工程图学教学论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇工程图学教学论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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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[6]。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。

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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二、实施方法

以四个模块形式组成整体框架。第一模块，整合理论教学内容。通过以专业课教师为主基础课教师为辅的研讨，进一步确定授课内容的连贯性和重复性，避免知识体系杂乱无章，提出保证知识体系系统化的具体措施和具体要求，条件允许的情况下可以采用集体备课形式。例如，专业课中需要基础课的知识体系以书面形式提交给相关单位或者相关教师，并以此作为教材。通过大作业、小设计等手段使每一门课程的知识连贯起来[6]。第二模块，整合实践教学内容。通过组织专业课教师研讨，进一步确定实习内容与专业课等课程知识的联系，如生产实习与土木工程施工课程紧密联系起来。另外，课程设计可以整合到一起，如基础工程课程设计可以与混凝土课程设计、抗震课程设计、钢结构课程设计连在一起，下达一个任务书，要求学生用一个任务书完成4个课程设计。这里涉及到方案比选，如同样设计一个框架是钢结构材料好还是混凝土材料好。造价的课程设计也可以结合进去。施工方面的设计可以与生产实习结合。学生在校园就可以模拟设计院工作状态，完成一个局部小设计。条件允许的情况下，可以进行答辩、方案优选或者模拟招投标程序，使学生提前进入工作状态[7]。第三模块，更新专业教材。教材更新的基本原则包括新规范内容、新施工工艺、国内外科研前沿问题，与此配套的课件，讲义，习题随之而更新。若条件具备，可以出版系列教材，吸收兄弟院校、科研院所、施工单位等人员参加教材编写工作；若无条件可以编写校内讲义。第四模块，建立健全教学设施。根据各模块的要求研究相应试验配套、教学条件配套方案。四个模块层次分明，循序渐进，符合认知规律，满足教学目标。

三、可行性分析

专业团队成员知识层次符合实施该项目要求，基本包括各门专业课主讲教师。团队中有从事实际工程项目设计、施工以及从事科学研究成员，可以保证指导项目的顺利进行。专业团队与兄弟院校及科研院所有紧密的联系，有利于项目的顺利实施。建立的实习基地为项目的实施提供平台。

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二、土力学的课程特点

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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按照工程专业的课程要求，在土木工程专业的授课过程中进行工程案例教学，必须要以学生为主体，根据不同学生的不同特点，选用具有专业性和代表性的工程案例来进行教学，并在授课过程中，让学生自发讨论，互相交流对工程案例的看法，以加深其对所学专业的了解，使学生分析问题的能力得到提高，学生的大脑思维更加活跃，能够快速而牢固地掌握理论知识，激发学生对土木工程专业的兴趣。［1］

1．2工程案例教学的特点

利用工程案例进行教学，首先可以改变传统的教学方法。在以前的教学模式中，都是以教师为主体，教师是课堂教学的指挥者，学生则扮演着听从者的角色，这样的教学模式严重打击了学生的学习积极性，不利于学生进行自主学习。而在案例教学的过程中，教师仅仅起着引导作用，通过师生之间的互相交流与探讨，形成“合作学习”的模式，融洽了师生之间的关系，提高了教学质量。其次，学生在案例教学的过程中，掌握了课堂的主动性，成为课堂的主体，从而激发了学生的学习兴趣，也提高了学生的创新思维能力。再次，土木工程与我们的现实生活有着密切的联系，无论是居民住宅，还是商业的国贸大厦，甚至是跨海大桥等等，都可以成为土木工程专业的研究对象。这些生活中随处可见的建筑，为土木工程专业的案例教学提供了丰富的资源。最后，工程案例中的一个简单问题，往往会涉及到多个学科的知识，这就需要学生不断拓宽自身的知识面，学会综合运用交叉学科的知识来解决工程案例中出现的问题，有助于学生提高自身的专业素养。［2］

