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隨著信息技術的發展，工程制圖課程的教學內容也在發生不斷的變革，從最初注重畫法幾何演變到如今的注重圖形信息表達?？v觀國內工程制圖課程，以及國內現有的教材來看，我們不難看出，該課程主要包含兩大模塊，分別是：

1.投影的基本知識（點、線、面、體、截交線、相貫線及組合體等）。

2.工程圖的表達方法、畫法及讀圖（剖面、剖視、規范規定的表達方法等、尺寸標注、技術要求等）。其中，相貫線、組合體、剖視、半剖視圖等內容是課程的難點和重點，也是考試的重點。從課程和教材來看，課程的講授順序均為：投影的基本知識→畫法幾何→工程圖的表達方法→工程圖。課程偏重知識的傳授，空間想象能力、圖形表達能力、形象思維能力的培養，而對產品信息表達、設計構型思路、工程規范概念講授較少。對于不同專業而言，對課程的要求不同，課程的重點也不同，因此，課程的難點也不盡相同。以統一的教學方式組織教學，沒有體現學生的專業特點。學生難于建立知識點間有機的連接關系，因此，難以建立工程信息的概念，缺乏靈活應用課程知識的能力。

（二）工程制圖課程安排

工程制圖課程授課一般在32-72學時之間，主要是針對非機械類的專業，如水利工程、土木工程、水文與水資源、電氣、工程管理等諸多專業，課程覆蓋本科專業面極廣。但目前的課程體系對各專業幾乎不作區別、授課內容完全一致且缺乏實際應用。由于學時少，多數學校在課程體系設置中過分偏重點、線、面的投影以及截交線、相貫線等基礎部分，降低了對專業圖樣的要求（大部分課程體系該部分采用機械類的零件圖、裝配圖進行講解）；整個課程體系不以工程設計為主線，降低了工程制圖課程的工程性和設計性。由于過于強調基礎部分，不能突出各專業的特點，使學生學習后達不到具備繪制和閱讀相關專業工程圖樣的能力。工程制圖的最終目的是通過該課程的學習，使學生具有空間想象能力和分析能力，培養其繪制和閱讀工程圖樣的能力，并在此基礎上具有基本的設計思維能力和良好的工程素養。如何在有限的學時內訓練培養學生成為具有創新思維和設計能力的未來工程技術人員，最大限度調動學生的學習主動性和熱情，是擺在廣大工程制圖課教師面前一個亟需解決的問題。

二、教學改革的思路

根據21世紀高等教育對人才的培養要求，以創新設計為目標，探索性地建立新的教學體系、教學內容；結合新的教學手段，打破《工程制圖》課程長期以來過分偏重畫法幾何基礎知識、對各專業授課不作區別、缺乏工程性和設計性等現狀，變為強調面向工程、面向創新設計、面向實際應用的圖學課程，成為真正的“工程的制圖”；通過對不同專業采用不同教學內容，達到滿足各專業特定性的要求，讓學習者感受到所學工程制圖知識與自身專業密切相關，同時也為計算機繪圖打下基礎。

（一）課程體系與教學內容改革

以創新設計為目標，在課程開始就引入設計的理念。課程增加國內外先進設計理念，特別是創新設計理念。由于目前主要以計算機繪圖為主，對畫法幾何基礎部分要求可適當降低。增加計算機繪圖知識，對目前使用的繪圖軟件，采用普遍介紹與重點使用相結合。普遍介紹目前主要的計算機繪圖軟件，如AutoCAD、3DMax、CASS、PKPM等，重點使用AutoCAD，通過此部分學習，使學生對計算機繪圖有了基本了解，建立了計算機繪圖的概念。調整工程圖部分內容，加強不同專業圖樣的知識，強調創新設計。對各專業相關的標準件及常用件進行增減改寫，介紹一些適應不同本科專業的典型的專業圖例，根據不同專業，使學生能夠繪制、簡單設計和創新與本專業相關的專業圖樣。

（二）教學手段與實踐路線

更新課程網站，利用網絡擴充學生知識面，并進行網上答疑。突出多媒體教學，增加三維實體模型的應用。在課堂教學中輔以計算機繪圖進行工程實例演示，注重對學生設計和創新能力的培養。按照分析規劃→實踐探索→分析調整→實踐完善的步驟推進。首先與各相關專業工程技術人員接觸，了解各專業工程圖樣的典型結構特征，表示方法，設計過程等內容。分析各專業各年級學生對工程制圖課程的評價，并對國內工程制圖課程有改革經驗的高校進行調研，收集國外工程制圖課程的最新教學材料，選擇有各專業工程背景的圖樣表示作為課程新的內容，收集國外標準、圖例以及專業詞匯的英語表達，融會貫通后寫出教案，進行教學實踐。結合工程背景，培養創新設計能力，滿足不同專業的選課要求。強調工程素質，調動學生的學習積極性，本項研究能夠使工程圖學的課程體系及內容反映新世紀的教學要求，使課程做到與時俱進，同步發展。

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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?！痹谒闹髦幸卜磸蛷娬{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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①力學基礎課程的學時壓縮幅度比較大;

②師資隊伍情況不容樂觀，主要表現在師資力量不足和學歷層次較低;

③土木工程專業力學課程學分占總學分的比例較國外大學低，約為國外大學的三分之二;

④在課程體系上，國外大學已對力學課程的教學內容進行了整合，我國整合效果不理想。土木工程專業力學課程教學以單門力學課程為中心進行授課，每一門課程單獨來說其理論是系統和完善的，但是人為阻隔了各力學課程之間的聯系，造成在教學內容脫節或重復贅述。由于課程體系職責不清，導致知識的相互滲透不充分，難以使學生對力學課程充分理解并形成系統的力學知識體系。學生的學習積極性不高，學習起來比較吃力，導致教學效果不理想。各力學課程的授課老師交流溝通較少，課時分配不夠合理。如果教材選擇不合理，甚至在教學內容上存在沖突。不同課程的研究對象及研究方法各異，教師在授課時缺乏系統性，給學生造成“雜”和“亂”的印象，難以建立起完整的力學知識體系。同時，隨著科學技術的高速發展，新學科不斷涌現，學生需要學習的知識勢必面廣量大，難免要壓縮其他課程的學時。力學課程是重要的專業基礎課，力學課程的教學質量將直接影響和關系到土木工程專業后繼課程的教學。所以，對力學課程系統性的教學改革勢在必行。

