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(4)专业知识体系
每个知识体系所包含的知识领域见附表1-1。
2、土木工程专业的专业知识体系
(1)专业知识体系的核心部分分布在6个知识领域内:
1)力学原理和方法
2)专业技术相关基础
3)工程项目经济与管理
4)结构基本原理和方法
5)施工原理和方法
6)计算机应用技术
这六个知识领域涵盖了土木工程的所有知识范围,包含的内容十分广泛。
掌握了这些领域中的核心知识及其运用方法,就具备了从事土木工程的理论分析、设计、规划、建造、维护保养和管理等方面工作的基础。
上述知识领域中的106个核心知识单元及其419个知识点的集合,即构成了高等院校土木工程专业学生的必修知识。
遵循专业规范内容最小化的原则,本规范只对上述知识领域中的核心知识单元及对应的知识点作出了规定。
附录一列出了对这些核心知识单元的学习要求。
为了方便教学需要,还列举了21门核心课程以及每门课程的推荐学时。
(2)专业知识体系的选修部分
考虑到行业、地区人才需求的差别,以及高校人才培养目标的不同,专业规范还在核心知识以外留出选修空间。
如果教学计划的课内总学时控制在2500学时,选修部分的640学时由学校自己掌握。
选修部分可以在上述6个知识领域内增加(相当于加强专业基础知识),也可以组成一定的专业方向知识,还可以两者兼而有之。
选修部分反映学校办学的特色,根据学校定位、专业定位、自身的办学条件设置。
高校应注意行业和地方对人才知识和能力的需求,根据工程建设的发展趋势对专业选修部分做适时的调整。
为了对部分学校加强指导,本专业规范推荐了建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、铁道工程四个典型方向的专业知识单元,每个方向256个推荐学时,供学校制定教学计划时参考。
(二)专业实践体系
专业实践体系包括各类实验、实习、设计和社会实践以及科研训练等形式。
具有非独立设置和独立设置的基础、专业基础和专业的实践教学环节,每一个实践环节都应有相应的知识点和技能要求。
实践体系分实践领域、实践知识与技能单元、知识与技能点三个层次。
它们都是土木工程专业的核心内容。
通过实践教育,培养学生具有实验技能、工程设计和施工的能力、科学研究的初步能力等。
1.实验领域。
实验领域包括基础实验、专业基础实验和研究性实验三个实践知识与技能单元。
基础实验:
如普通物理实验、普通化学实验等;
专业基础实验:
如材料力学实验、流体力学实验、土工实验、土木工程材料实验、混凝土基本构件实验、土木工程测试技术等;
专业实验:
按专业方向安排的相关内容。
研究性实验:
这部分可作为拓展能力的培养,不做统一要求,由各校自己掌握。
2.实习领域。
实习领域包括认识实习、课程实习、生产实习和毕业实习四个实践知识与技能单元。
认识实习:
按土木工程专业核心知识的相关要求安排实习,可重点选择一个专业方向的相关内容。
课程实习:
包括工程测量、工程地质及与专业方向有关的课程实习。
生产实习与毕业实习:
3.设计领域。
设计领域包括课程设计和毕业设计(论文)两个实践知识与技能单元。
课程设计与毕业设计(论文):
每个实践单元的学习目标、所包含的技能点及其所需的最少实践时间见附录二。
(三)大学生创新训练
土木工程专业人才的培养体现知识、能力、素质协调发展的原则,特别强调大学生创新思维、创新方法和创新能力的培养。
在培养方案中要运用循序渐进的方式,从低年级到高年级有计划的进行创新训练。
各校要注意以知识体系为载体,在课堂知识教育中进行创新训练;
以实践体系为载体,在实验、实习和设计中进行创新训练;
选择合适的知识单元和实践环节,提出创新思维、创新方法、创新能力的训练目标,构建成为创新训练单元。
提倡和鼓励学生参加创新活动,如土木工程大赛,大学生创新实践训练等。