2工程案例的设计

土木工程主要可以分为三个方向:建筑工程方向，桥梁工程方向，地下结构工程方向。针对于桥梁工程方向的案例设计，既要考虑到理论知识的融合，又要考虑到学生积极性的调动，因此在进行案例设计时，要注意以下几个方面:

2．1坚持理论联系实际

土木工程专业，整体应用性较强，因此，在设计桥梁工程的案例教学时，每个案例都应当紧紧围绕教材中的理论知识，以帮助学生思考和分析问题。同时，教师在设计案例的过程中，不能凭空想象，而要根据已有的资料来合理设计。

2．2案例的选择

教师在进行案例选择时，首先要考虑到学生已经掌握的知识，以及该案例对于学生理解这些知识是否具有指导性意义。其次，教师应当将已经获得的大量原始资料，进行分门别类，然后从中选择出具有专业性和典型性的案例。最后，在案例的选择过程中，教师还应当考虑到案例的特征，以及可以利用该案例解决什么问题等。

2．3案例的针对性

在桥梁工程教学中，教师在选择案例时，要具有针对性。首先，教师应当确定需要具体解决的问题，比如桥墩施工，桥面施工或者是基础施工过程中可能会遇到的问题，并对造成这些问题的原因进行分析，找到解决问题的方法。因此，选择的案例必须要针对这些问题，提供可能的解决方案，从而使学生能够通过细致调查和深入分析，及时找到解决问题的最佳方案。

3工程案例教学在土木工程专业的应用

当教师设计好工程案例时，可以通过小组形式让学生更深刻地了解到所学专业的应用性。教师可以将学生分成小组，每个小组成员扮演一个角色，比如建设方、监理人员等。对案例进行讨论时，要紧紧围绕以下几个方面:案例需要解决的中心问题;案例中出现的重要信息;解决问题的方法以及决策标准等。而教学案例的在土木工程专业的应用，主要有以下几个环节。

3．1学生准备阶段

教师在进行案例教学之前，应当提前1－2周将与案例相关的材料分发给学生。学生可以通过案例材料，了解案例的主要内容，并找到案例需要解决的中心问题，通过查阅相关资料，获得与案例相关的重要信息，并通过积极思考和深入分析之后，找到案例中引发问题出现的原因以及提供有效的解决办法。在学生进行准备的过程中，教师可以通过设计一些启发学生思考的问题，来对学生进行引导。

3．2小组讨论阶段

由于在工程案例中，每个小组成员扮演的角色不同，对问题的看法也有所不同。通过小组讨论，学生可以互相交换意见，并且学生可以针对不同于自己的意见，根据前期掌握的资料来进行辩论，从而加深自己对案例的思考和理解。

3．3小组代表发言

在经过小组讨论之后，每个小组派出一名代表，将自己小组对于案例问题的分析和解决办法进行总述。其他小组若对发言人的表述有所疑问或者持不同意见，发言人要给出合理的解释，小组成员也可帮助发言人解答他人的疑惑。［3］

3．4全体归纳总结

在各个小组发言完毕之后，教师应当帮助学生对每个小组的问题和方案进行归纳，并找到所有小组比较集中的问题和解决办法，学生通过对这些方案进行再次讨论，能够更好地掌握案例中所涉及的理论知识和实践技能。之后，教师应当给学生留出一定的时间，让学生对这次案例教学的经验和规律进行总结，并掌握这种学习策略。

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其次，环境岩土工程学科由于自身发展所具有的局限性，在教学过程中面临很多问题，如该课程知识框架不完善、配套教材缺乏、学科发展的速度与教材内容更新的速度不相匹配等。目前该课程的教师多在自编课件的基础上结合网络资源来授课，以播放幻灯片为主，这种授课方式较以前有很大改进。但是，教学效果并未随之改善，具体表现为教师在课堂上侃侃而谈，学生则昏昏欲睡，没有互动，课程考试往往以学生提交读书报告为主，不能调动学生学习的积极性。