2教學內容調整

力學是土木工程專業重要的學科基礎課，既是基礎學科，又是技術學科。其重要作用是使學生掌握土木工程類專業必備的力學基礎知識和基本技能，初步具備分析和解決土木工程簡單結構、基本構件受力問題的能力，為學習后續專業技能課程打下基礎;對學生進行職業意識培養，使其形成嚴謹、敬業的工作作風，為今后解決生產實際問題和職業生涯的發展奠定基礎。在力學課程體系方面，有些內容在不同課程中表述形式不同，甚至存在沖突。應加強各力學課程授課教師的交流與溝通，合理選擇教材，及時修訂教材及教學大綱，優化課時分配。由于教學學時普遍壓縮，每門力學課程都不能把教材內容系統完善地講完，造成部分內容脫節。同時，相關的新知識、新技術介紹偏少，遠遠滯后于科技發展。在現有的理論力學教材中，力學物理基礎與大學物理中的內容重復出現。理論力學教材中的平面簡單桁架的內力計算與結構力學中的靜定平面桁架重復，而材料力學中的平面剛架和曲桿的內力圖又和上述內容有所重復。不同的是平面簡單桁架中的構件都是二力桿，二力桿的內力只有軸力，而材料力學中的靜定平面剛架的內力除了軸力還有剪力和彎矩。材料力學中的簡單的超靜定問題在結構力學中多有重復，同時在能量法和壓桿穩定等內容也有較多重復。在結構力學教材中，漸進法、無鉸拱的內力計算等內容實際應用較少，但是內容仍然占了一定的篇幅，而新型工程的新結構、新理論卻在教材中很難找到。依據高校培養應用型和創新型人才的培養目標和“實用性、針對性、先進性”的教育特點，需要打破土木工程專業力學課程之間的界限，對教學內容進行整合與優化，重新組織課程結構，摒棄陳舊內容，加入新血液。將理論力學、材料力學、結構力學課程的教學體系、教學內容進行系統的研究，按其內容重新劃分教學模塊。確保主要內容不削減，避免重復;相似內容合并;新加內容既要保持先進性，又要保證整個力學體系的連貫性和整體性。通過力學課程的教學內容調整，提高教學效率，強化基礎，突出重點。

3教學方法改進

力學基礎課程，尤其是理論力學、材料力學、結構力學是工程類專業的理論基礎。但是近年來基礎力學的教學學時在大幅度減少。如果課時減少又不能采取有效的措施保證教學質量，所謂的“厚基礎”也就成了一句空話。在土木工程專業力學課程的教學中，利用有限的教學學時，充分發揮教師的引導作用，真正做到以學生為主體，建立良好的教學模式，是提高教學質量的關鍵。

3.1啟發式教學

學生學習力學課程目的之一就是為將來從事各種有關工程方面的工作打下良好基礎。力學教材中的理論知識都是經過實踐總結出來的，而又為實踐所用，因此，教師在授課時盡量把抽象的概念、理論與工程實際聯系起來，擴大教學信息量及知識面，給學生留出充分的思維空間，留一定的余地讓學生思考、反饋或提煉出若干問題，最大程度的激發和培養學生的學習能力，培養學生的學習興趣。經過教學內容的調整，系統的力學知識體系又為學生后續的學習留下期待和想象的空間，將教學的重點從知識的傳授轉移到能力的培養上。

3.2多媒體教學

力學課程的公式推導較多，并且有大量的圖形，利用傳統的教學手段可以將復雜的力學問題分析的很透徹，并且有利于教與學的互動，缺點是推導過程和繪圖占用了大量時間。多媒體教學具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像這樣的特點，合理利用多媒體教學可以使傳統教學中抽象枯燥的概念變得生動具體，能增加學生的感性認識，激發學生的學習興趣，大信息量、大容量性課堂教學節約了空間和時間，提高了教學效率。但是，多媒體教學只是一種輔助的教學手段，需要與傳統教學的手段有機結合，共同參與教學過程，才能達到良好的教學效果。

3.3實踐教學

實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要手段。通過課程實驗教學或演示教學、認識實習等使學生通過實際觀察獲得感性知識以說明和印證所傳授知識。實踐教學能使學生獲得生動而直觀的感性知識，加深對學習對象的印象，把書本上理論知識和實際事物聯系起來，形成正確而深刻的概念;能提供一些形象的感性材料，引起學習的興趣，集中學生的注意力，有助于對所學知識的深入理解、記憶和鞏固;能使學生通過觀察和思考，培養他們的獨立探索能力、實驗操作能力和科學研究興趣。

3.4考核方式

3.4.1統一學生作業在對學生實施練習的過程中，不同的任課教師按照自己的理解，在難度和知識點覆蓋面上有一定的差異。隨著力學各課程習題冊的出版，節省了老師和學生的大量寶貴時間，使得學生有更多的時間理解教材中的內容。但是由于習題冊與教材上的內容和教師講授的內容可能不符，甚至存在沖突。所以基于教學所選擇的教材和力學課程調整后的內容，各力學課程的教師應該加強交流和溝通，共同編制各力學課程的習題冊。一方面對要求學生掌握課程知識點和覆蓋面有個統一的標準，為實行規范的教學質量體系奠定了基礎;另一方面，又為力學課程的最終考核增加新的參考。如在新章節內容開始時，布置一些思考練習題，該章節結束后，通過課上提問、課外作業等形式進行檢查。

