针对课程重难点问题，设置相关专题讨论课。教师通过引导，教师与学生，学生与学生间通过互动交流，对所学的知识进行拓展。也可以设置一些与学科前沿相关的内容及热点，学生通过课后查阅文献，以小组为单位，通过板书、图片、多媒体、实物模型等灵活的形式展示，并由教师与其他同学进行提问、讨论，最后教师进行总结和点评。此外，在作业形式中也应该改变传统以课后习题为主的作业模式，为了能够更好的培养学生的能力，提高学生的综合素质，可以布置一些研究型的题目，通过查阅文献，以论文的形式的完成。比如通过材料力学课程中梁的合理设计问题，可以提出钢筋混凝土梁的合理设计问题、钢梁的合理设计问题等等，然后将这些题目布置下去，让学生查阅资料，并完成相关论文。总之，要以这种教学形式改变传统的“填鸭式”教学，实现课堂教学从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。
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对于教学中存在的问题，要及时的解决，使用先进的教材，引进先进的仪器设备，对老师进行在职培训，提高老师的实际操作能力，促进教学质量的提高。
2.1使用与教学目标相符的教材
根据学校学科自身的特点选择适合的教材，优化教材的内容，使教学内容更加具体，更加系统。采用偏向实践的教材，进行操作技术的讲解，体现学科的实用性。教材要采用先进的传媒形式，利用多媒体教学，使教学内容更加生动，提高课堂的效率。教学内容要及时进行更新，要跟得上社会体制与信息技术的发展，增强学生对先进技术的了解。
2.2加大设备投资，加强设备的管理
学校要及时购进最先进的测量仪器，让学生掌握先进仪器的使用。添置测量仪器，保证仪器可以供学生使用，让学生掌握仪器使用的技巧。对于测量仪器数量较少的学校，要进行合理地配置，让学生可以高效的使用，锻炼学生的动手能力。定期对设备仪器进行维修，保证仪器的正常使用，提高课堂效率。
2.3提升教师的专业素质
学校要加强对老师的培训，提高教师的专业素质，弥补教师实践能力较低的不足。吸收一些具有实际经验的教师，增强教师队伍的整体素质。可以利用假期的时间，将老师分配到实际工作单位，让老师掌握最先进的操作技术。加强对外交流，安排教师到相关的院校进行学习与培训，向学生传授最先进的理论技术。教师进行教学方法的改变与创新，激发学生的创新能力，进行仪器展示与使用讲解，提高课堂效率。
2.4提高学生的实践能力
中职是一种特殊的学校，接收的学生多是初中毕业，或是初中还未毕业，是为了学习一门技术。学生的基础较差，尤其是数学上的知识，对一些函数的了解较少，在土木工程测量应用讲授时有一定的困难，要结合学生的自身特点，进行知识的讲解。教师要发挥学生的主体地位，充分调动学生的积极性，激发学生对于土木工程学习的兴趣。教学时，要注意留给学生充分的时间，老师讲授完理论知识后，让学生及时地进行练习，趁热打铁，让学生把握操作技术。
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教授提出土力学的三大特点：1.基础性：从20世纪30年代以来，土力学的经典理论及方法并没有太大的变化；2.时代性：土力学的应用已经不局限于建筑工程，而开始向环境、抗灾等其他领域拓展；3.实践性：学科与工程实践联系紧密。首先，土力学的理论知识结构比较散碎，但可以总结为图1的框架，其中三个特性：土的散碎性、土的多相性、地质历史形成的变异性；三个工程问题：强度、变形、渗流；三大理论：摩尔-库伦强度理论、有效应力理论、达西定律。图1其次，土力学是一门特别重视实践的学科。在《岩土工程50讲》一书中，李广信教授认为土力学本身是一门实用的学科，认为土力学的问题不能完全依靠数学或者物理力学的“模型”来解决，而且要经常依靠动手试验、现场认知、案例研究这些联系实际的方式提高学习质量。朱炳寅教授也提出类似的观点：“地基的沉降量不应该完全依赖于计算，在地基沉降量的确定过程中，工程经验往往比理论计算更重要，有时甚至是决定性的因素。”在他的著作中也反复强调案例分析、经验积累的重要性。
三、教学思路及教学建议
学习内容上，对于本科学生来讲，土力学的学习目的是为了在未来的实践工作中应用到勘察、设计、施工以及工程事故的处理当中，然而限于课时往往无法具体深入学习，学习的重点就侧重在三大理论和基本问题的计算、解决思路上。对于其他实践应用的内容，酌情安排课时，例如挡土墙、独立基础设计等常见的专业内容可以安排成大作业或者课程设计，对于更复杂的应用则适当删减。教学方法上，以培养动手能力为目标的土力学专业教育，应该从以下方面入手：
（1）重视基本概念和知识框架
当前大学生普遍存在着急功近利的学习风气，具体表现就在重应用轻理论，土力学虽然必须重视实践，但仍然强调“从实践中来”的理论总结；另一方面，目前的土力学教材编写质量良莠不齐，如何带领学生清晰地、正确地认识土力学的知识体系和重要概念，就是教学的首要任务，如有必要，建议可以在阶段性学习完成后回过头来再复习一遍绪论部分。
（2）及时引入基础试验教学
土力学基本理论的理解离不开实验课程，而部分教师为了方便教学，将实验课程和讲授课程各自集中安排，学生在理论学习和实践之间人为地多出一段空白期，不利于理论知识的及时消化，得不偿失。建议及时安排相关的实验课程，例如在讲到达西定律的时候，就开始常水头渗透试验的准备工作，待试验结束以后，再继续其他章节的学习。
（3）理解规范但不要敬畏规范
