土木工程专业研究生课程智能材料与结构教学实践-2019年教育文档
智能材料与结构在土木工程领域的应用
智能材料 与结构是指 能模仿生 物体 ，同 时具 有感 知和控制等 功能的材料或结 构 ，它 既能感 知环境状 况 又能传输分析有关信息 ，同时作出类似有生命物体的 智能反应 ，如 自诊 断 、自适应 或 自修 复等 。这种材料 与
一一 结构一般具有 四种主要功能：①对环境参数的敏感；②
种物理参数及其分布状况，是一种较理想的基础智能 材料 。 １．２ 传输特性
智能材 料 与结 构不 仅需要 敏感 环境 的各种 参数 ， 而且需要在材料 与结构 中传递各 种信息 ，信息量特 大。目前 用于智 能材料 中信息传递的方法很多 ，最 常用 的是用光导纤维来传递信息。 ｌ－３ 智能特性
合到预应力 钢绞线 内 ，从而实 现钢 绞线整体 或分 布变 形 的实 时监测 ，为 预应 力锚 固结 构的运行 提供参 考依 据。经过反复室内试验证明，传感器伸长与光纤内传输 光 的损耗基本成线性关系 ，而且具有较好 的重复性 ． ３．５ 混凝上结构温度 的监测
对重力坝进行温度诊断，可在坝体 内设置一套温度 感应神经网络为光纤温度传感器，形成分布在重力坝 内的温度感应神经元 。将所有的温度信号输送到信号 接收器 中 ，然后 通过专家 系统将信息进 行处理 、储存 并 显示 。光纤 中的光信号不受 电磁场 的干扰 ；光纤温度传 感器体积极小 ，可在坝体内多线 、多点设置 ，对坝体强 度 影响较小。因此，该温度感应神经网络可用于重力坝 的温度 自诊断，而温度变化引起的坝体张应力变化是影 响重力 坝安全 和使用 寿命 的最主要 因素 。 ３．６ 混凝 上结 构安全性 和稳定性 的监 测
智能材料与结构在土木工程领域应用研究
J IAN SHE YAN JIU技术应用232智能材料与结构在土木工程领域应用研究Zhi neng cai liao yu jie gouzai tu mu gong cheng ling yu ying yong yan jiu吴雯土木工程结构规模较大，智能材料与结构在土木工程领域的应用可以增强工程结构与基础设施的安全性，有效减少混凝土结构的维修成本。
基于此，本文主要对智能材料与结构在土木工程领域中的应用作了简要的分析和论述，希望给相关研究人员带来参考价值。
智能材料与结构这个概念最早提出在1989年，它是一种对环境具有可感知、可响应等功能的新材料。
智能材料与结构是一门新兴学科。
近年来，随着智能材料与结构的发展，智能材料应用的范围也越来越广，国内外专家学者对智能材料的相关研究也在不断深入，逐渐成为工程学科发展的前沿。
一、智能材料与结构的基本概念智能材料与结构，顾名思义，这种材料与结构具有智能性。
目前，在工程领域所使用的智能材料与结构的智能性主要体现在其具有感知和控制等功能上，这种复合材料能像生物体一样感知到环境中各项因素的变化，并且其能够将有关信息进行传输，工作人员可以根据相关信息来判断结构状态。
原构件本身没有感知功能，它主要通过融入材料使新的复合材料具有感知环境状况的功能。
融入材料也应具备对环境参数的敏感性。
此外，智能材料与结构还能在材料与结构中传输各种信息，其具有体积小，传输信息量大的特点，目前比较常用的传递方法是通过光导纤维来传递信息。
智能材料与结构的智能性主要体现在其与普通功能材料的区别上，除了上面所述的能敏感、传输环境参数外，它还具有分析、判断环境参数的性质与变化的功能，经过“训练”的智能材料与结构能够实现上述功能。
近年来，随着计算机技术的发展，人们尝试通过在智能材料与结构中植入小型电脑芯片，将材料的敏感信息通过神经网络传输到计算机系统中，以实现更多智能特性。
智能材料与结构中的超小芯片可以控制微型驱动系统，它具有很强的自适应特性，当环境中的温度、湿度等发生变化时，它能够自动适应，同时它具有自修复功能，如果构件发生损伤，它可以自行修复，省去了很多麻烦。
土木工程专业研究生课程智能材料与结构教学实践