3.4.2考核方式考核的目的具有雙重性的特點:考核既是為了檢驗學生對課程知識的掌握情況，幫助教師不斷總結經驗教訓，改進教學內容和教學方法;同時也是為了對學生就該課程的學習做出客觀公正的評價，并引導其學習方向，逐步適應學科課程的特點，最終起到夯實基礎、強化能力的作用。但是單一的試卷考試，很難全部反映力學課程的所有知識，而且錯綜復雜的工程實際問題也不是簡單的力學理論就可以完成的。因此對于力學課程的考核，選擇過程性和階段性相結合的方式。教學活動既有完整的過程性，又有鮮明的階段性。重視過程性考核和階段性考核，對檢驗教學質量和促進、引導學生學習都非常必要。在平時的教學活動中適當安排一些形式多樣的考核，如課堂討論、力學創新、應用力學理論分析解決工程實際中的問題等。

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1、強調對工程地質基本概念的學習。在課堂學習過程中，主要課時都集中于學習在工程實踐中經常用到的專業術語，強調概念的厘清。課堂學習的主要內容主要包括以下幾個方面：(a)地質作用與地質構造的基本知識，包括地質年代的識別、地質圖的識圖、常見地質結構的概念（褶皺、節理、斷層等）；(b)三大巖石（巖漿巖、沉積巖、變質巖）的成因、歸類和鑒別；(c)第四紀地質的基本知識，包括殘積土、沉積土、沖積土、坡積土等概念、成因及對工程的影響；(d)地下水的基本知識，包括地下水的分類、運動基本規律、補給與排泄方式、對工程的影響等；(e)工程地質勘察與分析在具體工程的應用，包括在隧道工程、邊坡工程等方面的應用。

2、強調室內實驗是課堂書本學習的延伸。室內實驗主要目的是為野外地質實習做準備，學習地質羅盤等地質考察工具的使用，同時亦學習通過巖石標本來鑒別各類巖石，還要學習地質圖的填圖和閱讀等。

3、強調課堂學習與室外地質調查相結合的學習方式。從書本上學習到的知識僅僅停留在理論階段，書本上對地質相關概念的描述仍比較抽象，因此，各所高校皆強調野外地質實習對學習該門課程的重要性，把課堂上學習到的基本概念與現實工程中的真實地質條件一一對應起來，加深對基本知識的理解和掌握。一般而言，野外地質實習內容常包括野外巖石的識別、地質構造和地質年代的識別、巖層、節理等產狀的測定和描述等。各所大學對以上工程地質基本知識的學同小異，其目的是對工程地質這門課程有一個基礎的認識和感知，但是，同時，各所高校之間在這門課程內容設置方面有各有所側重。清華大學、同濟大學增加了現代先進的地質勘查技術的學習內容，介紹了地質超前預報的相關方法、原理及應用，比如介紹了地質雷達、紅外線探水、TSP等先進手段在隧道工程建設的應用。中南大學、湖南大學對野外地質實習極為注重，實習內容包括地質認識實習和工程實踐實習兩個階段，實習實踐時間長達20~30天，考察湖南西部地區在建或已建項目所處較為復雜的地質條件，以一個工程建設者的角度參與到實際項目的建設中去認識地質現象。石家莊鐵道大學地質教研室現有8名教師，教授2名，副教授3名，講師3名，其中具有博士學位的4人，碩士學位的4名。獲得的獎項包括校級講課比賽特等獎1名，二等獎1名，校級優秀教師1人，今年主持或參研的省部級及以上科研項目10余項，并承擔省級精品課程1項。雖然教研室在老師們的努力下取得了不錯的教學和研究成果，但是，和兄弟院校的工程地質教研相比，我們仍然存在諸多不足之處。首先就是教師隊伍建設的不足，工程地質是一門經驗型極強的專業，需要足夠豐富的現場工程經驗，因此需要老中青傳幫帶，讓青年老師盡快熟悉和掌握工程地質教學的技巧和方法。其次，對工程地質教學的重視程度不夠，課時設置偏少。最后，教學內容更新不夠及時，工程地質中先進的技術方法在教學中介紹的內容不夠多。因此，為了跟上國內兄弟院校土木工程地質教學的步伐，教學改革刻不容緩。

二、當前土木工程地質教學存在的問題

通過以上詳細的調查和對比分析，目前土木工程地質教學仍存在以下問題：

1、土木工程地質教材的使用各自為政。目前各個高校使用的教材基本上是各自高校的老師根據自己的講義編排而成，缺乏一個統一的標準，因而導致經典精品教材較少。單從教材的題目上足可看出目前教材缺乏統一性和協調性。例如中南大學所用的教材為《土木工程地質概論》，浙江大學的教材題名為《土力學與工程地質》，石家莊鐵道大學所用教材題名為《工程地質學基礎》等。

2、在教學內容上與其它課程交叉重復，無法突出本門課程的特色。工程地質是一門基礎課程，是巖土工程、隧道工程等課程學習的基礎，因此，由于與其它學科老師交流不夠充分，往往存在重復講授的情況。比如，以有效應力這個概念為例，在工程地質、土力學、基礎工程等課程都涉及到，由于這個概念的重要性，各科老師為了追求各門學科的系統性和完整性，都會著重講解這個概念，雖然在一定程度可以加深學生對這個知識點的理解，但是從側面也可說明知識的重復交叉導致學業內容的累贅。

3、課時安排過少。目前各所高校對土木工程地質這門課的重視程度，課堂課設課時大多是32~48個學時，因此，老師在安排教學進度時顯得極為緊張而緊湊。從實際教學安排來看，基本上講解完三大巖石、地下水、地質構造基本概念后，沒有足夠的時間深入來探討地質條件對工程的影響，往往后面工程應用的章節皆為學生自學。

4、知識學習與工程案例結合程度不夠。由于部分老師本身參與的工程項目不多，同時又由于課時的不夠，這兩部分原因導致學習的主要內容集中在枯燥的理論知識部分，學生容易產生枯燥情緒。