规范在我们国家的建筑业中具有十分特殊的地位，而且多具有强制性。笔者认为对于土力学学习来讲，应避免学生过早接触规范，主要原因是规范普遍存在着保守、过细的问题，它的编制是为了工程技术人员在实际工程中快速掌握及使用的，过早接触会限制学生创新思路和好奇心。另外规范在课程设计和使用的过程中，也要注意向学生强调规范的局限性，避免对规范的盲目推崇。
（4）“大作业+小组讨论”代替单打独斗的课程设计
课程设计是土木工程许多专业课的重要环节，目前许多课程设计采用的仍然是“一人一份”的方式，但笔者观察“结构设计大赛”等各种团队竞赛的效果后认为，团队形式带来了相互竞争、相互交流、相互激励的学习氛围，而且这也符合目前实际工作中的专业分工方式，可以培养学生的团队精神。
（5）注重案例分析和理论应用实际
案例分析作为土力学学习的重要途径要得到教师的重视，这是激发学生学习兴趣、理论联系实际的重要途径。目前国内建设工程众多，高校周边有很多的实例资源，可以通过实地参观、全程跟踪等方式学习地基、基础的设计和施工，也可以对已经发生的相关工程事故进行小组讨论，引导学生将理论知识与实际挂钩，或者采用课堂汇报的方式安排案例分析课程都是很好的途径。
（6）注重计算机应用
目前在国内的土力学教材中，部分教材仍附有“地基附加应力计算表”等表格，以方便学生进行手工计算，但不论是从实际工作中还是国外的教学发展来看，计算机软件应用是明显的方向，应该鼓励学生在课后作业中使用EXCEL编写简单的计算式进行计算，课后学习ABAQUS、ANSYS或者国内的理正等软件，将计算结果进行对比，指导分析其中出现差异的原因，拓宽学生的专业视角。
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1.境内社会实践的实施
目前已经有三届学生在大一暑期分赴省内签订的几家校企联合培养的卓越工程师培养企业进行为期一周的社会实践。每天接触不同的人，不同的部门，通过讲座、采访和亲身体验等形式，学生收获很大。由于学生在学校里学的都是书本上的知识，对课外的实际运用情况所知甚微，通过实践，可以了解学校外面的建筑行业的现状。学生反映最大的体会是懂得社会需要什么样的优秀人才，明白了储备丰富技能的必要性，知道接下来三年的大学生活该怎样去规划了。同时也体会到作为职业工程师应该具有的责任感和使命感，学会了与人沟通的技巧等。
2.境外工程体验的实施
目前已经有两届学生在大二暑期赴香港参加为期1周的境外工程体验。著名的国际顾问有限公司和建筑集团有限公司是境外实习的校外实践单位，为此校企双方经过多次讨论后拟定了实习的详细计划和实施办法，目前已经形成了一套标准模式。实习内容涉及土木工程各个领域的设计、施工、管理工程项目。与现场工程师的交流，不仅在专业领域扩宽了学生的视野，同时也对学生的职业生涯发展提出了很好的建议；在建设项目工地调研时，学生先后参观了海港净化工程、昂船洲污水处理厂、港珠澳大桥、西九龙高铁站等建设项目工地，在与工程师和工人的交流中，学生接触到很多从来没有接触过的知识。此外，学生还参观了由香港政府引导的推广节能、环保等理念的“零碳天地”。学生大开眼界，见识了香港先进的施工设备和高效的施工方法、成熟的管理措施、先进的设计理念、超前的环保意识和可持续发展观，为今后学习和工作建立了更明确的目标。这些实习的经验将会为今后境外实习打下基础。
3.生产实习的实施
生产实习安排在大三暑假，刚好上完土木工程施工课程，为期5周。学生以一个基层技术或管理人员助手的身份参加实习工作，与现场施工技术人员同吃同住。只要工地选择合适，实习期间基本能经历测量放线、绑扎钢筋、模板工程、混凝土工程及部分砌筑工程施工的实践过程，学习各工种的施工技术和施工组织管理方法，学习和应用有关工程施工规范及质量检验评定标准，学习施工过程中对施工事故的处理方法，学习阅读施工图纸和文件，还学习一些工程概预算的相关知识。通过施工实习，学生理解了如何将书本中的理论知识与实际工程结合起来，工程实际中不能死套书本知识，而是要举一反三，根据实际情况采取解决措施。实际施工现场远比书本上来得复杂，要做一个合格的施工管理人员，只有在现场慢慢积累经验、虚心求教、耐心聆听、灵活变通、和工地上的各方协调好关系才能保证工程的顺利进行。通过施工实习，也磨练了学生的意志，锻炼了学生在艰苦环境下的生存能力和工作能力。
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CDIO模式注重系统的能力的培养和工程素质的提高，得到了产业界的充分肯定。2005年燕山大学机械工程学院带头进行CDIO教学改革。里仁学院也紧跟步伐，根据我院的教学特色，重新审视传统的教学过程，反思其重理论轻实践的教学效果，开展了基于CDIO的工程图学教学改革，进行了一系列的探索和实践。
1.重建CDIO特色的课程体系，结合社会需求确定教学内容。图样是设计制造等各环节的重要技术资料，是工程界进行技术交流的语言，是每个工程技术人员必须掌握的基本技能。学生经过长时间的大学教育，毕业后所具备的技术知识专业能力和工程素质，要能直接拿来为企业服务，得到社会的认可。如果教学过程只是纸上谈兵的过程，学生便不能把学到的知识灵活地运用到工程实践中，不了解实践中工程技术上的设计思路零件结构的合理性实际操作的方便性图样表达和尺寸标注的完整性等。设计是为制造服务，制造是设计的后续。一个设计作品如果不能或难以制造出来，则只能是一个毫无意义的作品。因此，我们应该从工程实际出发，减少投影基础理论相贯线标准件等知识，加强工程上最常用的构型能力图样表达能力绘制和阅读工程图样的能力计算机绘图能力等教学内容，注重能力的培养，重建基于CDIO理念的与生产实际相结合的课程体系。