土木工程专业研究生课程智能材料与结构教学实践10052909（2015）02004103 智能材料结构是材料学与多学科交叉融合发展起来的高新技术结构，是集传感、驱动及信息处理等功能于一体的功能性材料结构，具有自诊断、自适应、自学习、自修复、自增值、自衰减等六大生命功能[1] 。
近20 年来，智能材料结构随着材料科学、力学、控制理论、计算机技术、信息理论等学科的发展已成为国内外最活跃的研究领域之一，国内外学者对智能结构的研究及探索不断深入，智能结构领域及技术迅速发展[2] 。
智能材料与智能结构是力学的重要分支，其研究涉及土木工程、力学、材料学、化学、信息论、电子技术、机械工程、光学、计算机技术、仿生学、控制理论等一系列学科中的先进技术，同时引发出新的研究领域。
如仿生机器人、结构健康监测、传感材料、驱动材料、元器件及材料制造新技术和新的控制理论等[3] 。
智能材料与结构在土木工程领域中有着巨大的应用前景，其发展不仅意味着增强结构功能，提高结构使用效率及优化结构设计形式，而且也打破了许多土木工程结构在设计、建造、维护和使用控制等方面的传统观念。
目前，在土木工程结构领域，智能材料结构系统的应用主要集中在结构的健康监测，形状自适应记忆合金材料及结构减振抗风降噪的自适应控制等方面[4] 。
为提高工程结构质量和结构安全性及使用可靠性，将智能材料中先进的自诊断理念引入研究领域，针对重大工程中结构损伤特征及应用对象和领域，研制应用于土木工程结构的主动减振、精密位移控制、损伤主动在线监测技术的智能材料与结构。
在土木工程专业研究生教学中开设智能材料与结构课程非常有必要。
目前，智能材料与结构课程教学在课程体系上较封闭，学生知识面不够导致学习积极性不高，且由于该门课程学时的限制，教师授课时只能挑选部分章节讲授，疑难问题不断增加，给研究生科研指导不大，忽略了这门课程对研究生实践能力的培养，严重影响了学生学习内容的深度和广度。
土木工程中的智能材料与结构研究
土木工程中的智能材料与结构研究近年来，随着科学技术的不断进步，土木工程领域引入了智能材料和结构的研究。
智能材料是指那些能够根据环境条件或外部刺激自动调整其性质和功能的材料，而智能结构则是利用智能材料构建的具有自适应特性的工程结构。
本文将从智能材料和智能结构两个方面探讨土木工程中的智能材料与结构研究。
一、智能材料在土木工程中的应用1. 智能感知材料智能感知材料具有感知外界信号的能力，能够实时获取并传递外界信息。
在土木工程中，智能感知材料广泛应用于结构健康监测领域。
通过嵌入智能感知材料到结构中，可以及时监测结构的变形、应力和振动等参数，预测结构的损伤状况，提高结构的安全性和可靠性。
2. 智能调控材料智能调控材料能够根据外界环境变化自动调节其内部结构和性能。
在土木工程中，智能调控材料主要应用于隔振减震和形状调控领域。
通过使用智能调控材料构建的隔振减震系统，可以有效减少地震或风振对建筑结构造成的影响，保护建筑物及其内部设备的安全。
同时，智能调控材料也广泛应用于桥梁工程中，通过调节材料的形状和性能来改变桥梁的刚度和几何形态，提高桥梁的自适应能力和荷载承载能力。
3. 智能修复材料智能修复材料能够根据结构损伤的位置和程度自行修复，降低了维修和更换的成本。
在土木工程中，智能修复材料主要应用于混凝土结构和金属结构的修复领域。
智能修复材料通过嵌入微胶囊或纳米颗粒等修复剂，在结构损伤发生后自动释放修复剂，填补或修复结构中的裂缝和损伤，恢复结构的完整性和功能。
二、智能结构在土木工程中的应用1. 智能悬挂系统智能悬挂系统是指通过在建筑物或桥梁的结构中嵌入智能材料和传感器，实现对结构自适应运动控制的技术。
在土木工程中，智能悬挂系统广泛应用于高速铁路、地铁和大跨度桥梁等工程。
通过智能悬挂系统的应用，可以降低结构对地震和风振的响应，提高结构的安全性和舒适性。
2. 智能保温系统智能保温系统是指通过调节和控制建筑物墙体、屋顶和窗户等部位的密封性和保温性能，实现自动调控室内温度的系统。
土木工程建设中智能材料的应用研究