三、土木工程地質教學改革措施

為了很好地解決當前土木工程地質教學中存在的問題，讓學生從這門課程中更多地學習到有助于工程實踐的知識，必須有針對性對當前教學實踐中存在的問題進行改革，具體改革措施如下所述：

1、建立和完善土木工地質程精品課程精品課程建設既是壓力，又是動力。通過精品課程建設，可以找出當前教學中存在的薄弱環節，精簡重復的教學內容，突出本門課程的特色，使土木工程地質這門課的教學目標和任務更加明確。精品課程建設首先就是教材建設，因此，有必要根據新時期土木工程培養目標，并結合當前土木工程建設中出現的新問題、新方法、新技術，編寫一本深入淺出的教材，教材中不僅包含傳統的知識要點和概念，還應包含當前新的地質知識觀點、新的地質勘查手段等，同時還應包含工程實例，讓學生盡可能地更深入地建立起工程地質與工程項目的聯系。精品課程建設中重要的一條就是教師隊伍的建設，因此，有必要加大對教師隊伍的培養力度，引進和培養一批有新視野、新知識的老師，以此給課堂注入新的氣象。

2、注重教學手段和教學方法的革新注意授課的科學性與藝術性，在教學過程中，善于發揮學生的主導地位，采用“討論試”、“啟發式”教學模式。同時，要注重課前的準備，精心備好每一節課，善于總結歸納每節課的重點，以“主線法”講授課程知識。

3、增強對工程地質教學的重視對工程地質教學的重視首先就體現在教學和學習的時間上。盡量安排更多的課時，讓老師有足夠充分的時間去講解基礎概念和工程實例。同時，老師也可以通過其它方式來增加學生們的學習時間，比如規定某個主題，要求學生自主獨立進行文獻調研，完成該主題相關文獻的歸納總結，并加大平時學習報告在總成績中的比例。另外，強化考試試題庫建設，完善考試規范和制度，強化對學生進行專業知識訓練。最后，要重視工程地質實習在教學中的作用，因為該門課程的實踐性很強，需要從大自然中去認識和掌握工程地質現象，使學生鞏固在書本上學到的知識，有感性認識上升到理性認識，同時在野外地質實習過程中，亦可鍛煉學生們的體魄和吃苦耐勞的能力。

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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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電子教材出現的10余年來，學者們一直在探究其內涵，徐行等人（2003）認為電子教材將各種聲音、文字、圖片和影音文件集于一體，使傳統紙質教材和教學手段中難以實現的實驗和動態演示過程得已輕松實現，有助于幫助學生理解重點、難點；Porter（2010）認為電子教材集電子閱讀軟件和電子書內容于一體。總結來看，電子教材是一類遵循學生閱讀規律、利于組織學習活動、符合課程目標要求、按圖書風格編排的電子書或電子讀物。它打破傳統教材觀念，集聲、像、形、色于一體，依靠文字、聲音、視頻承載知識,將各教學要素有機結合，形成立體、多元、真實的教學情境。

1.2土木工程實踐教學電子教材應用的意義

1.2.1適應社會需求變化。電子教材作為新的教材類型，讓實踐內容與社會需求接軌，通過多媒體、三維動畫等技術呈現施工過程，形象展現知識，反映較新的施工技術和工藝，直觀性強、易于理解掌握。

1.2.2促進優質實踐教學資源開放共享。電子教材打破時間、空間的桎梏，統籌規劃，整合了教學資源，院校與企業一起，根據實踐要求，合理優質的配置實踐教學資源，促進實踐教學內容與優質實踐教學場地、優質師資搭配和共享。

2基于首要教學原理的土木工程實踐教學電子教材開發

2.1首要教學原理的基本理論

首要教學原理（FirstPrinciplesofInstruction），也稱五星教學模式。是美國教學設計專家梅瑞爾教授于2002年首先提出來的。所謂五星教學模式，即⑴聚焦完整任務；⑵激活原有知識；⑶展示論證新知；⑷嘗試應用練習；⑸融會貫通掌握。

2.2土木工程實踐教學電子教材開發的原則

實踐教學電子教材作為理論教學內容與實踐教學聯系的基礎，與首要教學原理的思想精髓不謀而合。利用該原理進行土木工程實踐教學電子教材的開發時，應重點把握教學策略，即把握好兩個原則：

2.2.1打破理論知識的結構化編排，突出課程教學活動過程的教學策略。土木工程實踐教學電子教材的建設過程中，應重新考慮、整合結構化知識，打破原有知識界限，完善以工作過程系統化為原則的知識體系構建，而不應僅僅將視角停留在多媒體技術對紙質教材的替代或拷貝上。3.2.2重視學習情境的打造，引入工作任務和問題，提高教學效能。電子教材在呈現知識的同時，引入完整的工作任務，促進學生學習，使其在激活原有知識的同時，通過融入一定學習情境，完成工作任務和解答問題，提高其學習興趣，促進知識的拓展和掌握，提高實踐教學的教學效果。

2.3土木工程實踐教學電子教材設計流程

梅瑞爾教授在提出首要教學原理的同時，還提出了與之適用的教學設計模式——波紋環狀教學設計模式，該模式以聚焦完整任務、形成任務序列、教學成分分析、教學策略適配、互動界面設計和定型產品制作6個環節，漸次遞進的完成整個教學過程的設計。將這一設計思想應用到土木工程實踐教學電子教材的設計中，我們設計開發過程分為調研階段、設計開發階段、完善應用階段。