2.从产品设计制造出发，引入特色三级项目，融入CDIO理念。以本教学改革使用的传动器为例，在学期初便把传动器展现给学生，在学习表达方法时，让学生自主讨论设计各个零件的表达方法；在学习零件图的过程中，结合零件的实际应用，再优化各个零件的表达方案，并使标注的尺寸能够满足设计和加工工艺要求，标注出设计制造检验等方面的技术要求；在学习装配图的过程中，根据传动器的工作原理和装配关系，分析研讨装配图的表达方案，并绘制出传动器的装配图。这一过程主要由学习小组自主完成，小组代表陈述，学生集体讨论，教师给以适当的引导并做出点评。最后，完成设计说明书，并制作PPT进行答辩，由各小组组长评定打分。整个过程中，充分调动学生对工程实际的好奇心，引导学生在实践中自主学习，潜移默化地提高了自学能力。在此过程中培养学生的团队合作能力，以及学生的工程意识和对产品负责的观念，培养耐心细致严肃认真的工作作风。学生充分认识到了现在所学知识的重要性，更激发了对本学科学习的热情。
3.突出实践性，注重理论与实践的结合。工程图学是一门与工程实践紧密结合的课程，根据工程实例加工过程工艺结构等，对学生进行基本理论的讲解，培养工程素质，促进理论与实践的结合。例如，在讲解内螺纹孔的规定画法时，结合内螺纹盲孔的加工过程的动画，会激发学生的兴趣，更好地理解这些规定画法。第一步：用钻头钻孔，形成直径为0.85D的光孔，因为钻头的因素，产生1188的锥角，为作图方便，可简化画成1208，如图1图2所示；第二步：攻丝，形成大径为D的内螺纹孔，因为丝锥不能攻到底，所以需要画出0.5D的攻丝余量。结合生产实践，使学生在学习这些规定画法时，不是枯燥乏味地死记硬背，而是能更透彻地理解规定画法，从而能更好地记住和运用这些规定画法。
4.丰富教学手段，优化基于CDIO理念的教学环境。针对不同的教学内容和要求，使用黑板与多媒体相结合的教学手段。在徒手绘制典型例题的解题过程中，把教师的思维过程展示给大家，并根据学生的反馈调整教学方法与讲解进度，促进教师与学生的互动，营造活跃的学习气氛。多媒体课件的应用丰富了教学内容，并结合多媒体动画，把一些装配仿真过程等直观地展现在学生面前。充分应用模型室的实物模型，并应用计算机三维构型软件，建立虚拟模型。虚拟模型作为实物模型的补充，大大丰富了模型资源，克服了传统实物模型室时间和空间上的限制，改善了工程图学教学环境。另外，给学生观看典型零件的加工视频焊接过程视频铸造过程视频等，有助于学生开阔工程视野，优化工程图学的教学环境，保证CDIO教学理念在实际教学中的融合。
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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。
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(二)“水土保持工程学”课程实践教学存在的问题
云南农业大学“水土保持工程学”课程实践教学取得了一定的成效，但是还存在一系列需要改进和提高的地方:实践教学流于形式，未达到真正的教学目标;实践教学保障机制与教学评价体系不健全;等等。以上问题影响了本课程实践教学的开展，需要进一步加强研究，予以解决。
二、“水土保持工程学”课程实践教学设计的探索
在借鉴其他院校水土保持专业课程实践教学经验的基础上，立足本校的教学环境，充分考虑学生的实际需求，提出该门课程实践教学设计如下:以社会需要为目标，以学校及学生实际为出发点，组织开展相关的教学实践;课上实践与课下实践齐头并进，组织开展与专业学习、课外科技有关的科研活动和生产实践活动。
(一)教学重点与教学要求
通过该课程的学习与实践，学生能够了解和掌握常见水土保持工程措施的原理、布局、结构、功能特点、断面尺寸、CAD制图、建筑材料、稳定分析等内容，并且能在实际操作中运用。实践教学过程中我们应从以下几方面来努力:一是以社会需求为导向，将水土保持工程相关的国家规范、行业标准充实到教学内容中;二是不断补充本学科的前沿知识，重视水土保持一些关键技术的应用，如水土流失区面源污染控制与环境整治技术，开发建设项目水土流失防治技术，水土保持新材料、新工艺、新技术等;三是以水土保持单位的实训项目作为教学实例，教会学生如何学以致用;四是以生态文明建设为目标，注重流域或区域水土资源的保护、改良与合理利用，将一些“生态”工程措施的理念与设计补充进教学实践中;五是以够用为原则，简化知识，减轻学生的学习负担，只要学习在实际工程设计与施工中常见的问题即可;六是以开发建设水土流失的防治措施设计为重点，如拦渣工程、降雨蓄渗工程、临时防护工程等，鼓励学生开展相关实践学习。
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笔者结合一直以来的教学经验，尝试在以下方面进行探索和研究：1.实践教学拓展的研究与探索以往的实践教学，通过具体的实验、实习、设计以及工程实践等环节实现，而这些环节的最终目的都在于提高学生的专业知识学习水平和技能应用水平。基于教学时间、资金、场地和设备等限制，笔者将传统的实践教学模式进行拓展，实现虚拟实践教学和实际实践教学相结合的教学模式。通过计算机虚拟仿真技术，将工程实验、生产、施工和设计等环节制作成逼真的3D视频并建立资源库，弥补实际实践教学实践过少的缺陷，最大程度训练学生建立完整的工程结构概念。具体的工作包括工程试验仿真、工程生产仿真和工程施工仿真等。其中，工程试验仿真：将土木工程专业工程中大量的材性试验和构件试验，制作成三维动画，让学生能直观地认识工程材料性质以及构件力学特性。工程生产方法仿真：将土木工程中相关的构件或材料的生产过程、生产工艺等，结合视频录像，制作成系列专题动画，补充学生在企业单位或工地的生产实习的学习，以达到在有限学时内进行丰富的生产实践教学与学习。