土木工程建设中智能材料的应用研究摘要：随着科学技术手段的高速发展，在工程材料的研发中应用了越来越多的高新技术手段，而随着各种材料的不断出现，智能材料的出现为力学问题的解决提供了更为科学有效的途径。
智能材料就是随着环境条件以及内部状态的变化产生精准、高效以及合适的响应，其具有自主分析、调整、修复等功能。
在土木工程中合理应用可以有效的提升工程质量。
基于此，文章主要对土木工程建设中智能材料的应用研究进行了简单的分析论述。
关键词：土木工程建设；智能材料；应用研究智能材料是一种应用前景较为广阔的新兴材料，深受人们的重视。
而土木工程结构较为庞大，进行钢筋混凝土结构强度以及建筑结构完整性评估过程中通过智能材料可以对建筑结构的性能进行预先性的检测以及预报分析，可以有效的减少混凝土结构的维护费用，降低其对人们产生的不良影响。
1.智能材料分类与特征1.1智能材料分类智能材料融合了信息科学领域的知识，实现了结构功能化以及功能智能化的发展。
智能材料结构中的关键内容就是可以对外界的环境反应产生变化的智能材料。
智能材料可以利用自身的特征与功能充分的感知周边环境的变化，可以通过实时化的方式转变自身一种或者多种的性能参数，可以根据具体的需求与环境适应的材料复合。
1.2智能材料特征现阶段智能材料是一种新型的材料，可以感知周边环境的变化，了解内环境、外环境产生的刺激与影响，根据状况对其进行分析、处理以及判断，通过特定的措施与手段进行智能化特征处理的材料。
1.2.1传感与反馈传感就是智能材料可以感知外界或者自身所处的环境特征；而反馈则是职能材料所感知的传感网络可以实现对系统输入以及输出信息的对比，将结果传递给控制系统。
1.2.2信息识别积累以及相应处理信息识别积累就是智能材料可以识别传感网络获得的各种信息，积累分析。
响应则是可以根据内部条件以及外界环境的不同变化对其进行对应的反应而采取的行动。
2.智能材料在土木工程建设中的应用研究2.1光导纤维光导纤维是一种信息传递的介质，具有其他材料无可比拟的传导力。
土木工程中的智能材料结构系统分析
土木工程中的智能材料结构系统分析摘要：进入21世纪以来,伴随着信息技术的发展,人们的生活越来越趋向于智能化便利化。
各种家用智能家居应运而生。
智能材料也是在这样的背景下诞生出来的。
本文主要从智能材料的概念和国内的发展现状以及在未来的发展情景等几个方面来全面说明智能材料在我国的发展和在建筑中所起到的巨大作用。
关键词：土木工程；智能材料；结构系统引言：随着改革开放的发展，电子信息技术成为了影响人们生产生活的重要条件，这使的传统的生活方式得到了极大的改变。
人们的物质文化需求也逐渐提高，智能和便捷成为了人们生活的新标准，而智能材料就是基于这种情况提出来的。
本文主要研究土木工程中的智能材料结构系统，首先，论述了智能材料的基本概念和发展优势，然后分析智能材料的类型以及功能，最后阐述了智能材料的发展局限性。
希望用过本文论述，可以促进智能材料在土木工程中的应用，也可以为相关领域提供帮助。
一、智能材料的基本概念智能材料的诞生带有偶然性的特点，因为，它是产生于科学家的偶然操作。
科学家在实践中偶然性的将光导纤维和碳纤维进行了反应，在出乎意料的情况下产生了一种新型材料，这种新材料就是智能材料。
随后，专家对这种智能材料进行实验分析，发现，它具备良好的抗断性和感应能力，随后，专家对其进行加工和研究，发现它具有多种普通材料没有的功能和属性。
第一是较强的传感能力，这种传感能力是对信息的反馈和识别。
其次，具有自动的修复能力。
这种修复能力是说。
在面对突发情况或者危险时。
可以主动的进行规避。
第三是具有一定的灵敏性。
这种灵敏性可以使材料而在受损状态。
尽快的恢复到智能变化可以节约。
一部分的劳动力资源。
二、智能材料的发展优势智能材料在土木工程中的主要目的，是对建筑进行实时评估和监测，这是满足人们日益提高的物质文化需求的重要条件。
也是保障建筑可靠性和安全性的重要标准。
而且，智能材料在实际的应用中不仅节约了人力资源，还可以节约生产成本，在一定程度上提高了生产效率，这也是智能材料在土木工程建设中大规模应用的重要原因之一。
2019年春季学期土木工程学院研究生课程安排