有条件的学校可以开设创新训练的专门课程,如创新思维和创新方法、本学科研究方法、大学生创新性实验等,这些创新训练课程也应纳入学校的培养方案。
五、本专业课程体系
本专业规范是土木工程专业人才培养的目标导则。
各校构建的土木工程专业课程体系应提出达到培养目标所需完成的全部教学任务和相应要求,并覆盖所有核心知识点和技能点。
同时也要给出足够的课程供学生选修。
一门课程可以包含取自若干个知识领域的知识点,一个知识领域中知识单元的内容按知识点也可以分布在不同的课程中,但要求课程体系中的核心课程实现对全部核心知识单元的完整覆盖。
本专业规范列举了6个知识领域所含的核心知识单元的推荐核心课程21门,计1816个最少课内教学学时数(附表1-1);
以及44个最少课内实验学时数(附表2-1和2-2),两项共计1860个最少学时。
本专业规范还列举了个实践领域所含的实践知识与技能单元的推荐实践环节,计62个最少实验学时和35个最少实践周数。
它们分别是:
军训3周(附表1-1),物理实验和化学实验62个学时,实习10周,设计22周(附表2-1和2-2)。
课内教学和实验教学的学时数(周数)分析如下:
工具、人文、自然科学知识体系学时数(周数)
专业知识体系学时数(周数)
选修学时数
推荐的专业方向选修学时数(周数)
剩余学时
(周数)
专业知识体系(按2500学时统计)
1110学时
706+44学时
256学时
384学时
44.4%
30.0%
25.6%
专业实践体系(按40周统计)
62学时+3周
32周
——
4周
约90.0%
约10.0%
六、本专业的基本教学条件
(一).教师
1、有一支结构合理、相对稳定、水平较高的教师队伍。
教师必须具备高校教师资格。
2、承担本专业主干课程的任课教师不少于2人/每门;
专业教师中高级职称教师比例不少于40%,具有研究生学历的教师比例不低于70%。
毕业设计(论文)阶段1名教师指导的学生数不应多于10名。
3、有学术造诣较高的学科带头人,具有一定比例的有工程实践经历的专兼职教师。
对于2000年以后新办本专业的学校,应有业务能力较强、教学经验较为丰富的教师主持教学管理工作,并有一支胜任本专业各主干课程教学任务的骨干教学队伍。
4、公共课、基础课和专业基础课教师应能够在数量和教学能力上满足土木工程专业教学的需要。
(二).教材
1、要选用符合专业规范的教材或教学参考书,教材内容应覆盖所有的核心知识。
专业方向的教材或讲义应形成系列,满足培养方案和教学计划的要求,并符合学校的办学特色。
2、基础课程教材应尽量选用适合学校办学特色的规划教材。
(三).图书资料
1、学校图书馆中应有与土木工程专业学生数量成比例的本专业图书、刊物、资料,应具有数字化资源和具有检索这些信息资源的工具。
2、有专业资料室并能满足学生在各类教学环节中查阅所需的资料。
图书、资料的利用率比较充分。
(四).实验室
1、基础课程实验室的设备应满足土木工程专业的教学需要,并满足教学计划规定的学生分组实验的台套数要求。
计算机的数量和管理应满足学生学习的需要。
2、专业实验室仪器设备必须满足所开设实验的条件,并根据各校的专业方向和具体情况有所侧重。
专业实验室生均仪器设备费需达到0.4万元以上。
3、基础和专业实验室应有具备高级职称的实验人员,数量应满足要求。
管理应规范有序。
(五).实习基地
1、要有相对稳定的校内外实习基地,实习基地应符合专业实习的要求。
2、校外实习基地的建设应有规章制度、相对稳定的兼职指导教师和必要的资料档案。
(六).教学经费
1、学费收入用于四项教学经费(本科业务费、教学旅差费、教学仪器维修费、体育维持费)的比例需大于25%,并逐年有所增长。
其中本科业务费和教学仪器维修费需占四项教学经费的80%。
2、新设的土木工程专业,开办经费一般不低于生均1万元(不包括学生宿舍、教室、办公场所等)。
七、专业规范的附件
附件一土木工程专业的知识体系、知识领域、核心知识单元和知识点
附件二土木工程专业实践教育体系中的实践领域、实践单元和知识技能点