工程施工仿真：将土木工程项目建设施工的过程以三维动画形式呈现给学生，将“工地”搬进教室，使学生通过丰富的视频学习，认识具体的工程管理及工程施工的概念和重点。2.课程设计的研究与探索探索“以分散与集中相结合的方式”填补教学课时的不足，以“课堂与工程相结合”的方式改变传统单一的课堂教学方式，将课程设计与实践教学充分结合，探讨相关问题和措施。3.毕业设计的研究和探索毕业设计要求学生能够系统地对土木工程结构进行分析和设计，要求学生参与从工程方案规划、工程设计到绘制施工图的全过程。通过比较完整的工程结构设计训练，让学生基本具备进行工程设计的能力，有效培养学生分析问题和解决实际工程问题的综合能力。逐渐开展“小组设计模式”，通过小组协作设计，锻炼学生的团队合作协调能力，以适应社会工程建设的需求。4.工程训练的研究和探讨活跃工程训练模式，充分利用校内实习基地和校外产学合作实习基地，建立完善的工程训练教学模式。鼓励学生开展工程结构模型探讨训练，通过诸如土木工程结构设计竞赛等模式，促进学生参与工程训练的学习热情和积极性。5.实验教学的研究和探讨加强实验教学体系建设，增加实验教学的课时比例。根据人才培养要求，减少设置认知验证性实验，增加综合设计型、综合型、创新型的专业实验课，鼓励学生开展自主创新实验，着力培养学生的实践能力和创新精神。鼓励学生参与结构架构模型实验，通过亲手制作结构模型，加深对工程结构的认识，以达到创新实践能力的培养。同时鼓励学生参与诸如结构设计大赛等与土木工程专业相关的竞赛活动，促进第一课堂和第二课堂的有机结合。
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(一)实验过程控制
为了使实验教学顺利进行，在实验课之前，应做好以下准备:
(1)按照自愿组合原则将每个班学生分成实验小组。
(2)详细讲解考评规则，强调实验学习与实验考评的结合方式，让学生清楚考评规则。
(3)课堂理论教学可利用视频、动漫等教学手段讲解实验，演示实验;实验课将不再讲解实验操作、实验步骤、注意事项等。
(4)要求学生在实验前做好预习报告，对预习报告格式不作限定，但其中必须包括小组如何分工合作等内容。为了让学生有充裕的时间完成实验，传统实验都安排约2个小时，其中30分钟由教师讲授实验目的、实验步骤、实验注意事项等。但实际上，土木工程材料课程实验内容并不是很复杂，实际操作时间短，但因为绝大部分学生没有做好课前预习，对实验不熟悉，实验现场只好边看书边做，或者看别人做完后自己再依葫芦画瓢，学生实验操作既没有压力也没有动力。针对这种情况，在实验安排上将实验时间从2小时缩短至1小时，取消教师讲授时间，将实验完成时间纳入考评成绩，以促使学生做好课前预习以及分工合作安排，做到实验过程中小组成员人人动手操作，而不是由个别学生包办，并将实验过程的分工合作情况纳入考评成绩。1小时实验时间分成三部分:5分钟由教师简单介绍实验用仪器和原材料;40分钟由学生实验操作;15～20分钟安排实验讨论。
(二)实验情况讨论
学生基本上都是第一次接触实验，在实验操作过程中难免会出现失误。传统实验教学中，教师常常担心学生出错，一旦发现学生操作失误，就马上中断学生实验，再指导应该如何操作，甚至代替操作。这种教学方法表面上保证了学生实验的顺利完成，但实际上这种做法不仅使实验过程变得不连续，而且打击了学生实验的积极性，不利于学生独立思考。实验过程中，教师是主导方，教师常常无意识地用自己成熟的实验概念强制代替学生初次的实验思考。其结果是学生完成实验后对自己实验操作是否规范、实验应注意的细节、实验有哪些知识点需要掌握、实验操作程序是否正确都不清楚。因此，教师在实验操作过程中最好不对学生进行任何指导，不打断学生实验，只在旁边观察，了解与掌握每个小组的实验情况;实验完成后再组织学生对整个实验情况进行讨论。在讨论过程中教师可引导学生进行归纳和总结，尤其对操作失误的要进行重点分析。讨论分析具体步骤如下:先请一位学生将整个实验操作过程、实验注意事项等陈述一遍。在此基础上，其他学生结合自己的实验情况进行补充和讨论。在讨论过程中，教师根据观察到的实验情况以及学生讨论的情况，对每个小组实验操作过程中出现的问题进行分析，引导学生思考、总结与归纳，得出正确的结论。以下具体举例说明。实例一:在水泥胶砂实验讨论中，有学生说他们发现胶砂搅拌后不均匀，影响了试件成型效果。针对这个问题，首先引导学生进行分析，得出引起搅拌不均匀的主要原因是搅拌叶片与搅拌锅底距离过大，由此强调说明实验设备对实验精确性的影响，每次实验前应对实验设备运行情况进行检验;然后提出如何才能使胶砂搅拌均匀的问题，引导学生对实验过程中搅拌叶片停止90秒时应该做什么这一实验细节的讨论。在讨论过程中，除了强调规范中“用刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅中”的内容外，还可以引出如果用刮具将锅底胶砂搅拌起来，将有利于提高胶砂均匀效果这一实验技巧。通过讨论，加深了学生对实验仪器、操作细节重要性的认识。实例二:粗骨料表观密度测量实验中包括饱和面干、开口孔隙等知识点。在实验过程中，发现很多学生并没有用湿抹布将粗骨料表面积水抹干就直接称量。针对这一问题，在讨论时，首先对多孔材料空隙结构和表观密度计算公式作简单复习，引导学生思考操作中出现的细节错误，突出实验操作细节的重要性;同时对饱和面干、材料空隙结构、表观密度等相关知识点进行全面复习。讨论结束后，再由教师将正确实验操作程序从头至尾复述一遍，突出实验注意事项，总结实验目的，给学生正确的实验知识。