（1-9）B102陈文礼
结构隔震与耗能减振
（11– 14）B701王建
近海结构工程（11-16）B102赖马树金
材料流变学（11-15）B101高小建
结构可靠度
(1-8)B101吕大刚
组合结构设计（1-6）B701王玉银
无机材料热力学与动力学(1-8)B102王政
桥梁病害诊断与加固设计10-15
近海结构工程（11-16）B102赖马树金
材料流变学（9-15）B101高小建
组合结构设计（1-6）B701王玉银
无机材料热力学与动力学(1-8)B102王政
结构可靠度
(1-8)B101吕大刚
桥梁病害诊断与加固设计10-15
工程改造与加固
（9-15）B701王凤来
桥梁结构抗震1-5
结构优化设计
（1-9）B101崔昌禹
结构概念与体系（10-15）B101武岳
地震工程（1-8）BX23李爽
材料腐蚀与防护（1-6）B101乔国富
高等流体力学（9-14）
木结构设计原理(9–14)B102祝恩淳
地下防护结构(9–14)B101张博一
项目管理与评价
（1-9周）B21杨晓冬
现代预应力结构
（10-15）B701郑文忠
英语-零基础（中文授课留学生）（2-12）
结构振动的智能控制（11-17）B102刘敏
高性能与智能混凝土结构（1-6）B701
肖会刚/王震宇
计算流体力学(3-8)B101孙晓颖
薄壁结构(1-6) B102祝恩淳
英语-零基础（中文授课留学生）（2-12）
边坡工程（10-15）B102齐加连
1-5
第Ⅲ大节
13:45-15:30
浅谈在土木工程中智能材料的应用
浅谈在土木工程中智能材料的应用standalone； self-contained； independent； self-governed；autocephalous； indie； absolute； unattached； substantive关于压电智能材料在土木工程的应用前言：智能材料还没有统一的定义。
不过，现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异。
大体来说，智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。
具体来说，智能材料需具备以下内涵：(1)具有感知功能，能够检测并且可以识别外界(或者内部)的刺激强度，如电，光，热，应力，应变，化学，核辐射等；(2)具有驱动功能，能够响应外界变化；(3)能够按照设定的方式选择和控制响应；(4)反应比较灵敏,及时和恰当；(5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。
智能材料的发展为土木工程结构长期实时健康监测提供了新的研究方向。
这些智能材料具有传感，或者传感与驱动的双重功能，能够与工程结构融合在一起组成智能健康监测系统其中基于压电陶瓷(PZT)电-机耦合特性的阻抗技术以其对结构初始损伤敏感、对外界环境影响的免疫力强，使用成本低、适宜在线监测的特点得到越来越多的关注。
PZT质量轻，对本体结构影响很小，可以粘贴在已有结构的表面或埋入新结构的内部对结构进行监测，是“主动”的健康监测方法。
一、智能材料的土木工程现状为了能够更好的解决评估结构的力度和安全性以及持久性这些问题，智能的土木结构渐渐开始逐渐被重视和应用。
这种结构可以对建筑物进行监测和预测，不仅能够降低维修的费用，同时还能加强评估的能力。
现如今的监测技术对土木工程不能进行有效的监督，这就导致了对损坏情况不能进行正确的评估，这些方法都有着致命的弱点，也就是将预测的点从外面向内部来延伸，这样会渗入不同的数据信息，从而产生错误和混淆。
土木工程学术学位研究生核心课程指南
土木工程学术学位研究生核心课程指南土木工程学术学位研究生的核心课程旨在为学生提供坚实的理论基础和专业技能，以应对日益复杂的土木工程问题。
以下是针对这一群体推荐的核心课程指南。
1. 土木工程材料此课程介绍土木工程中常用的各种材料，如混凝土、钢材、木材、土壤和沥青等。