二、环境岩土工程课程的教学改革

(一)结合实际，及时更新专业课程知识

环境岩土工程课程涉及的内容及原理在土力学及基础工程课程中也有所涉及，而土力学、基础工程等课程教材近几十年来没有大变化。例如:土的抗剪强度问题，根据土力学知识，土体结构、含水量以及矿物成分等因素会影响土体的抗剪强度。但是目前很多岩土工程事故却是由于土体环境改变而产生的，如温室效应、城市热导效应等问题的出现，导致受力土体场内的温度增加，土体温度增加将改变土体的强度指标，这种改变对工程结构造成一定的潜在危害。另外，近年来，酸雨在各地频频出现。以上海市为例，上海是个多雨的城市，据资料显示，上海近年来出现酸雨的频率为74．9%，降水PH平均值为4．66。酸雨进入土体会打破土体原先的离子平衡系统，而酸碱离子的失衡也会影响土体的强度。

这些实例在现有的土力学和基础工程课程教材中几乎没有涉及，这就需要环境岩土工程专业教师在授课过程中向学生增补这些知识，培养学生的环保意识与工程意识。因此，在教学中应结合实际，及时更新专业课程知识。

(二)完善实验教学，培养学生的动手能力与创新能力

要实施卓越工程师教育培养计划，进一步完善实验教学是必不可少的一个重要环节，而实验室资源及设备是保证实验教学质量的关键。环境岩土工程课程的实验设备除了需要土力学常规实验设备外，往往还需要涉及环境工程学科的实验资源，但多数高校的环境工程与土木工程是两个独立的学科，分属两个独立的学院，很难将两个学科体系有机地结合在一起。笔者所在的上海理工大学环境与建筑学院打破这一瓶颈，将两个学科融合在一起，依托环保、土木两大行业优势，实行学科交叉和错位竞争，共享环境工程与土木工程的实验资源及设备，这一特色在同类高校中是少有的。环境工程与土木工程两大学科的交叉，为环境岩土工程课程教学提供了充分的质量保证。例如，在实验教学模块中，酸碱液为环境工程实验室常规的实验试剂，在做土的压实实验中，可让一组同学用纯净土，另一组同学可借用环境工程实验室酸碱液，配置不同程度的污染土，然后两组学生将实验结果进行对比，这样不仅培养了学生的动手能力，也让学生深刻体会到环境的改变对土体力学性质的影响。

此外，在实验教学中，笔者结合每年一次的上海市大学生创新创业计划申请项目，在分组搜集大量文献资料，撰写项目申请书和实验方案的设计、实施等过程中，培养学生的动手和创新能力。以今年申请课题为例，上海属中国雷击多发地区，全市年平均雷暴日为53．9天，每年因雷击造成的直接经济损失接近2亿元。笔者在研究中发现，雷击的产生与土体的电阻率关系密切，土体电阻率较大的地层构造使得土层的导电性能下降，不易形成击穿。如果土体的电阻率大于某个平均值，就意味着雷电将空气击穿后不能击穿下伏土体，从而减少形成雷电通道的机率。那么，是否可以从改变土体电阻率入手获得防雷减灾的新途径呢?结合环境岩土工程课程教学，笔者通过指导学生撰写“上海典型土层对雷击能量的转换模式及地基土力学性状变化”申请书，引导学生打破专业学科界限，从环境与岩土的整体角度出发考虑工程问题。目前，该项目已顺利获得上海市教委批准立项，。