(三)实验报告内容
每个小组提交一份实验报告，实验报告不拘泥于形式，鼓励学生在形式上自由发挥，但在内容上要包括实验操作过程的描述、小组每位成员对自己所负责工作的介绍以及实验操作的体会、实验结果分析等。对实验结果的分析鼓励采用多种形式，如结合操作中出现的问题进行分析，还可以对各小组的实验结果进行横向对比分析等。
(四)实验考评方法
考评内容主要包括五个部分，即实验时间、实验卫生、实验操作、实验讨论和实验报告。具体考评细则和评分标准如下:
(1)对实验完成时间的考验占考评成绩的5%，考评对象为各小组，小组成绩即为小组每位成员的成绩。其中每个班级10个小组前两名得分为100分，中间六名为90分，最后两名为80分。对实验完成时间的考评只作为一个鼓励措施，考评成绩不能太低。
(2)对实验卫生情况的考评占考评成绩的5%，考评对象为各小组。根据每个小组实验操作结束后对仪器设备等的整理情况进行评分，评分标准分为100分、90分、80分、70分和60分。实验卫生是良好实验习惯的表现，考评成绩上可拉开差距。
(3)实验操作成绩占考评成绩的10%，考评对象为小组。主要考评每个小组成员合作情况和操作熟练的程度，评分标准分为100分、90分、80分、70分和60分。
(4)实验讨论考核成绩占考评成绩的30%，考评对象为每位学生。所有实验完成后，讨论时学生未发言的0分，有一次发言的80分，两次发言的90分，三次及三次以上的100分。发言讨论能反映学生对实验的态度，实验讨论成绩占考评成绩比例应大一些，有利于提高学生动手实验的积极性。
(5)实验报告成绩占考评成绩的50%，考评对象为小组。考评内容为实验报告内容，评分标准分为100分、90分、80分、70分和60分。在考评细则中，只有实验讨论的考核是针对小组每个成员的，旨在鼓励学生积极思考，踊跃发言;其他四项都是对小组统一评分，鼓励团队合作;对实验报告，如果要求小组成员每人一份，很多内容会重复，流于形式，因此，可调整为要求小组成员通过讨论，由小组统一提交一份具有实际内容的实验报告。
三、实验教学方法实施要点
相对传统实验教学方法，本文提出的方法缩短了实验时间，加重了对实验操作过程的考核，在具体实施过程中，要求:
(1)教师和助教集中精力，随时了解与掌握学生的操作情况，按照考评细则及时对每个小组的完成时间、卫生情况、实验操作熟练程度和讨论发言做好定量考评;
(2)保证实验仪器运行稳定;
(3)讨论中要调动学生积极性，引导学生参与讨论。
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2.泡沫混凝土浇筑实验设计
在土木工程材料成型实验课教学过程中，通过授课教师的国家星火计划项目“农作物废弃物新型保温建材制备技术集成与示范”，参与现场施工环节可以让学生明确泡沫混凝土浇筑、养护与普通混凝土有何不同，分别注意哪些问题，具体涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知识。比如，在测定泡沫混凝土立方体抗压强度的标准值时，标准试块的制作、养护、龄期、加载方式，泡沫混凝土的导热系数与强度之间的关系，以及减少泡沫混凝土收缩开裂的措施等。与此同时，可要求学生查阅有关保温材料施工技术的文献，以拓展知识面。
3.钢筋的加载实验
在钢筋教学实验中，可以采用逐级加载方式，对钢筋施加荷载，指导学生如何使得钢筋强化。首先未加荷载的钢筋进行试验，学生从中了解了钢筋在拉伸过程中经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段，然后要求学生把一根钢筋拉伸到强化阶段的任何点后卸载，再对此钢筋进行拉伸试验，学生可以发现钢筋的屈服点提高了。那么在实际工程中采用这种工艺会起到何种效果？通过现场实验学生了解了钢筋强化的过程及作用。另外，根据项目研究需要，为了提高钢筋防锈能力，是在钢筋强化前做防锈措施，还是在钢筋强化后做防锈措施？把这些问题作为课后大作业，使学生进行充分讨论。在探讨的基础上，授课教师对各种结果进行分析总结，最后确定具体的实验方案。
4.试验结果分析
在进行实验课程教学改革后，学生研究性试验结束，授课教师指导学生对实验结果进行数据处理。分析结果对比《土木工程材料》教材的课堂教学的基本理论，从而可以进一步改革实验教学内容，对实验结果与实验数据进行不同侧面深入分析，比较各自的结果。通过分析比较可以提高学生对土木工程材料理解程度。
二、实践过程中必须结合土木工程材料课程实验教学
将工程实践科研活动融入到土木工程材料实验教学，必须做到以下几点。
（一）学生参与科研项目与土木工程材料实验课程要匹配
学生参与科研项目必须与土木工程材料实验教学相匹配，二者要有机结合，只有在相应实验课程的基础上，融入相关的工程实践科研活动，才能促使学生去沉下心思考问题。授课教师指导学生查阅相关资料，探索解决问题的方法，通过这一系列培养，学生的科研能力、实践能力和创新能力会有大幅度提高。通过实践，我们认为土木工程材料课程的培养模式，必须强调学生实践能力的培养，而实践能力不仅需要学生掌握土木工程材料的理论知识，而且更重要的是学生利用所学的土木工程材料理论知识在实践过程中善于发现新的材料和新工艺。为了达到这一目标，授课教师在制订课程培养方案时，相应缩短课程基础理论课时，适当增加实践教学环节课时，更重要的是要在实践过程中注重授人以“渔”，注重授于学生解决工程实际问题的能力，指导学生自我更新知识的能力。
（二）学生参与的科研任务要与学生的能力相匹配