学生将学习这些材料的性能、特性、选择和应用，了解它们在土木工程结构中的作用。
2. 结构与力学结构和力学是土木工程的核心课程。
学生将学习静力学、动力学、弹性力学和塑性力学的基本原理，掌握结构分析的基本方法，如有限元分析、矩阵分析等。
3. 土木工程设计与优化此课程旨在培养学生的设计能力和创新思维。
学生将学习土木工程设计的基本原理和方法，了解优化设计的基本思路和技术，掌握土木工程结构的安全性、经济性和美观性的平衡。
4. 土木工程施工与管理此课程介绍土木工程施工的基本流程和技术，包括土方工程、基础工程、钢筋混凝土工程、预应力工程等。
学生还将学习土木工程施工项目的管理和质量控制，了解施工过程中的风险管理和成本控制。
5. 土木工程地质与环境此课程关注土木工程与地质和环境的相互关系。
学生将学习土木工程地质的基本原理和方法，了解岩土工程勘察、设计和施工的基本流程和技术。
同时，学生还将学习土木工程对环境的影响和评估方法，了解土木工程中的可持续发展和环境保护。
6. 土木工程抗震与防灾此课程关注土木工程在地震和其他自然灾害中的表现。
学生将学习土木工程抗震的基本原理和方法，了解土木工程结构的抗震设计和加固技术。
同时，学生还将学习其他自然灾害对土木工程的影响和应对措施，提高土木工程结构的防灾能力。
7. 土木工程前沿技术此课程介绍土木工程领域的前沿技术和发展趋势。
学生将了解土木工程中的新技术、新材料和新工艺，如智能材料、3D打印技术、BIM技术等。
通过这门课程，学生可以拓宽视野，增强创新意识和能力。
8. 工程伦理与职业发展此课程旨在培养学生的工程伦理意识和职业发展能力。
土木材料与工程《毕业设计》实践教学大纲
土木材料与工程《毕业设计》实践教学大纲一、课程概述《土木材料与工程》是土木工程专业一门基础课程，旨在为学生提供土木工程领域相关的材料基础知识，并通过实践教学培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
本课程的毕业设计实践教学，是课程的重要组成部分，旨在通过实际项目的设计和实施，培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。
二、教学目标1.让学生通过实践项目设计和实施，掌握土木工程材料相关知识的应用技巧。
2.培养学生实际操作能力，包括实验设备使用、实验数据处理和结果分析等。
3.提高学生的团队合作意识和沟通能力，培养学生解决实际工程问题的能力。
4.培养学生对工程质量、安全和环保的意识，培养学生良好的工程道德和职业素养。
三、教学内容1.毕业设计选题的确定，包括项目的背景与范围、设计目标和可行性分析等。
2.设计方案的制定，包括设计思路、工程量计算和材料选择等。
3.设计计划的编制，包括工程进度安排、任务分工和资源配置等。
4.实施过程的监控与管理，包括施工现场监测、数据采集和过程优化等。
5.实验室实践，包括材料试验和性能测试等。
6.结果分析与总结，包括实验数据处理、结果评估和问题探讨等。
7.撰写毕业设计报告，包括设计过程、实施结果和总结反思等。
四、教学方法1.组织实践项目的学生小组，每个小组拟定一个具体项目，进行实践设计和实施。
2.定期进行实践指导，辅导学生进行设计方案的制定、实施过程的监控与管理以及实验室实践等。
3.指导学生进行实验数据处理和结果分析，引导学生自主发展解决问题的能力。
4.进行中期检查和学术交流，评估学生的实际操作能力和解决问题的能力。
5.对学生的毕业设计报告进行评阅和指导，提供改进建议，帮助学生完善报告质量。
五、教学要求1.学生需要通过课程学习积累必要的土木工程材料相关知识和实验基础。
2.学生需要具备一定的实际操作能力和解决问题的能力。
3.学生需要具备良好的团队合作意识和沟通能力，能够有效地与团队成员合作完成实践项目。
土木工程智能化施工教材(3篇)
第1篇前言随着科技的飞速发展，智能化技术在各个领域得到了广泛应用，土木工程施工领域也不例外。