附件三推荐的建筑工程、道路与桥梁工程、地下工程、铁道工程方向知识单元
附件一
土木工程专业知识体系及其中的核心知识领域、单元和知识点
工具、人文、自然科学知识体系中的知识领域(1110学时)表1-1
序号
知识体系
知识领域
推荐课程
描述
推荐课时
1
工具性知识
(372)
外国语
240
大学英语、科技与专业外语、计算机信息技术、文献检索、程序设计语言
2
信息科学技术
72
3
计算机技术与应用
60
人文社会科学知识
(332)
哲学
204
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系、马克思主义基本原理、中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、经济学基础、管理学基础、心理学基础、大学生心理、体育
政治学
历史学
4
法学
5
社会学
6
经济学
7
管理学
8
心理学
9
体育
128
10
军事
3周
自然科学知识(406)
数学
214
高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、物理实验、工程化学、环境保护概论
物理学
144
化学
32
环境科学基础
16
专业知识体系中的知识领域(708学时)表1-2
知识单元
知识点
推荐学时
力学原理与方法
36
142
理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学
256
专业技术相关基础
33
125
土木工程材料、土木工程概论、工程地质、土木工程制图、土木工程测量、土木工程试验
182
工程项目经济与管理
20
建设工程项目管理、建设工程法规、建设工程经济
48
结构基本原理和方法
22
94
工程荷载与可靠度设计原理、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、基础工程
150
施工原理和方法
12
39(改为42)
土木工程施工技术、土木工程施工组织
52(改为56)
计算机应用技术
土木工程计算机软件应用
总计
107
422(改为425)
21门
708(改为712)
力学原理与方法知识领域的知识单元、知识点及推荐学时(256学时)表1-3
推荐
学时
要求
静力学公理和物体的受力分析
静力学公理
掌握
(60)4
约束与约束反力
物体的受力分析
力系
平面汇交力系与平面力偶系
平面一般力系
空间一般力系
熟悉
摩擦
滑动摩擦
考虑滑动摩擦时物体的平衡问题
摩擦角和自锁现象
滚动摩阻的概念
点的运动
点的合成运动
刚体的运动
刚体的基本运动与平面运动
动力学基本原理
质点动力学的基本方程
24
动量定理
动量矩定理
动能定理
达朗贝尔原理
材料力学的基本概念
材料力学基本概念
(54)2
截面几何性质
静矩和形心
惯性矩,惯性积,平行移轴公式
形心主轴和形心主惯性矩
轴向拉伸和压缩
内力,截面法,轴力及轴力图
应力和变形,胡克定律,弹性模量,泊松比
材料的拉压力学性能,强度条件和计算
应力集中的概念
剪切
剪切的概念
剪切的实用计算
挤压的实用计算
了解
11
扭转
薄壁圆筒的扭转,剪切胡克定律,剪应力互等定理
扭矩及扭矩图
圆轴扭转的应力和变形,强度条件和刚度条件
弯曲
剪力、弯矩及剪力图、弯矩图
17
弯矩、剪力和荷载集度间的微分关系
梁横截面上的正应力和正应力强度条件
梁横截面上的剪应力和剪应力强度条件
提高弯曲强度的措施
弯曲中心的概念
梁弯曲变形时截面的挠度和转角的概念
挠曲线近似微分方程
积分法和叠加法计算弯曲变形
刚度条件,提高梁的刚度的措施
13
组合变形
组合变形的概念
斜弯曲
拉伸(压缩)与弯曲
扭转与弯曲
14
应力状态和强度理论
平面应力状态下的应力分析
空间应力状态下的应力分析
广义胡克定律
常用强度理论
15
压杆稳定