学生参与科研项目必须与学生的知识水平和能力相匹配，所布置的科研实验不要使学生感到难度较大，无从入手，这样的教学效果也难以达到预定教学计划的目的。将工程实践科研项目融入到土木工程材料实验课程，授课教师在课外花更多精力进行指导，并提供试验的场所和实验条件，使学生从中受益。反之，如果授课教师所布置的科研实验难度不大，就会使学生错误地认为科研实验并不复杂，从而失去对科研实验的兴趣。因此，授课教师在制定土木工程材料实验课的教学计划时，必须注意科研实验难度的合理安排。土木工程材料课程的教学计划改革主要是强调学生实践能力的培养，但并不是弱化基本概念的学习。目标是强化学生实践能力的培养，在增加实践环节的同时适当地压缩了课堂教学时间，但基本概念教学内容不减少。在土木工程材料课程教学计划制定的同时，兼顾基础理论课时和实践训练的教学课时，将理论教学与科研实验互相融合、互相补充。为了达到这一目标，项目组将实践教学课时从原先的30%提高到50%，课程考核实验实践占50%，期末考试50%。
（三）学生参与的科研活动要合理组织
教学与科研的性质毕竟不同，有时二者之间会有冲突，授课教师就要根据教学内容，合理地安排相应的科研实验，使教学内容与工程实践科研活动相协调，使学生参与到教师的科研实验中来，以促进学生掌握课堂知识，并形成学生在掌握课堂知识的同时又提出新的科研实验的良性循环。土木工程材料课程所培养的学生是面向各类设计院、施工企业、监理企业、建筑材料制造企业、造价咨询企业，其必须具备解决工程实际问题的能力。本专业学生毕业后在从事道路、桥梁及建筑工程的设计、施工、监理及检测过程中，必须具备土木工程材料基础知识及工程实践能力，因此，制定土木工程材料课程教学计划时，应着重从培养学生运用理论知识解决实际问题的能力出发，使学生毕业后能尽快地适应企业的生产和施工节奏。为了达到这一目标，授课教师在讲解基本概念时结合工程实例，并辅以教师的科研成果，如有一年轻教师应用“钢筋在环境———应力耦合作用下的锈蚀特征及演化规律（51008276）”国家自然科学基金项目把钢筋与混凝土二个实验合一起，指导学生在实验过程中了解钢筋在锈蚀过程中对钢筋混凝土性能的影响，钢筋在锈蚀后受力截面减小、混凝土锈涨开裂，导致钢筋和混凝土力学性能下降，从而把混凝土和钢筋二种材料串在一起，让学生能更深入地理解课堂理论与概念，而在教学过程中，年轻教师也由此积累教学经验。
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土木工程属硬工科学科，必须理论联系实践，注重学生实践能力培养，增强基础实验课程和专业实验课程教学效果，构建具有前瞻性、可操作性的土木工程专业系列实验教学平台。为此，学校不断加大对土木工程实验教学平台的建设力度，至今已经投入了近一千万元。
（1）土木工程实验教学平台构成
土木工程实验教学平台的构成既要考虑到人才培养的需要，又要结合各学校实验室建设的特点科学构建。实验平台的相关实验内容要按专业需要设置将其系列化，各门课程相互融合，不断更新项目内容。我校土木工程实验教学平台包括四部分：基础实验室、专业实验室、规划与设计实验室、虚拟现实与模型制作实验室。土木工程基础实验室包括大学物理分室和基础力学实验设备。建筑面积80平方米，设备总值40万元。主要承担《大学物理》、《材料力学》等课程的实验教学。土木工程专业实验室包括建筑材料实验室、工程结构实验室、土力学实验室、检测实验室、流体力学实验室、材料力学实验室。规划与设计基础实验室包括工程制图实验室、测量实验室、计算机辅助设计实验室等。虚拟现实与模型制作实验室主要用来设计、制作、演示各类结构模型。
（2）合理分层实验教学平台
针对学生特点，我校实验教学平台分为三个层次：基础性实验平台、综合性实验平台、设计创新性实验平台。三类平台具有一定的内在联系，即由面到点，由面向全体学生到精英学生，由验证型向创新型，逐级过渡和深入。基础性实验平台面向全体土木学生。学生要完成各门课程（专业课和学科基础课）关键的单一验证型实验，如大学物理各类实验、材料力学中钢筋拉伸实验、土力学中土的含水率测定等。该类实验平台中，实验内容较浅显，实验仪器小而多，实验步骤较简单。基础性实验主要培养学生的观察力和动手操作能力，帮助加深学生对课本理论知识的理解。综合性实验平台针对部分实践能力强的学生。实施的多为选修性质的实验项目。综合性实验涉及一些大型的、功能复杂的仪器设备，需要专门的实验教师在旁边讲解和指导。综合性实验往往实验周期长，实验内容复杂，实验步骤多，需要学生付出一定的时间、体力和精力。如混凝土力学性能的测定，包含从最初的水泥性质测定（安定性、细度）、配合比的设计、混凝土人工搅拌、坍落度和扩展度的测定、试件养护到最后的抗压测定等步骤。涉及仪器众多，有水泥细度负压筛析仪、煮沸箱、雷氏夹、雷氏夹膨胀值测定仪、水泥净浆搅拌机、湿气养护箱、量水器、天平等较小仪器设备，也有大型加载设备。综合性实验考验的是学生对所学知识的融会贯通能力。学生要提前预习，熟悉所有实验仪器的使用，并清楚实验全过程。设计创新性实验平台则是为学有余力且爱好钻研、动手能力强的创新性学生开放的。一般一位指导老师带3~5名学生，结合教师的科研项目或学科竞赛试题进行创新性研究。如绿色生态混凝土配合比设计，自密实混凝土，高性能生态透水混凝土，防爆抗冲击仿生混凝土材料的研发等。
（3）建立开放式、独立设置式实验教学平台
学校大力抓实验教学，成立了“实验室与设备管理中心”，专门负责全校各类实验室（包括本科生教学实验室、研究生教学实验室、学科平台实验室、科研平台实验室、大学生专业创新训练中心及重点实验室等）平台建设与管理、实验教学组织与管理、公共共享平台建设与管理、教学科研大型仪器设备管理和协助负责实验技术队伍建设与管理。近期，土木工程专业申请了一批开放式实验项目和独立设置式实验课程。开放式实验项目如纤维混凝土中不同掺量纤维对其抗压强度影响的实验、钢筋拉伸试验、AutodeskRevit软件的初阶应用、剪切模量测定实验、基于小波包方法的梁式结构损伤识别研究等；独立设置实验课程如材料力学、土木工程材料等。依托此类实验项目和课程，激发学生参与实验的热情，培养学生的动手实践能力，同时带动教师科研项目的深入研究。