为适应新时代的发展需求，本教材旨在介绍土木工程智能化施工的基本理论、关键技术以及实践应用，旨在培养具备创新精神和实践能力的土木工程专业技术人才。
第一章智能化施工概述本章介绍了智能化施工的定义、发展历程、意义和前景。
通过阐述智能化施工在提高施工效率、降低成本、保证工程质量、提升施工安全等方面的优势，使读者对智能化施工有一个全面的认识。
第二章智能化施工关键技术本章详细介绍了智能化施工的关键技术，包括：1. 传感器技术：传感器是智能化施工的基础，本章介绍了各类传感器的原理、性能和应用，如激光测距仪、倾斜仪、加速度计等。
2. 数据采集与分析技术：本章介绍了数据采集方法、数据存储、数据传输以及数据分析技术，为智能化施工提供数据支持。
3. 自动化控制技术：自动化控制技术是实现智能化施工的核心，本章介绍了PLC、工业机器人、无人机等自动化设备的应用。
4. 信息化管理技术：信息化管理技术是实现智能化施工的重要手段，本章介绍了BIM、云计算、大数据等信息化技术的应用。
第三章智能化施工应用实例本章通过实际案例，展示了智能化施工在土木工程中的应用，包括：1. 智能工地管理系统：通过集成各类传感器、自动化设备和信息化系统，实现工地管理的智能化。
2. 智能施工机器人：应用于土方工程、钢筋工程、混凝土工程等，提高施工效率和质量。
3. 智能施工监控：通过无人机、摄像头等设备，实现对施工现场的实时监控，确保施工安全。
第四章智能化施工发展趋势本章展望了智能化施工的未来发展趋势，包括：1. 智能化施工技术不断创新：随着人工智能、物联网等技术的不断发展，智能化施工技术将更加成熟和先进。
2. 智能化施工与绿色施工相结合：在保证工程质量的前提下，实现绿色施工，降低资源消耗和环境污染。
3. 智能化施工与人才培养相结合：加强智能化施工人才培养，为我国土木工程事业发展提供人才保障。
2019土木工程专业实习报告
2019土木工程专业实习报告本学期通过10周的课堂知识的学习，为更好的掌握所学知识第17周我们在学院老师的组织和领导下实行了为期三天的房屋建筑学的课程实习。
在大学生活中，实践是极为重要的第二课堂,是知识强化和发展的源泉,也是大学生锻炼成熟的途径。
我们的知识和水平只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。
所以对于房屋建筑学的课程实习，也就是土木专业的认知实习我们更应该引起充足的重视，下面对这次实习的收获与感想做详细的总结，特此报告如下：一、实习目的通过参观典型建筑、施工工地、生产车间，使我们对所学《房屋建筑学》知识有一个立体的理解，同时进一步的扩大了本专业的知识涉及面，有助于我们对《房屋建筑学》所学知识与实际施工状况的认知结合，提升我们掌握巩固本专业知识的水平。
具体目的及任务是：1、通过参观实际建筑场地以及生产车间，进一步提升我们对建筑施工、建筑材料的生产以及建筑结构实体的理解，同时将书本理论与实际结合，在实践与知识的融合中提升学习积极性和学习效率。
2、通过参观在建工程，将所学房屋建筑的基本理论与在建工程实行现场比较，从而进一步培养我们的空间想象水平，提升实际施工过程方面的认知水平。
3、通过实习，了解建筑工程施工工艺，施工注意事项，熟悉房屋构造，了解建筑材料的特性及应用。
4、通过实习,培养我们提出问题解决问题的习惯，不懂就问，不会就学，为今后从事生产技术管理工作奠定基础。
二、具体安排1、实习时间：2、实习计划及进度：三、实习期间主要的内容(一)建筑部分上。
注意观察建筑物外观及内部，了解各层平面格局及房间布置，观察建筑外观特点，以及建筑的防火与安全疏散设计。
(二)构造部分上。
参观在建工程现场时多注意建筑物的结构形式、构造特点、承重方式、施工方式以及地基、基础、墙体、梁、板、柱等基本构造和建筑的内外装修。
(三)施工部分上。
了解施工布置以及施工组织。
参观工地现场，多注意各施工工种的工艺过程，生产特点和各种结构施工的工序等内容。
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木工程专业研究生课程智能材料与结构教学实践