细长中心受压直杆临界力的欧拉公式、长度系数
欧拉公式应用范围,临界应力总图,柔度
压杆稳定条件和稳定计算
能量法
杆件应变能的概念和计算
卡氏定理及应用
结构力学基本概念
(78)
18
平面几何体系组成分析
结构计算简图选取的基本原则、方法以及结构、荷载的分类
几何可变和几何不变体系的概念、体系的自由度、几何不变体系的组成规则
静定结构与超静定结构的几何组成特征
瞬变体系的概念
19
静定结构内力、位移的分析和计算
单跨静定梁的内力计算及内力图、多跨静定梁的组成特点及传力层次图、多跨静定梁的内力分析及内力图
26
静定平面刚架的内力计算、内力图的绘制及校核
三铰拱的内力计算方法以及合理拱轴的概念
桁架的内力计算
静定组合结构的内力计算
广义位移的概念、实功与虚功的概念、变形体系的虚功原理
结构位移计算方法
支座移动及温度改变引起的位移计算方法
图乘法计算梁和刚架的位移
互等定理
影响线
移动荷载及影响线的概念
静力法作静定梁的影响线
机动法作静定梁的影响线
利用影响线确定最不利状态位置的方法
简支梁内力包络图的概念和作图方法
超静定结构影响线
21
超静定结构内力、位移的分析和计算
超静定问题及其解法
力法
位移法
力矩分配法
矩阵位移法
结构的稳定计算
两类稳定问题的概念
结构稳定计算的基本方法
23
结构动力学基本原理和方法
动力荷载的分类、动力自由度的确定方法
单自由度体系的振动方程、自由振动和强迫振动
共振和阻尼
土的组成、物理性质及分类
土中固体颗粒,土中水和气
(32)4
土的结构和构造
土的三相比例指标
土的物理特性和压实性
土的工程分类
25
土的渗透性与渗流
土的渗透性及测定
土中二维渗流及流网
渗透破坏及其控制
土中应力
自重应力
基底压力和地基附加应力
有效应力原理
27
土的压缩性和地基沉降计算
土的固结试验与压缩性指标
土的变形模量和变形计算
地基沉降量计算
饱和土体的渗流固结理论
地基沉降与时间的关系
28
土的抗剪强度及土压力
土的抗剪强度理论和极限平衡条件
土的剪切试验及抗剪强度(直剪、三轴、无侧限)
不同排水条件下抗剪强度指标及孔隙压力系数的确定
应力路径的概念
振动液化问题
两种土压力理论(朗金和库仑)
土压力计算
29
地基承载力及边坡稳定性
地基的破坏模式
地基临界荷载及地基极限承载力
地基承载力的确定
边坡的稳定性分析
30
流体力学概念与流体静力学
流体的主要物理性质
(32)
作用在流体上的力
重力场中液体静压强的分布
作用面上的总压力
31
流体动力学基础
流体运动的描述和欧拉法
连续性方程
伯努利方程
动量方程
势流理论基础
流动阻力
流动阻力和水头损失分类与计算
雷诺实验与流态
层流运动
紊流运动
边界层概念与绕流阻力
风荷载计算的基本原理
有压流动
孔口出流与管嘴出流
短管的水力计算
长管的水力计算
34
明渠流动
明渠均匀流
明渠流动状态
明渠非均匀渐变流水面曲线的分析
35
堰流和渗流
堰流及其分类
宽顶堰溢流
渗流基本定律
井与井群
波浪理论基础
基本方程
驻波与进行波
波能与波的作用力
专业技术相关基础知识领域的核心知识单元、知识点及推荐学时(182学时)表1-4
土木工程材料的
基本性质
土木工程材料的分类
(36)
材料的物理性质
材料的力学性质
材料的耐久性
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料及其主要用途
硅酸盐水泥矿物组成、性质及选用
其他水泥
水泥混凝土与砂浆
水泥混凝土的基本组成材料、分类和性能要求
混凝土拌和物的性能、测定和调整方法
硬化混凝土的力学、变形性能和耐久性
普通水泥混凝土的配合比设计
水泥混凝土的外加剂和矿物掺合料
砂浆
钢材
钢的分类
钢材的主要力学性能
钢材的冷热加工性能
土木工程用钢的品种和选用
砌筑材料
砌墙砖的种类和应
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