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2)由渲染引擎对模型进行实时渲染并动态显示;
3)具有无限的交互性。Web3D的实现技术主要分为三部分，即建模技术、显示技术和三维场景中的交互技术［1］。三维模型的实时建模与动态显示技术是Web3D技术的基础，该技术可以分为两类:
1)基于几何模型的实时建模与动态显示;
2)基于图像的实时建模与动态显示。交互技术是Web3D技术的关键，Web3D软件能够直接实现常用的交互功能，复杂的交互功能则可以通过编程实现。
2常用的Web3D技术
2．1Cult3D
Cult3D是一种基于Java内核的Web3D技术，由瑞典的Cy-core公司开发，用户可以将第三方开发的Java类嵌入其中，极大地增强了Cult3D的交互性和扩展性。为了提高开发效率，Cult3D的操作简单直观，开发环境十分人性化和条理化。Cult3D包括Cult3DExporterPlug-in，Cult3DDesigner和Cult3DViewerPlug-in三个程序模块。Cult3DExporterPlug-in用于将3DSMAX，MAYA等三维设计软件制作的三维模型转换为Cult3DDesigner支持的格式。Cult3DDesigner用于为模型加入交互功能，如缩放、移动、旋转等，导出后嵌入到网页或其他应用程序当中。Cult3DViewerPlug-in是显示插件，安装该插件后，用户即可在网上浏览采用Cult3D技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。
2．2ViewpointViewpoint
是一种基于XML构架的Web3D技术，由美国的Viewpoint公司开发，它能够十分方便地与数据库和浏览器进行通信，因此得到了广泛的应用。用户仅需安装一个免费的插件，即可在网上浏览采用Viewpoint技术制作的三维模型，并进行实时交互操作。与Cult3D技术不同的是，Viewpoint自己制作三维模型，而不是导入其他软件制作的三维模型。Viewpoint模型的三维多边形网格结构具有可伸缩性和流传输性。可伸缩性即采用Viewpoint技术开发的Web3D模型能够自动地依据用户电脑的性能和网络速度调整模型的精度及相关技术参数，以确保用户获得最佳的体验;得益于这种特性，一个高精度的Web3D模型就能够满足用户对不同精度的需求，同时还可以大大减少设计者的开发工作量。流传输性允许用户在下载模型数据的同时浏览Web3D模型，并与之交互。基于这两种优越的特性，Viewpoint技术得到了广泛的应用。
2．3Java3DJava3D
是Java语言在三维图形领域的应用编程接口(API)，由美国的SUN公司(2010年被Oracle公司收购)推出，利用Ja-va3D提供的API，可以快速开发基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等。采用Java3D开发Web3D程序时，开发者仅需调用这些API进行编程，而客户端只需要安装标准的Java虚拟机即可浏览，而无需安装额外的插件。Java3D把OpenGL和DirectX等底层3D技术封装在Java3DAPI中，提供了一个高层的面向对象的编程模型，从而使3D技术不再繁琐，并且可以加入到J2SE，J2EE的整套架构中，这些特性使得Java3D技术具有强大的扩展性。Java3D作为Java语言的扩展，具有平台无关性，即“一次书写，随处运行”;采用Java3D开发的Web3D程序可以访问所有的Java类，因此能够很好地与In-ternet集成。Java3D支持运行时装载器，因而能够兼容多种文件格式，包括各种厂商的自定义格式。
2．4X3D
X3D(Extensible3D)是新一代的Web3D国际标准，由Web3D协会(Web3DConsortium)于2003年，它在VRML97的基础上发展进化而来，更加成熟和完善。X3D整合了正在发展的XML，Java，流技术等先进技术，包括更强大、更高效的3D计算能力、模型渲染质量和网络传输速度。X3D采用XML(ExtensibleMarkupLanguage)———可扩展标记语言描述三维实体及其行为，XML是平台无关的并且得到了广泛的支持和应用，XML具有显著的技术优势:拥有自定义的标记语言来描述结构数据、易于编程者和计算机理解;具有有效的数据约束等。X3D的组件化体系结构使其具有良好的可扩展性和可定制性，它可以根据市场应用和服务的需求添加组件以扩展其功能，并且可以定制一系列标准扩展组件以满足特定应用的要求。X3D支持开发广播/嵌入式应用，可以用于从手机到超级计算机的各种设备。
3Web3D技术在土木工程专业教学中的应用
土木工程专业的主干课程包括混凝土结构、钢结构、高层建筑结构、建筑结构抗震等，这些课程的实践性很强，且构造要求很多，从而导致学生难学、教师难教。因此，如何帮助学生加深对教学内容的理解，提高学习效率，提升教学质量，长期以来一直都是土木工程专业教学改革的热点。将这些课程中涉及的各种结构组成，尤其是一些节点构造制作成Web3D模型，用户可以任意缩放、移动、旋转模型，实现360°全景浏览，还能够对模型中各种构件的显示或隐藏进行控制。如此让学生直观且互动地学习，有助于解决教学中的重点难点问题，从而提高教学效果。下面以采用Cult3D制作钢结构节点构造模型为例说明Web3D模型的制作方法及流程。