10052909（2015）02004103
智能材料结构是材料学与多学科交叉融合发展起来的高新技术结构，是集传感、驱动及信息处理等功能于一体的功能性材料结构，具有自诊
断、自适应、自学习、自修复、自增值、自衰减等六大生命功能[1] 。
近20 年来，智能材料结构随着材料科学、力学、控制理论、计算机技术、信息理论等学科的发展已成为国内外最活跃的研究领域之一，国内外学者对智能结构的研究及探索不断深入，智能结构领域及技术迅速发展[2] 。
智能材料与智能结构是力学的重要分支，其研究涉及土木工程、力学、材料学、化学、信息论、电子技术、机械工程、光学、计算机技术、仿生学、控制理论等一系列学科中的先进技术，同时引发出新的
研究领域。
如仿生机器人、结构健康监测、传感材料、驱动材料、
元器件及材料制造新技术和新的控制理论等[3] 。
智能材料与结构在土木工程领域中有着巨大的应用前景，其发展不仅意味着增强结构功能，提高结构使用效率及优化结构设计形式，而且也打破了许多土木工程结构在设计、建造、维护和使用控制等方面的传统观念。
目前，在土木工程结构领域，智能材料结构系统的应用主要集中在结构的健康监测，形状自适应记忆合金材料及结构减振抗风降噪的自适应控制等方
面[4] 。
为提高工程结构质量和结构安全性及使用可靠性，将智能材料中先进
的自诊断理念引入研究领域，针对重大工程中结构损伤特征及应
用对象和领域，研制应用于土木工程结构的主动减振、精密位移
控制、损伤主动在线监测技术的智能材料与结构。
在土木工程专业研究生教学中开设智能材料与结构课程非常有必要。
目前，智能材料与结构课程教学在课程体系上较封闭,
学生知识面不够导致
学习积极性不高，且由于该门课程学时的限制, 教师授课时只能挑选部分章节讲授，疑难问题不断增加，给研究生科研指导
不大，忽略了这门课程对研究生实践能力的培养，严重影响了学生学习内容的深度和广度。
文中针对土木工程专业研究生的研究及专业工作背景，将智能材料与结构课程作为选修课，对如何实现这门课程的教学目标，提高教学质量，提高研究生学习的科研兴趣和实践能力进行了思考，对这门课程的选修内容及教学、实践、成绩评定等环节进行了探索研究。
、教学内容
智能材料与结构是以材料一器件一结构一系统为主线，将基本理论与工程应用紧密结合，从材料与智能、智能材料、智能器件、智能材料结构和智能结构系统等方面循序渐进地介绍智能材料与结构系统的基本概念、性能特征、发展和应用等。
结合土木工程专业研究生研究课题及就业背景，选择与土木工程行业紧密相关的智能材料与结构内容作为教学主讲内容。
首先介绍智能材料与结构的一些基本概况，包括驱动材料、驱动器与传感器，以及自适应复合材料系统中的模型与应用、自适应系统、旋翼应用、航空器控制和智能结构应用等。
根据实例引入形状记忆合金的概况，包括工作原理及应用，重点介绍形状记忆合金在土木工程中的隔震体系、粘弹性阻尼器、自修复埋入式智能监测的实例。
在工程结构无损中应用最为广泛的领域中，需介绍压电复合材料的力学原理及应用，重点介绍其作为智能驱动器与传感器时在土木工程领域中结构健康监测方面的应用实
例。
在土木工程结构抗震设计中，介绍电/ 磁致伸缩与电/ 磁流变体的工作原理，磁致伸缩智能材料是一种磁致伸缩效应强烈，具有高磁致伸缩系数并具有电磁能/ 机械能转换功能的材料。
磁致伸缩材料作为智能材料与结构在土木工程领域中主要用于传感、监测和远距离信息传输方面，具有较好的应用前景。
将智能器件置于土木工程结构中，实现其自适应的结构功能，主要介绍智能光纤材料的工作原理及其应用，复合材料中埋入光纤传感器和驱动器是目前应用前景最广、技术基础最成熟的一种智能材料。
后对智能材料与结构的应用前景及发展进行总结和展望。
二、教学实践与探索
一）不同研究方向教师的正确引导
研究生阶段的学习关键已不再是掌握某个知识点，死记一些书本知识，更重要的是培养学生的实践创新能力，提高学生的自主学习能力，需要在自己学习的基础上进行创新性思维，实现再
创造，这就需要教师的正确引导。
同样在智能材料与结构这门课程中，对土木工程类研究生的教学，需要通过师生