(三)结合区域实际，锻炼学生解决实际工程的能力

由于环境岩土工程课程的实践性和应用性较强，仅仅依靠课堂教学远远达不到教学目标，还需要通过工程现场的实习，才能帮助学生深刻理解和掌握专业知识。教学中结合本地区工程实际情况，与施工单位或其他相关单位建立长期合作关系或实习地基，为学生提供更多的实践锻炼的机会。以上海为例，随着城市建设的快速发展，地铁沿线特别是地铁枢纽站附近往往已建或在建大量密集的高大建筑群，所带来的超大超深基坑开挖问题越来越多，呈现出“深、大、紧、近”的特点。在这类工程施工中，极易发生各类事故，危害工程和周边环境的安全。因此，应组织学生去这类工程施工现场参观考察。笔者在教学过程中，为了提高学生对实际环境岩土工程问题的认识和培养学生解决问题的能力，曾组织学生监测上海洛克菲勒外滩源深基坑开挖工程对周边环境的影响，这种让学生亲自参与环境岩土工程的教学方法，使学生对环境岩土工程有了更深刻的认识，取得了较好的效果。

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(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。

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（1）实例教学法

在CDIO教学理念的启发下，为加强学生对土木工程CAD基础知识的学习，采用实例教学法。打破传统照本宣科的教学模式，结合土木工程CAD课程的基础知识和相关命令，精选针对性和启发性较强的绘图实例，将实例中所包含的知识点归纳出来，重新组织安排教学内容，由浅入深、循序渐进地逐步讲解，然后在实例演示中针对具体的操作再进行重点讲解，最后学生结合实例进行相关命令的练习。通过实例教学，能够使学生意识到课程学习的重要意义，激发学生的学习积极性，提高学生识图、制图的能力，满足了学生学以致用的需求，教学效果得到明显提高。

（2）项目设计法

随着授课内容的不断深入，学生的绘图能力不断得到提高。这时，在教学过程中引入项目设计法，将CDIO提出的构思、设计、实施、运行过程应用于具体的项目设计中，可以在提高学生计算机绘图能力的同时，培养学生的个人能力和团队合作能力。教师可将每个班级的学生进行分组（每3～4人为一组），每组布置不同的设计项目（如根据任务书要求，绘制一教学楼的底层平面图等），要求学生在规定的时间段内完成相应的项目，其具体实施过程如图1所示。学生接到项目任务书后，通过查询搜集资料进行构思、小组讨论、方案设计、绘制图形等有计划、有步骤的训练，能够切身体验到CAD软件在实际工程设计中的应用，不仅调动了学生主观能动性，还培养了学生的创新能力、分析解决工程实际问题的能力和沟通协作的能力，真正实现了“做中学”、“学中用”。

丰富教学内容

（1）与土木工程制图课程的融合

在重新修订教学计划时，可以考虑将土木工程制图和土木工程CAD这两门课程内容融合在一起，有利于解决传统土木工程制图与现代CAD技术脱节的问题。学生在掌握制图规范的基础上，分别用手工和计算机来完成制图大作业，不仅可以提高学生的学习兴趣，还能将理论与实践、传统与现代有机地结合起来，对两门课程的知识的融会贯通有很大帮助。

（2）相关专业设计软件的介绍

CDIO理念强调产业的需求及个人职业技能的培养，为适应建筑行业对人才的需求，提高毕业生的实际工作能力，笔者建议在CAD的教学基础上，增加对目前建筑设计单位比较普及的结构计算软件——PKPM系列软件的介绍，使学生能够初步了解应用PKPM软件进行结构计算和绘制施工图的整个过程，激发学生学习该软件的积极性和主动性，以拓展学生的知识面。

改善教学环境

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二、实践教学改革的思考

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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以南京为例，南京理工科院校中开设了土木工程专业路桥方向的高校较多，这些院校中大部分都购买了相应的土木工程方面的软件，如PKPM结构设计软件，鲁班造价类软件，广联达造价类软件，为了满足学士学位授予权评审要求，因此也建立了相应的专业机房，但是专门开设的有软件应用系列课程的并不多，专业机房的利用率也并不是很高，主要是用于课程设计和毕业设计/毕业论文阶段的集中实践环节教学。民办院校和高职高专、大专院校中对于软件技术应用的课程，开设的相对较多。这样有利于学生在校阶段就能充分接受和社会上需求一致的软件操作训练，从而为日后走上工作岗位做好铺垫。