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1土木工程專業教學計劃的修訂與課程體系的整體優化

目前，我國高校分為三類：重點高校、一般高校和高等?？茖W校。我國土木工程專業人才的需求和培養可分為三個層次：第一層次是高級研究型人才，主要由名牌大學和重點大學培養；第二層次是高級設計、施工管理人才，主要由一般本科院校培養；第三層次是生產一線技術應用型人才，主要由高職?？茖W校培養[4]。邵陽學院2002年升為一般本科院校，土木工程專業2003年興辦，辦學歷史短，教學經驗積累少，無論從師資隊伍、辦學條件、科研能力，還是學生生源，都不具備培養高級研究型人才的條件；同時也不具備與辦學歷史較長的一般本科院校競爭的實力。根據土木工程專業在湖南省和全國所處的地位，將專業培養目標定位在培養懂設計、會施工、懂管理的高級技術應用型人才。據此，對我院土木工程專業課程體系進行整體優化，制定了2006級教學計劃：⑴設置2個專業方向：建筑工程和道路與橋梁工程方向，制定“2.5＋1＋0.5”人才培養模式，即進行5個學期的專業通識（公共基礎課和專業基礎課）教育，2個學期的專業方向課教育，1個土木工程專業實踐環節教學計劃的研究文暢平（邵陽學院城市建設系湖南邵陽422000）摘要：以人才需求為目標，人才知識結構、能力結構為主線，結合專業建設實踐，以突出學生就業服務對象、突出學生工程實踐能力和職業能力的培養、突出實踐環節教學的地位作為制定教學計劃的依據和辦出特色的基礎，構建土木工程專業實踐環節教學體系，以培養應用型人才。關鍵詞：土木工程教學計劃培養目標實踐環節應用型人才學期的畢業實習和畢業設計（論文）。⑵拓寬專業基礎，建立土木工程專業“大平臺”課程體系。⑶建立“模塊”課程體系，實現課程整體優化。

2以人才需求為目標，以人才知識結構、能力結構為主線，構建土木工程專業實踐環節教學體系

土木工程專業是最古老的工程類專業，在世界上已有上百年的歷史，在社會發展的各個時期，都需要土木工程類專業人才。我國不少高校中的土木工程專業辦學歷史較長，辦學條件好，辦學經驗豐富，生源素質較高。我院土木工程專業2003年興辦，辦學歷史短，教學經驗積累少，競爭實力弱。我們應正視自己的差距，找準自己的位置，揚長避短，辦出自己的特色。⑴土木工程專業人才需求現狀和人才知識、能力結構要求第一，人才需求呈多樣化趨勢。應用技術科技含量隨科技發展而增加，用人單位對人才的需求更加務實，更有針對性，也更加迫切，既需要研究型人才，更需要應用型人才，人才的需求呈明顯的多樣化趨勢。我院土木工程專業應順應這樣趨勢，建立以培養崗位能力為中心，注重學生的技術能力培養的辦學思路，在整個教學過程中始終以適應崗位需要為目的，使學生畢業后能很快適應土木工程各技術崗位工作的需要。第二，人才的專業知識面要寬。應用型人才服務的對象主要是基層企事業單位，這些單位的工作專業劃分不太細，且比較綜合，他們需要的不是研究型人才，而是工程一線技術把關的技術人才，要懂設計，會管理，這就要求技術人員知識面要寬。第三，土木工程實踐性、社會性、綜合性很強，是一個綜合性的系統，培養的專業人才除了要有本專業各領域的技術知識外，還要有相應的管理和經濟知識、人文社會科學理論知識和素養，以及較強的計算機應用能力等。⑵構建土木工程專業實踐環節教學體系的思路社會和用人單位的人才需求和對人才知識、能力結構以及素質要求，是我們構建實踐環節教學體系的依據，也是我們教學培養方向。為此，我們強調三個突出：①突出學生就業服務對象。服務對象的需求就是我們的教學培養方向，體現在課程體系上，就是要突出施工類、管理類課程的地位。②突出學生工程實踐能力、職業能力的培養。土木工程專業的特點決定了人才的知識結構，更需要實踐經驗的積累和創造力。當然，經驗的培養和積累不是一朝一夕之事。所以，我們在制定教學計劃時，切實保證了各類課程實驗、實習、課程設計等工程訓練的時間，把計算機應用能力、管理和經濟知識貫串其中。在實踐環節教學中，注意把工程教育和工程訓練統一起來。③突出實踐環節教學的地位。作為教學型高校，應以教學為中心，而我院土木工程專業應突出實踐環節教學的中心地位，既以技術基礎課的教學和實踐能力的培養為重點。在這方面我們有優勢，第一，具有副高以上職稱的專業課教師基本上來自設計、施工、行業管理等部門，他們實踐經驗豐富，事業心強，工作責任高；第二，這些教師能為實踐環節教學提供適宜的教學工地；第三，能夠較好地解決理論與實踐脫節的問題。⑶土木工程專業實踐環節課程體系土木工程專業實踐環節課程體系包括：①課程實驗類；②實習類；③課程設計類；④畢業設計（論文）；⑤計算機應用類，包括貫串于實習、課程設計和畢業設計（論文）的計算機應用。超級秘書網

3階段性成果

從2002年起，多次對土木工程專業教學計劃進行了修訂，今年又進行了一次大的修訂，按照“2.5＋1＋0.5”人才培養模式，設計和優化實踐環節課程模塊，即“平臺”類實踐環節；“課群組”類實踐環節；“綜合”類實踐環節即畢業實習和畢業設計（論文）。⑴課程實驗類。占總學時約13％。包括大學物理實驗，普通化學實驗，材料力學實驗，測量實驗，土工實驗等。⑵實習類。總計6～7周，包括認識實習，工程地質實習，生產實習，道路勘測實習等⑶課程設計類。總計10周，包括基礎工程課程設計，“課群組”類課程設計等。⑷綜合類?？傆?6周，包括畢業實習和畢業設計（論文）。⑸計算機應用類。包括計算機文化類、技術基礎類，專業應用類等，課內安排126學時，課外安排約360學時。

4結語

專業教學計劃體現了高校辦學指導思想，反映了高校辦學水平，“辦學不應該老圍著別人有什么，而應該想別人沒有什么，這樣才辦得出特色”[5]。突出學生就業服務對象、突出學生工程實踐能力和職業能力的培養、突出實踐環節教學的地位這三個“突出”是我們制定教學計劃的依據，也應該成為我們辦出特色的基礎。

參考文獻：

[1]蔣永生，邱洪興，陳以一.土建類專業工程素質和實踐能力培養的研究與實踐[J].高等建筑教育，2003（02）：14～16.

