《土木工程材料》教材编写背景及主要内容

土木工程材料

主编姓名:黄晓明，潘钢华，赵永利

出版时间:2001年

出版单位:东南大学出版社

教材形式:文字教材

适用层次:本科

适用专业:土木工程

作者简介:

黄晓明，教授，博士生导师，1963年1月生。1985年7月于南京工学院（1988年复更名为东南大学）公路与城市道路本科毕业，获学士学位。同年9月进入南京工学院攻读硕士研究生，1987年3月提前攻读博士学位研究生，1990年3月在东南大学博士研究生毕业，获工学博士学位。毕业后留校任教，同年获讲师职称，并于1993年4月晋升为副教授，1997年4月晋升为教授，1998年5月被评为博士生导师。2002年5月—2002年10月赴澳大利亚公路局作高级访问学者（国家留学基金学科带头人项目）。目前担任东南大学交通学院副院长、道路与铁道工程研究所所长、东南大学学术委员会委员。

2006年12月获江苏省“六大高峰人才”第一层次资助；

2006年4月被评为交通部“新世纪十百千人才工程”第一层次人选；

2005年12月被交通部授予“交通青年科技英才”称号；

2005年3月担任2005年度国家科学技术奖评审专家；

2002年6月被遴选为江苏省“333”人才第二层次人选。

教材简介:

1998年国家教委对本科专业进行了调整，实行宽口径教育，将原工业与民用建筑专业和公路、城市道路及机场工程专业合并为土木工程专业。原两专业所使用的建筑材料和道路建筑材料教材因覆盖范围较窄，不能适应新专业的教学要求。因此编写了本教材，并于2001年10月正式出版。

作为“新世纪土木工程专业系列教材”之一，本教材的编写和出版是教学改革的继续和深化，编写的宗旨是:根据土木工程专业知识结构中关于学科和专业基础知识、专业知识以及相邻学科知识的要求，实现课程体系的整体优化；拓宽专业口径，实现学科和专业基础课程的通用化；将专业课程作为一种载体，使学生获得工程训练和能力的培养。

本教材内容覆盖了结构、道路、桥梁等土木工程领域所用的基础性材料，作为“新世纪土木工程专业系列教材”之一，目前已成为土木工程领域的主流教材之一，已在江苏、湖南、湖北、山东、河北、陕西、浙江、广东等地被各高校广泛使用。

但近年来，我国各相关技术规范进行了较大的修改，特别是交通部于2004年正式颁布的《公路工程沥青路面施工技术规范》JTGF40－2004中对沥青和沥青混合料的基本概念、检测标准和配合比设计方法等进行了重大的修改，在水泥混凝土和建筑钢材等领域也出现了新的研究成果，为确保本教材的实用性和严谨性，2007年对本教材进行了修订，出版了第2版。

教材的主要特色与创新点:

本教材在以往优秀教材的基础上，通过集成与创新，形成了自己鲜明的特色，主要包括:

①本教材的内容覆盖了建筑、道路、桥梁等多工程领域，适应了本科生教育宽口径的要求。

②本教材重点突出了基本概念和基本理论，并于每章中专门写明了学习目的和教学要求，使学生的学习思路与教师的教学思路保持了一致。

③在教材和教学中突出了基础理论的实际应用，并将实践环节融汇于教材的每一章，拓展了学生的视野。

④本教材的内容严格遵循了最新的国家及行业规范，并吸收了当前国内外的最新的成熟的研究成果，使教材具有较高的严谨性和先进性。

⑤与本教材内容相匹配的“土木工程材料多媒体教学系统”，全面生动地对教材内容进行了讲解，大量的flash动画可以使学生直观地掌握试验内容，一改此类传统教材单调、枯燥的面目。

教材使用情况:

本教材是针对土木工程大专业而编写的，教材内容覆盖了房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁道工程、交通工程、桥梁、矿山建筑等工程的主要工程材料。

2001年首次出版，作为“新世纪土木工程专业系列教材”之一，成为土木工程领域的主流教材之一，在江苏、湖南、湖北、山东、河北、陕西、浙江、广东等地被各高校广泛使用。2006年更成为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本教材已经过2版3次印刷，总计印刷册数达到13000本。

教材建设总结:

1.教材编写背景

东南大学是教育部直属重点高等院校，在20世纪90年代后期，作为主持单位开展了国家级“20世纪土建类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”课题的研究，提出了被土木工程专业指导委员会采纳的“土木工程专业人才培养的知识结构和能力结构”的建议。在此基础上，根据土木工程专业指导委员会提出的“土木工程专业本科（四年制）培养方案”，修订了土木工程专业教学计划，确立了新的课程体系，明确了教学内容，开展了教学实践，组织了教材编写。这一改革成果获得了2000年教学成果国家级二等奖。

与该教学计划相适应，东南大学开始编写“新世纪土木工程专业系列教材”。这套“新世纪土木工程专业系列教材”的编写和出版是教学改革的继续和深化，编写的宗旨是:根据土木工程专业知识结构中关于学科和专业基础知识、专业知识以及相邻学科知识的要求，实现课程体系的整体优化；拓宽专业口径，实现学科和专业基础课程的通用化；将专业课程作为一种载体，使学生获得工程训练和能力的培养。