1.2可开设专业软件技术应用的课程

土木工程路桥方向可开设软件技术应用的课程很多，根据市场需求情况，主要有以下几类。

1.2.1道路桥梁方向设计类课程

路桥类可开设软件应用的课程主要有:道路勘测设计，桥梁工程，路基路面工程，专业软件具体又分道路和桥梁计算机辅助设计软件系统两种类型。目前国际主流道路辅助设计软件主要有:CARD/1，Bently，Civil3D。国内常见的道路辅助设计软件主要有:纬地三维道路设计系统，路线大师，EICAD，海地，天正市政道路，鸿业市政道路及路面结构HTDS2003。国内常见的桥梁辅助设计软件主要有:桥梁博士，桥梁大师，桥梁通等等。

1.2.2道路桥梁施工组织及造价类课程

工程施工组织及工程造价类可开设软件应用的课程主要有:土木工程施工，建设工程造价，工程造价管理，工程合同管理，工程招投标等课程。专业软件主要有:同望公路造价软件、海德纵横公路工程造价软件、广联达系列软件、上海鲁班系列软件、清华斯维尔系列软件、神机妙算软件、南京未来清单软件等等。

1.3存在的问题及原因分析

社会上存在的工程类软件如此之多，各个地区及企业的实际情况不同，对软件的购买也不一样。各大高校对于软件的购买以及开设相关课程，也是针对学生就业市场需求，以及学校年度设备采购计划而定。对于高校中，要熟练地掌握这些软件需要学生在课后花费较多的时间去练习，而这往往是很多学生不愿做的，只要教师不作硬性规定或要求，主动学习和应用这些软件的学生凤毛麟角。因此，直到大学毕业，真正能够掌握或部分掌握这些软件的学生极少［3］。鉴于以上的情况，高校路桥方向开设软件信息技术类课程，主要还存在着以下几方面问题。

1.3.1现有软件开发合作不理想

现有软件开发缺乏统一部门的管理，从而导致很多软件功能基本相同，只是适用地区不一样。同时，很多软件公司里面的员工大多数是计算机等专业出身，对工程实际并不很熟悉，从而设计开发出来的软件，在处理真正的工程实际时，会产生一些偏差。

1.3.2教学资源及人才的缺乏

各大高校中的教师，绝大部分是本科—硕士—博士毕业而来，教学经验虽然非常丰富，实际工程经验相对较差，因此教学缺乏与工程实际接轨。

1.3.3学生的主动学习意识还不强

学生在校阶段的学习时间非常有限，对于软件应用类的课程，必须要求学习者经常上机操作，熟能生巧，应用软件来解决实际工程图纸中的问题，这样，软件应用能力才能不断得到提高。

1.3.4地区行业标准相对独立

由于不同的地区有不同的建筑行业标准，这就使得教师在训练学生软件操作时，必须选择采用某一个省份的地区定额作为教学需求，很多教师都是选择学校所在地的省份的定额，但学生来自全国各地，因此，当学生毕业后如果回到家乡，对于工程软件部分就必须按照工程所在地的操作来进行。

2提高专业软件化程度的措施

2.1高校方面

1)高校工程管理专业编制教学计划的时候，就应该充分考虑，在满足学生修满学分，不额外增加学生学习压力的前提下，开设专门的软件应用课程，而不是仅仅在课程设计或毕业设计的时候集中培训。2)对于软件的选择，高校在购买软件的时候，要充分考虑市场对软件的评价或用户的多少，而不能单纯考虑价格，尽量购买专业方向的主流软件。我校在充分调研论证的基础上，先后购买了有关专业软件。如天正建筑CAD、鲁班系列软件、PKPM系列软件，EICAD，桥梁博士。为我院土木工程专业路桥方向学生全面提高计算机专业软件应用能力和水平，实现理论与应用有机结合，路桥方向应用型实践教学体系改革奠定了基础。3)机房的管理。专业教研室应建立自己的专业机房，同时配备专业的维护人员。4)教师培训。学校应鼓励教师参加各种软件培训，然后服务于教学。5)积极参加各种软件开发商举办的高等院校软件竞赛。目的不是在于获得奖励，主要是能和其他兄弟院校的学生同台竞争，从而找出自己的差距。6)校企共建“双师”结构的实践教学团队。通过引进、培养补充紧缺专业人才，加强专业带头人培养和骨干教师队伍建设，强化“双师结构”教师队伍建设。7)加强实习基地建设，提高生产实习、毕业实习和毕业设计水平。