[2]高等學校土木工程專業指導委員會.高等學土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱[M].北京：中國建筑工業出版社，2002.

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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、實驗學習與考評相結合的方法

(一)實驗過程控制

為了使實驗教學順利進行，在實驗課之前，應做好以下準備:

(1)按照自愿組合原則將每個班學生分成實驗小組。

(2)詳細講解考評規則，強調實驗學習與實驗考評的結合方式，讓學生清楚考評規則。

(3)課堂理論教學可利用視頻、動漫等教學手段講解實驗，演示實驗;實驗課將不再講解實驗操作、實驗步驟、注意事項等。

(4)要求學生在實驗前做好預習報告，對預習報告格式不作限定，但其中必須包括小組如何分工合作等內容。為了讓學生有充裕的時間完成實驗，傳統實驗都安排約2個小時，其中30分鐘由教師講授實驗目的、實驗步驟、實驗注意事項等。但實際上，土木工程材料課程實驗內容并不是很復雜，實際操作時間短，但因為絕大部分學生沒有做好課前預習，對實驗不熟悉，實驗現場只好邊看書邊做，或者看別人做完后自己再依葫蘆畫瓢，學生實驗操作既沒有壓力也沒有動力。針對這種情況，在實驗安排上將實驗時間從2小時縮短至1小時，取消教師講授時間，將實驗完成時間納入考評成績，以促使學生做好課前預習以及分工合作安排，做到實驗過程中小組成員人人動手操作，而不是由個別學生包辦，并將實驗過程的分工合作情況納入考評成績。1小時實驗時間分成三部分:5分鐘由教師簡單介紹實驗用儀器和原材料;40分鐘由學生實驗操作;15～20分鐘安排實驗討論。

(二)實驗情況討論

學生基本上都是第一次接觸實驗，在實驗操作過程中難免會出現失誤。傳統實驗教學中，教師常常擔心學生出錯，一旦發現學生操作失誤，就馬上中斷學生實驗，再指導應該如何操作，甚至代替操作。這種教學方法表面上保證了學生實驗的順利完成，但實際上這種做法不僅使實驗過程變得不連續，而且打擊了學生實驗的積極性，不利于學生獨立思考。實驗過程中，教師是主導方，教師常常無意識地用自己成熟的實驗概念強制代替學生初次的實驗思考。其結果是學生完成實驗后對自己實驗操作是否規范、實驗應注意的細節、實驗有哪些知識點需要掌握、實驗操作程序是否正確都不清楚。因此，教師在實驗操作過程中最好不對學生進行任何指導，不打斷學生實驗，只在旁邊觀察，了解與掌握每個小組的實驗情況;實驗完成后再組織學生對整個實驗情況進行討論。在討論過程中教師可引導學生進行歸納和總結，尤其對操作失誤的要進行重點分析。討論分析具體步驟如下:先請一位學生將整個實驗操作過程、實驗注意事項等陳述一遍。在此基礎上，其他學生結合自己的實驗情況進行補充和討論。在討論過程中，教師根據觀察到的實驗情況以及學生討論的情況，對每個小組實驗操作過程中出現的問題進行分析，引導學生思考、總結與歸納，得出正確的結論。以下具體舉例說明。實例一:在水泥膠砂實驗討論中，有學生說他們發現膠砂攪拌后不均勻，影響了試件成型效果。針對這個問題，首先引導學生進行分析，得出引起攪拌不均勻的主要原因是攪拌葉片與攪拌鍋底距離過大，由此強調說明實驗設備對實驗精確性的影響，每次實驗前應對實驗設備運行情況進行檢驗;然后提出如何才能使膠砂攪拌均勻的問題，引導學生對實驗過程中攪拌葉片停止90秒時應該做什么這一實驗細節的討論。在討論過程中，除了強調規范中“用刮具將葉片和鍋壁上的膠砂刮入鍋中”的內容外，還可以引出如果用刮具將鍋底膠砂攪拌起來，將有利于提高膠砂均勻效果這一實驗技巧。通過討論，加深了學生對實驗儀器、操作細節重要性的認識。實例二:粗骨料表觀密度測量實驗中包括飽和面干、開口孔隙等知識點。在實驗過程中，發現很多學生并沒有用濕抹布將粗骨料表面積水抹干就直接稱量。針對這一問題，在討論時，首先對多孔材料空隙結構和表觀密度計算公式作簡單復習，引導學生思考操作中出現的細節錯誤，突出實驗操作細節的重要性;同時對飽和面干、材料空隙結構、表觀密度等相關知識點進行全面復習。討論結束后，再由教師將正確實驗操作程序從頭至尾復述一遍，突出實驗注意事項，總結實驗目的，給學生正確的實驗知識。

(三)實驗報告內容

每個小組提交一份實驗報告，實驗報告不拘泥于形式，鼓勵學生在形式上自由發揮，但在內容上要包括實驗操作過程的描述、小組每位成員對自己所負責工作的介紹以及實驗操作的體會、實驗結果分析等。對實驗結果的分析鼓勵采用多種形式，如結合操作中出現的問題進行分析，還可以對各小組的實驗結果進行橫向對比分析等。

(四)實驗考評方法

考評內容主要包括五個部分，即實驗時間、實驗衛生、實驗操作、實驗討論和實驗報告。具體考評細則和評分標準如下:

(1)對實驗完成時間的考驗占考評成績的5%，考評對象為各小組，小組成績即為小組每位成員的成績。其中每個班級10個小組前兩名得分為100分，中間六名為90分，最后兩名為80分。對實驗完成時間的考評只作為一個鼓勵措施，考評成績不能太低。