1)三维模型的建立和输出。在AutoCAD中建立三维模型，导入3DSMAX中进行渲染，最后由3DSMAX输出为Cult3DDesig-ner可以接受的．c3d文件格式。
2)为三维模型加入交互功能。在Cult3DDesigner中加入各种触发事件和动作控制，以实现三维模型的交互功能。3)三维模型的导出和。将完成的三维模型输出为．co文件格式，嵌入到网页当中。
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1.2土木工程专业实践室建设现状及存在的问题
在国家大力推进高职实践教学的形势下，很多高职院校都加大了实训建设的力度。但是土木工程专业实训室在建设过程中存在着一些问题，主要表现为：①实训室建设“仿真性”差，没有为学生提供真实性的工作岗位环境，学生缺乏实际操作感；②学生增长速度远远快于实训设备投入，加之实训设备更新速度慢，学生无法在现有的资源上学到最新的专业技能；③实训室建设与实训教学模式不同步，以及实训教学计划、实训教学大纲、实训指导教材的开发，但实训室未建立，导致实践教学效果不理想；④具有丰富的理论知识和技能熟练的“双师型”教师队伍的培养力度不够。
2“教学做”一体化实训室建设
2.1“教学做”一体化实训室建设的必要性
高职教育的核心思想是学生的学习过程与工作过程的紧密结合。因此“教学做”一体化的教学模式也成为各大高职院校教学改革的重点。“教学做”一体化教学模式突出“做”，要真正实现“做”就要有与之配套的实训室。建设“教学做”一体化的实训室是高职院校提高教学质量的重要保障。土木工程专业的实践性强，学生通过在“教学做”一体化实训中的实践学习，可以把理论知识转化为实践技能，是培养学生职业能力的重要场所。
2.2“教学做”一体化实训室建设的思路
根据麦可思公司的分析报告，滁州职业技术学院2012届和2013届毕业生认为对主要课程最需要改进的地方均是“实习和实践环节不够”。根据该校毕业生的反馈建议，该校应加大实训室建设力度。为此，根据“工学结合”的思想和土木工程专业特点，以校企开发为基础，构建功能与企业生产流程一致的实训室，实训室融教、学、做为一体。
2.3“教学做”一体化实训建设的措施
2.3.1实训室环境的建设
实训场地的布置方案与企业生产模式一致，实训室的环境与企业生产、技术管理的要求高度吻合，使实训室真正发挥教学和生产的作用。同时，把现代企业生产管理的“7S”理念应用于实训室建设中。真实的企业生活环境和浓厚的企业文化氛围，使学生迅速地容入到企业生产中去，同时实训教学围绕学生职业岗位进行，更深层次地培养学生的职业道德、实训操作等综合素质。该校现有力学实训室、工程测量实训室、道路沥青材料实训室、沥青混合料实训室、混凝土实训室。混凝土标样室、凝胶材料分析室、砂石原样分析室等土木专业实训室。实训室在建设过程中，应参考企业技术人员的意见，按照企业生产的模式进行设置。
2.3.2实训教学内容的构建
在实训教学内容的构建上，学校要把握教、学、做三个方面。教：主要是教师讲解，在实训项目实施之前，教师根据实训的内容，有针对性地讲授理论知识、操作步骤及操作要点；学：教师对项目进行示范指导，学生学习和领会教师的操作过程，掌握操作流程，明了操作原理；做：学生按照教师的操作过程，自行完成实训操作流程，这个环节学生为主导，学生发挥自己的主观能动性，分析和解决问题，最终完成整个实训项目。
2.3.3实训室管理的规范性
滁州职业技术学院土木工程专业实训设备较多，而实训教师较少，实训室管理较为困难。所以，在实训教学过程中，可以采取“一带一”的方法，即教师带学生，学生带学生的实训教学方法。这种方法既可以减轻教师实训教学的负担，又可以培养学生相互协作的精神。实训室在管理过程中应推行“7S”管理模式，通过实训室的规范化管理，可以培养学生良好的行为规范。
2.3.4实训师资队伍的培养
实训教师丰富的实践教学水平是实训教学质量的保障，教师熟练的操作能力为提高学生的实践技能打下了基础。该校建立并完善师资队伍管理制度和优秀人才成长机制，采取引进、培养、提高等一系列强有力的措施，强化双师素质培养，针对每一位专业教师制订“双师素质”培养计划。以教师进企业挂职锻炼为主，多措并举提高教师的实践教学能力。
3“教学做”一体化实训室预期效果
3.1激发学生学习兴趣，保障实训教学效果
每个实训内容的设置都以实际的实训项目为载体，这些项目的实施就是学生以后工作所需要的，学生认识到所学的东西工作要用到，就会激发学生的学习兴趣，学生的学习热情自然高涨，达到事半功倍的教学效果。
3.2培养学生实际解决问题的能力
“教学做”一体化的实训教学，重点突出学生的做。所以，在实训教学过程中，采用小组讨论学习、自主学习和探究学习等方式教学，充分发挥学生的主观能动性，在实训过程中，逐步培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3.3有利于教学改革的实施
“教学做”一体化的实训室既可以作为实训场所，也可以是教学场地，同时实训内容的选取也是实际的项目，这可以与项目化教学改革密切联系，推进该校教学改革的实施。
3.4实现实训教学与企业岗位的无缝对接
实训室从建设到管理都与企业一致，学生从着装到操作均按照企业的要求，学生始终在仿真性的环境中进行实训训练，使学生在校就能感受和体会到企业员工的角色，这为学生以后走上工作岗位，迅速融入企业打下基础。