2.2学生方面

1)鼓励学生认真学习路桥方向各种软件，而不是仅仅为了应付考试，因此，对于软件课程的考核，不应采取课堂考试的形式，可采取机房上机考试，或者布置大作业的形式，让学生充分思考后独立完成，才能达到应有的教学效果。目前，计算机辅助设计已广泛应用于土木工程领域，在毕业设计中加入计算机辅助设计的内容，是提高毕业设计质量与学生计算机应用能力的重要途径［4］。我院根据教改项目的构思，在毕业设计中加入了专业软件应用。目前已经在2013，2014届毕业设计中实施，同时计划在往后的毕业设计中进一步加大专业软件的应用。通过毕业设计环节的锻炼，学生专业软件应用能力得到很大提高。2)学工部组织成立软件应用兴趣小组或社团，让学生充分了解软件信息后，才会更认真的学习。3)鼓励学生报名参加各种软件竞赛，走出校园，了解其他兄弟院校的同学情况。同时，对于获奖的学生，应给予表彰。

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针对“土木工程CAD”教学内容优化、授课用软件版本低等问题，我们组织“土木工程CAD”和“建筑制图”的任课教师对课程的教学内容进行了探讨。将基本教学内容分为CAD软件的基本知识、绘图准备、二维图形绘制、二维图形编辑、图形注释、图块与外部参照、尺寸标注、设计中心及查询功能、图纸空间及打印输出等九部分，并通过实例深化对每部分内容学习。在此基础上，我们编写了《土木工程CAD》教材[11]，该教材以AutoCAD2013软件的基础命令为基本教学内容，结合土木工程图纸的基本元素和制图标准阐述二维图形的绘制和编辑方法，将CAD基本制图方法与土木工程制图规范地结合起来，形成了从绘图准备到打印出图完整的内容体系。为了保证内容的全面性，教材中设置了三维图形绘制和编辑、着色与渲染等内容，同时，结合土木工程制图相关规范和标准，介绍了利用CAD软件进行土木工程施工图的制图步骤和制图方法。教材的每一章都有针对性地设置了思考题和上机题，方便学生对所学知识的掌握和巩固。

2改善教学方式，探索有效的教学方法

为了改变“土木工程CAD”课堂教学效果差、课堂教学与实训间隔时间长的现状，在教学实践中，第一，将课堂教学转移到机房中，教师利用多媒体设备对CAD软件的基本操作进行演示，学生“一人一机”进行学习；第二，在教学过程中，给学生必要的动手操作时间，并在每节课中保留十分钟的时间为学生答疑，及时解决学生在听课过程中遇到的问题，课堂上不能解决的问题放到课下或上机实训中解决；第三，通过与教学管理部门协调，缩短课堂教学与上机实训之间的周期，做到即学即练，使学生更有效地消化吸收所学知识。在课堂教学实践中，为了更好地将CAD绘图与土木工程专业制图知识结合，采用案例教学方法。具体做法为，在第一节课将某建筑平面图大作业发给学生，该大作业既包含应用CAD基本命令绘制建筑平面图纸基本元素的内容，又包括制图标准的一些基本要求；在后续的授课过程中，将该大作业进行分解，并将分解内容融入到各章节内容的讲授中，使学生在学习CAD基本命令的同时，掌握这些命令在土木工程制图中的具体用法；在讲授完最后一章内容后，指导学生将所学内容融会贯通，完整地完成大作业的绘制。在案例讲解过程中，注重引导学生分析图形，寻找图形绘制的快捷方法和步骤，提高学生分析和解决问题的能力。在实训教学过程中，为了改进上机实训效果，采用任务引导型教学方法。首先，制定详细的上机实训计划，明确每一次实训的具体任务，并要求学生在规定的时间内完成实训任务；其次，编制针对性的习题集作为实训任务的补充，使学生实训的任务充足，同时，加强学生在实训过程中的指导、监督和管理，及时发现和解决学生在实训中遇到的问题并及时总结，为以后的教学积累经验；最后，要求学生将实训成果上交，在批阅时对学生的实训成果进行对比甄别，防止出现抄袭或雷同现象，并将实训成果作为期末考核的重要依据。