(2)對實驗衛生情況的考評占考評成績的5%，考評對象為各小組。根據每個小組實驗操作結束后對儀器設備等的整理情況進行評分，評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。實驗衛生是良好實驗習慣的表現，考評成績上可拉開差距。

(3)實驗操作成績占考評成績的10%，考評對象為小組。主要考評每個小組成員合作情況和操作熟練的程度，評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。

(4)實驗討論考核成績占考評成績的30%，考評對象為每位學生。所有實驗完成后，討論時學生未發言的0分，有一次發言的80分，兩次發言的90分，三次及三次以上的100分。發言討論能反映學生對實驗的態度，實驗討論成績占考評成績比例應大一些，有利于提高學生動手實驗的積極性。

(5)實驗報告成績占考評成績的50%，考評對象為小組。考評內容為實驗報告內容，評分標準分為100分、90分、80分、70分和60分。在考評細則中，只有實驗討論的考核是針對小組每個成員的，旨在鼓勵學生積極思考，踴躍發言;其他四項都是對小組統一評分，鼓勵團隊合作;對實驗報告，如果要求小組成員每人一份，很多內容會重復，流于形式，因此，可調整為要求小組成員通過討論，由小組統一提交一份具有實際內容的實驗報告。

三、實驗教學方法實施要點

相對傳統實驗教學方法，本文提出的方法縮短了實驗時間，加重了對實驗操作過程的考核，在具體實施過程中，要求:

(1)教師和助教集中精力，隨時了解與掌握學生的操作情況，按照考評細則及時對每個小組的完成時間、衛生情況、實驗操作熟練程度和討論發言做好定量考評;

(2)保證實驗儀器運行穩定;

(3)討論中要調動學生積極性，引導學生參與討論。

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二、課程學習中的師生溝通，任課教師與輔導員的及時溝通

傳統的大學教學方式是:任課教師踩著鈴聲來上課，踏著鈴聲下課，只管傳授知識不管其他。在大學里對學生的日常管理實行的是輔導員制。一名輔導員要管理200名以上的學生。大學里的輔導員一般是由剛畢業的大學畢業生擔任，輔導員隊伍年輕化、單一化，其優點是有活力、有激情，和學生年齡接近、經歷相近，容易和學生溝通，同時也存在著社會經驗不足的特點。由于分工明確:教師只管授課，輔導員只負責學生的日常管理，這就造成了教師、輔導員雖然共同培養學生，但互不見面，從不溝通的問題與局面。學生課堂以外的情況教師不了解，學生的學習情況輔導員不了解，其學習情況只有考試成績出來后才知道。學生由中學轉入大學，其學習方法的轉變本身就需要一個適應過程，而對于這種他們從未經歷過的管理方式、課程安排和全新的課程，更需要一個適應過程。這就需要教師與輔導員及時溝通，了解每個學生的具體情況，關注每一個學生的生活學習過程，當學生遇到思想、生活或學習的困難時，教師和輔導員聯手解決，使其順利、愉快地完成大學的學習，成為一名令家長和社會都滿意的合格的人才。

三、采用學生與教師的角色互換開放式教學法，指導學生制作教學課件

縱觀我國的教學歷史，自從有了學校，教學模式一直延續了老師在講臺上講課，學生在臺下聽課的模式，無論是什么層次的學生，無論是何種課程。而學生學習的時間要從少兒時期一直延續到青年時期，也就是說一個人從小學到大學本科畢業需要16年的學習時間。試想一下，在長達十幾年的學習生涯里面對的是一種教學方法，不管老師在課堂上講地多么生動、有趣，學生也會逐漸失去新鮮感。雖然隨著科技的不斷進步，投影儀、計算機引用到教學中，因教學模式沒有根本性變革，教學效果還是不明顯。為了使學生由被動地接受變為主動地學習，可以在課堂上采取老師與學生角色互換的方法。具體操作時，選擇某些章節作為采用這一教學方法的內容，首先在課前布置任務，讓一組學生編寫教案，準備上臺講述課程內容;一組學生制作這部分的教學課件;課堂上共同展示，先讓學生進行比較，找出對方的欠缺之處，最后由老師加以總結，再精講一遍，指出本部分的知識點、重點和難點。這樣，不僅可以使學生主動學習工程制圖課程的內容，參與到整個教學過程中來，同時也培養了學生的集體協作能力，激發了學生學習其他相關知識的興趣。

四、課程學習中的實踐與現場教學相結合

鑒于工程制圖實踐性強的特點，開放式教學法僅局限于課堂顯然無法達到預期的教學效果。為了使學生對工程制圖課有一個全面的了解和學好這門課程，我專門有針對性地設計了課外實踐課和現場教學課。在組合體部分采用課外實踐課。步驟為:①首先利用現有的教學模型讓學生參觀，每人選擇一個模型，畫出三視圖，并標注尺寸，模型收回;②交換所畫的三視圖，根據三視圖及其尺寸，選擇適當的比例用橡皮泥做出圖中的組合體;③根據自己所做的模型，從收回的模型中挑選出形狀相同的模型，然后進行分析對比，相互找出圖形表達、尺寸標注和讀圖(即模型制作)中的錯誤。通過這一過程，完成了組合體中的構形分析、畫三視圖、尺寸標注和讀圖的全部內容，這樣既豐富了教學方法，又培養了學生的動手能力，為培養技能型的學生提供了良好的教學平臺。在機械零件部分采用現場教學課，步驟為:①布置任務:讓學生預習本章內容;②進廠參觀，主要參觀機械加工車間和現代化程度較高的裝配生產線，每人抄畫一張零件草圖或裝配圖草圖;③返回課堂，讓學生上講臺講解;④老師對照學生所畫的草圖和其講解的內容進行對照、分析。在這一教學實踐的過程中，讓學生切實了解了機械圖(零件圖、裝配圖)的作用、內容、畫法等，使課本上的內容由抽象變為具體，使學生在理解的基礎上更易掌握工程制圖這一課程。

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1)網絡傳輸的是模型文件，其傳輸量遠小于視頻圖像;