互动形式展开，在课堂上进行课堂互动，让研究生体验从未知到新知的探索过程，将智能材料与结构系统的各个方面实行科普性的讲解，促成研究生学习的主动性，教师的基本职能从
“授”转变为“导”，让教师真正成为学生学习的导师。
在学习智能材料与结构这门课程中，江苏大学创新地采用多位教师讲授同一门课程的方式，针对所学内容。
选择相关研究方向的专业课程教师来上这一章节内容。
由于所选教师对研究方向的熟悉程度明显高于以往同一位任课教师，这无形中大大提高了课程的深度和广度，调动了学生学习的热情，拓展了研究生科研知识面。
（二）理论联系实际
智能材料与结构作为一门交叉性的课程，必须与实际相结合才能巩固学习，激发学生的兴趣。
所以，在课程教学中，尽量多
举土木工程中的实例来说明各智能材料与结构的工作原理，可以
从学生感兴趣的结构和目前应用较广的智能材料来阐述，如智能蒙皮、结构监测和寿命预测、土木结构的减振与降噪、环境自适应结构以及住宅智能化等。
将理论知识寓于工程应用背景中，效果显著。
如在课堂上会增加手工制作环节，采用层合空心板制作
桥梁模型，采用硬币搭建省材工程结构，将智能材料的节能减排
理念运用到结构设计中。
（三）板书与多媒体演示的结
智能材料与结构课程信息量大，属于多学科交叉综合，不能完全采用板书教学，插入多媒体教学，可加快教学进程，提高教学效率，结合图案或声音，能大大提高学生的学习兴趣和学习积极性。
与传统的板书形式相比，多媒体教学信息量输入紧凑，文字图像信息清晰直观，风格多样，内容丰富，也能活跃课堂气氛，增进教学过程中的互动。
但当讲解一些重要的力学基本原理时，也需要放慢讲课速度，通过板书的形式来讲解清楚，尤其是传感器与驱动器等智能元器件的工作原理解释。
例如：在讲解形状
记忆合金工作原理时，Ti-Ni 合金的管接头处于低温状态时，套在需要连接的两根管子上，升温到Ti-Ni 合金母相状态的室温，套管内径即可回复到原来的尺寸，从而把两根管子咬紧，完成管子的连接。
采用一个版面的动画演示即非常形象直观地向学生解释清楚，可以从中插入大量的工程应用实例图片和录像，调动课堂气氛。
同时，在课堂教学中，增加与学生之间的互动，针对不同研究方向的研究生，选择性地
讲解智能材料与结构的运用问题，从而不断提高学生的学习兴趣。
因此，在课程教学中板书与多媒体教学相结合更有助于土木工程专业研究生掌握智能材料与结构的相关概念，加深学生印象，提高学习效率。
四）实践能力的培养
以智能材料与结构课程中搭建土木工程结构超声无损检测平台实验为例，采用预埋损伤的标准试块进行结构检测（4 学时
+课余时间），构建一个自动监测、自动控制的桥梁监测系统模
型，可将形状记忆合金、磁流变材料及无线传感理念融入其中，学生分组进行，最后分组比较创新性（4 学时+课余时间），电测应变测量及应力计算（2 学时）。
通过搭建实验，进一步锻炼学生的动手能力，训练学生的研究方法，培养学生分析和解决问题的能力。
在实验课堂上，让部分土木工程专业优秀本科生参与其中，学生通过实践训练把所学知识应用于解决科研问题。
三、成绩评定
智能材料与结构课程共设30学时，其中实验10 学时，需要预修压电测量学。
课程教学分为课堂教学、研讨、实验三部分，考核方式采用笔试（闭卷）+平时成绩+实验成绩，实验成绩通过
三部分的实验总结报告及学生答辩综合评定。
其中考试成绩占
70%，平时成绩占10%，实验成绩占20%。
通过智能材料与结构课
程三部分的考核与过程管理，既考核了学生的专业基础知识掌握情况，又考核了动手操作能力，更培养了学生的创新意识，开拓了视野。
四、结语
智能材料与结构课程列举了很多实用性和工程性强的实例，融入了最新的科研成果，是一门理论与实验相结合的课程。
因此，该领域为广泛新兴行业产业的快速引进和应用提供了巨大的潜力。
通过本课程的学习，研究生将了解智能材料结构在土木工程
领域的最新动态和进展，为后续相关课程的学习及科研打好基础。
通过智能材料与结构课程在土木研究生教学中的实践与探索，为土木工程专业研究生创新能力的培养提供了指导。