由于新的培养方案要求土木工程专业毕业生能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁道工程、交通工程、桥梁、矿山建筑等的设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作。面对如此宽广的领域，传统的教材已难以完全覆盖。作为土木工程设计理论的物质载体，土木工程材料知识的掌握是对每个土木工程学生的最基本要求，因此土木工程材料课程是土木工程专业的重要基础课程。

目前，仅东南大学每年就有近1000名本科生同时学习本课程，由于覆盖的专业领域较多，加之不同工程领域所使用材料的种类和性能要求明显不同，传统的建筑材料课程是一个已有数十年历史的老课程，其单一专业的教材，已不能覆盖整个土木工程专业领域。

在传统的知识体系中，传播土木工程材料知识的是建筑材料课程。建筑材料作为一个传统学科，相关的教材较多，如中国建筑工业出版社于1997年出版的由湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学合编的《建筑材料》，哈尔滨工业大学出版社于2000年出版的由耿洪滨、吴宜勇编著的《新编工程材料》，中国建筑工业出版社于1998年出版的由李亚兰编写的《建筑材料》，人民交通出版社于1996年出版的由严家伋编著的《道路建筑材料》等。

但上述教材主要针对建筑工程领域或道路工程领域，专业针对范围较窄，通常采用本系统的研究成果和技术规范，目前能全面覆盖整个土木工程领域的教材还不多。特别是土木工程中所涉及的材料，由于应用领域不同，采用的技术标准可能完全不同。如建设部、交通部和化工部的石油沥青标准就不同。再如同样是水泥混凝土，在国标和建设部的标准中采用圆孔筛，而在交通部采用方孔筛等等。

为此，通过汇集从事道路工程、结构工程和材料工程的优秀教师，在充分参考了各方面的资料和标准的基础上，于2001年编写了适应新专业需求的“土木工程材料”教材，并成为“新世纪土木工程专业系列教材”之一。2006年本教材又成为“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”。2007年，针对我国各相关技术规范进行了较大的修改，以及相关领域出现的新的研究成果，为确保本教材的实用性和严谨性，特进行了较大幅度的修改，出版了第2版。在编写过程中既注重基本概念和基本知识的阐述，同时又对比分析了各行业标准的异同，从而增加了教学内容与实际工程的适应性。

2.教材主要内容

在教材的内容安排上，本教材突出了以下三点:

（1）综合覆盖土木工程所涉及的各专业领域。在教材编写过程中，重复考虑了土木工程领域内各行业的特点及相关标准的差异性，通过重点论述共同点、对比差异点，使教材内容做到了既有普遍性又有个性。

（2）教材内容中突出了基本概念及基本理论。由于本教材所覆盖的专业领域较多，且土木工程材料所包含的内容也较多，因此为了确保学生的学习效果，重点突出了基本概念及基本理论，使学生在学习时可以做到重点明确、思路清晰，在学习过程中可以更好地掌握本教材的内容。

（3）除课后的复习思考题外，本教材还在每一章的开篇位置引进了“学习目的”和“教学要求”，在每一章结束的位置引入了“创新设计”。“学习目的”是为学生明确指出本章的主要教学内容及需掌握的重点内容及掌握的程度；“教学要求”是为教师明确指出本章的教学重点、难点及建议采取的教学方法；“创新设计”是希望学生在学习完本章教学内容后，通过对各知识点的综合运用来解决与实际工程问题关系较密切的问题，或通过自主拓展学习而进行的高于课堂要求的深入学习。通过引进“学习目的”、“教学要求”和“创新设计”，一方面为教师和学生提供了较为完整的教学和学习建议，提炼了教材内容，增强了学生的学习兴趣，同时也为有更强学习能力的同学进行拓展学习提供了帮助。在2001—2004年间，学生依据本教材各章“创新设计”的提示，共计撰写小论文300余篇，其中近100篇在课堂上宣读讨论，从而大大提高了学生学习的自主性和积极性，丰富了课堂教学手段，这已成为本教材的一大特色。

3.教材的多媒体配套

土木工程材料课程是一门实践性和试验性非常强的课程，通过试验不仅可以加强学生的感性认识，同时也可以培养学生的动手能力，加深对课堂教学内容的认识。但目前由于试验课时大幅度压缩，学生人数又大幅度增加，原有的试验教学场地和师资资源已远远不能满足本科教学试验的要求，因此本课题组利用Flash多媒体技术编写了共计56个常用试验演示系统。试验演示系统中大量采用试验设备的数码图片，参照相应的试验规程，通过动画模拟了整个试验过程。演示系统可以进行快进、快退、暂停、循环播放等控制。该演示系统的应用不仅在课堂教学中增加了学生的感性认识，并且提高了试验教学的效率。目前该系统已经过了5年的使用，效果良好。

随着网络的普及和远程教育的逐步开展，对远程多媒体教学系统提出了迫切要求。课题组以土木工程材料教学大纲为蓝本，利用Dreamweaver制作了基于IE系统的具有框架结构和学习导航功能的远程多媒体教学系统。该系统不仅全面覆盖了土木工程材料教学大纲的全部教学内容，而且大量引用了Flash动画和工程图片，同时建立了可扩充的习题库和讨论板，便于学生自测学习效果，也可加强学生间以及学生和教师间的讨论交流。在制作网络多媒体教学系统的同时，课题组还利用FrontPage设计了具有框架层次结构的课堂多媒体教学系统，并在连续三年的本科教学中得到应用，取得了较好的教学效果。