2)由渲染引擎對模型進行實時渲染并動態顯示;

3)具有無限的交互性。Web3D的實現技術主要分為三部分，即建模技術、顯示技術和三維場景中的交互技術［1］。三維模型的實時建模與動態顯示技術是Web3D技術的基礎，該技術可以分為兩類:

1)基于幾何模型的實時建模與動態顯示;

2)基于圖像的實時建模與動態顯示。交互技術是Web3D技術的關鍵，Web3D軟件能夠直接實現常用的交互功能，復雜的交互功能則可以通過編程實現。

2常用的Web3D技術

2．1Cult3D

Cult3D是一種基于Java內核的Web3D技術，由瑞典的Cy-core公司開發，用戶可以將第三方開發的Java類嵌入其中，極大地增強了Cult3D的交互性和擴展性。為了提高開發效率，Cult3D的操作簡單直觀，開發環境十分人性化和條理化。Cult3D包括Cult3DExporterPlug-in，Cult3DDesigner和Cult3DViewerPlug-in三個程序模塊。Cult3DExporterPlug-in用于將3DSMAX，MAYA等三維設計軟件制作的三維模型轉換為Cult3DDesigner支持的格式。Cult3DDesigner用于為模型加入交互功能，如縮放、移動、旋轉等，導出后嵌入到網頁或其他應用程序當中。Cult3DViewerPlug-in是顯示插件，安裝該插件后，用戶即可在網上瀏覽采用Cult3D技術制作的三維模型，并進行實時交互操作。

2．2ViewpointViewpoint

是一種基于XML構架的Web3D技術，由美國的Viewpoint公司開發，它能夠十分方便地與數據庫和瀏覽器進行通信，因此得到了廣泛的應用。用戶僅需安裝一個免費的插件，即可在網上瀏覽采用Viewpoint技術制作的三維模型，并進行實時交互操作。與Cult3D技術不同的是，Viewpoint自己制作三維模型，而不是導入其他軟件制作的三維模型。Viewpoint模型的三維多邊形網格結構具有可伸縮性和流傳輸性?？缮炜s性即采用Viewpoint技術開發的Web3D模型能夠自動地依據用戶電腦的性能和網絡速度調整模型的精度及相關技術參數，以確保用戶獲得最佳的體驗;得益于這種特性，一個高精度的Web3D模型就能夠滿足用戶對不同精度的需求，同時還可以大大減少設計者的開發工作量。流傳輸性允許用戶在下載模型數據的同時瀏覽Web3D模型，并與之交互。基于這兩種優越的特性，Viewpoint技術得到了廣泛的應用。

2．3Java3DJava3D

是Java語言在三維圖形領域的應用編程接口(API)，由美國的SUN公司(2010年被Oracle公司收購)推出，利用Ja-va3D提供的API，可以快速開發基于網頁的三維動畫、各種計算機輔助教學軟件和三維游戲等。采用Java3D開發Web3D程序時，開發者僅需調用這些API進行編程，而客戶端只需要安裝標準的Java虛擬機即可瀏覽，而無需安裝額外的插件。Java3D把OpenGL和DirectX等底層3D技術封裝在Java3DAPI中，提供了一個高層的面向對象的編程模型，從而使3D技術不再繁瑣，并且可以加入到J2SE，J2EE的整套架構中，這些特性使得Java3D技術具有強大的擴展性。Java3D作為Java語言的擴展，具有平臺無關性，即“一次書寫，隨處運行”;采用Java3D開發的Web3D程序可以訪問所有的Java類，因此能夠很好地與In-ternet集成。Java3D支持運行時裝載器，因而能夠兼容多種文件格式，包括各種廠商的自定義格式。

2．4X3D

X3D(Extensible3D)是新一代的Web3D國際標準，由Web3D協會(Web3DConsortium)于2003年，它在VRML97的基礎上發展進化而來，更加成熟和完善。X3D整合了正在發展的XML，Java，流技術等先進技術，包括更強大、更高效的3D計算能力、模型渲染質量和網絡傳輸速度。X3D采用XML(ExtensibleMarkupLanguage)———可擴展標記語言描述三維實體及其行為，XML是平臺無關的并且得到了廣泛的支持和應用，XML具有顯著的技術優勢:擁有自定義的標記語言來描述結構數據、易于編程者和計算機理解;具有有效的數據約束等。X3D的組件化體系結構使其具有良好的可擴展性和可定制性，它可以根據市場應用和服務的需求添加組件以擴展其功能，并且可以定制一系列標準擴展組件以滿足特定應用的要求。X3D支持開發廣播/嵌入式應用，可以用于從手機到超級計算機的各種設備。

3Web3D技術在土木工程專業教學中的應用

土木工程專業的主干課程包括混凝土結構、鋼結構、高層建筑結構、建筑結構抗震等，這些課程的實踐性很強，且構造要求很多，從而導致學生難學、教師難教。因此，如何幫助學生加深對教學內容的理解，提高學習效率，提升教學質量，長期以來一直都是土木工程專業教學改革的熱點。將這些課程中涉及的各種結構組成，尤其是一些節點構造制作成Web3D模型，用戶可以任意縮放、移動、旋轉模型，實現360°全景瀏覽，還能夠對模型中各種構件的顯示或隱藏進行控制。如此讓學生直觀且互動地學習，有助于解決教學中的重點難點問題，從而提高教學效果。下面以采用Cult3D制作鋼結構節點構造模型為例說明Web3D模型的制作方法及流程。

1)三維模型的建立和輸出。在AutoCAD中建立三維模型，導入3DSMAX中進行渲染，最后由3DSMAX輸出為Cult3DDesig-ner可以接受的．c3d文件格式。

2)為三維模型加入交互功能。在Cult3DDesigner中加入各種觸發事件和動作控制，以實現三維模型的交互功能。3)三維模型的導出和。將完成的三維模型輸出為．co文件格式，嵌入到網頁當中。