3改革考核方式，注重动手能力培养

为了改变传统的纯粹上机考核方式不能真实反映学生学习效果问题，采用综合评估的考核方式，即将学生的考核内容分为上机考核、上机实训和平时成绩三部分，分数分配比例为5：3：2。其中，上机考核采取在规定时间内完成某图纸绘制的方式，上机实训成绩以学生上机实训提交的成果为依据，该成果能反映出学生的学习情况和对知识点的掌握情况，也可以在一定程度上验证其上机考核成绩的真实性；平时成绩主要根据学生的平时出勤情况和回答问题情况来确定。为了切实提高学生的动手操作能力，除了在课堂教学和上机实训过程中给学生提供更多的动手操作机会外，加强对学生的引导和指导，指导学生在做好实训任务基础上，多动手练习，做到熟能生巧、举一反三。通过对往届学生实训操作中常犯的错误的总结，指导学生在上机操作中少走弯路，并且掌握一些必要的绘图技巧。

4重视认证考试，构建纵横交叉学习模式

为了使学生对“土木工程CAD”的学习得到社会的认可，将课程教学与认证考试结合起来。在“土木工程CAD”的教学过程中，采用案例教学方法促进学生循序渐进学习，掌握从绘图准备到打印出图的全面知识，使学生对课程的学习有一个纵向的提高，以认证考试为契机，让学生通过复习对所学的知识点进行横向的扩充和巩固，将课程教学与认证考试相结合，促进了学生学习知识的纵向提高和横向巩固，形成纵横交叉的网状学习模式。在此基础上，动员学生参加人社部职业技能鉴定中心组织的全国计算机信息高新技术考试（建筑CAD模块）和教育部教育管理信息中心组织的全国计算机辅助技术认证应用工程师考试（建筑设计方向），通过考试检验学生的学习情况，并不断总结经验，提高学生的通过率，增强其专业竞争力。

二“土木工程CAD”教学改革效果

在“土木工程CAD”教学实践中，将以上教学改革措施应用到课堂教学和实训教学中，逐步形成了一套包含课程内容体系优化、教材建设、习题集建设、教学方式方法改革、考核方式改革和认证考试与课程教学相结合的教学改革体系。教学实践表明，“一人一机”的教学方式使学生由被动的接受变为主动的学习和操作，改善了课堂教学效果；案例教学方法改变了枯燥的CAD操作命令的讲解，将CAD操作与土木工程专业制图知识结合起来，使学生的学习目标更加明确，教学效果明显改善；任务引导型的实训教学方法使学生在上机过程中有了明确的目标和方向，锻炼了学生的动手能力；综合评估的考核方式调动了学生动手操作的积极性，一年来的教学考核成绩表明，这种考核方式能客观的反映了学生的学习情况，也为任课教师提供了客观的教学信息，有利于推进教学改革与实践。通过积极动员和认真辅导，大多数学生参加了相关认证考试，通过率在90%以上。由于教学效果的改善，课程的教学氛围更加融洽，教与学中的问题被提出来并及时得到解决，真正促进了教学相长。