摘要：随着科技进步，土木工程新型材料不断涌现，促使行业发生深刻变革。高性能混凝土、纤维增强复合材料等展现出独特优势，其发展趋向绿色可持续与多功能一体化，应用比例持续攀升。行业对人才需求转变，持续学习能力成为必备素养。创新人才培养模式需构建多学科融合课程体系，筑牢学生知识根基。人才培养保障机制涵盖教育部门政策引导，旨在为土木工程新型材料领域培育契合行业发展需求的高质量人才，推动行业技术创新与可持续发展。

关键词：土木工程新型材料、人才需求、培养模式、保障机制

0引言

土木工程作为国家基础设施建设的核心领域，正经历着深刻的变革。随着科技的飞速进步，土木工程新型材料如雨后春笋般涌现，从高性能混凝土到智能材料，从绿色环保材料到纳米技术在建筑中的应用，这些新型材料的出现不仅推动了建筑技术的革新，更为可持续发展提供了有力支撑。

传统的土木工程材料如钢材、水泥等，在长期的使用过程中逐渐暴露出一些局限性，如资源消耗大、环境影响严重、性能提升空间有限等[1]。据统计，全球水泥生产所产生的二氧化碳排放量占总排放量的比例相当可观[1]。而新型材料的研发与应用则有望改变这一现状，如新型的绿色水泥替代品，能够在保证建筑强度的前提下，大幅降低能源消耗与碳排放。

在这样的背景下，对土木工程新型材料人才的需求也发生了根本性转变[2]。过去，行业侧重于对传统材料应用人才的培养，注重施工工艺与常规材料性能掌握。随着新型材料的复杂性与技术含量不断提高，迫切需要既懂材料科学原理，又能将其灵活应用于土木工程实践的复合型人才。这类人才不仅要熟悉各类新型材料的物理化学特性、制备工艺，还要掌握其在不同建筑结构、环境条件下的应用技术，能够解决实际工程中的难题。

对于高校与职业教育机构而言，探索如何培养适应行业需求的土木工程新型材料人才显得尤为重要[2]。一方面，这有助于为行业输送高质量的专业人才，填补市场空白，推动土木工程行业的技术升级与可持续发展；另一方面，也有利于教育机构自身优化专业设置，提升教学质量与科研水平，增强在教育领域的竞争力。因此，深入研究土木工程新型材料人才培养模式具有极其重要的现实意义与深远的战略价值。

1土木工程新型材料发展概述

1.1新型材料的类型与特性

a）高性能混凝土

高性能混凝土（HPC）作为土木工程领域新型材料的典范，于现代建筑范畴占据关键地位。相较于传统混凝土，其在诸多层面实现创新性突破。着眼于性能指标，高性能混凝土抗压强度普遍逾100MPa，在特定高精尖工程中甚至可达200MPa 以上，将传统混凝土强度水准远远甩在身后。以港珠澳大桥岛隧工程为例，其所处海洋环境极端严苛，面临海水侵蚀、氯离子高强度渗透以及频繁干湿循环等多重挑战[2]。高性能混凝土凭借卓越的低渗透性、出众的抗氯离子侵蚀效能以及优异抗裂特性，精准适配沉管隧道、人工岛等核心关键部位，切实保障工程结构于120年设计使用周期内的稳固性与安全性。此外，高性能混凝土徐变变形微小，于长期承载负荷状态下能够维持良好尺寸恒定性，极大降低结构变形及裂缝衍生风险。在高层建筑、大跨度桥梁等对结构性能有着严苛要求的项目中，高性能混凝土的应用既能实现结构自重的有效减负，强化承载能力，又可削减维护成本，延展使用寿命，为土木工程的可持续进阶筑牢根基。

b）纤维增强复合材料

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）是一类由高强度纤维与基本材料复合而成的新型工程材料[3]，具有轻质、高强、耐腐蚀等诸多显著特性，为土木工程领域带来了全新的发展机遇。常见的纤维类型包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，它们各自具备独特的性能优势。在土木工程领域，纤维增强复合材料同样发挥着重要作用。在桥梁工程中，FRP筋材可作为传统钢筋的替代品，用于新建桥梁的受拉构件或既有桥梁的加固修复。由于其耐腐蚀性能优异，能够有效解决钢筋锈蚀导致的结构耐久性问题，延长桥梁使用寿命。

1.2发展趋势与应用前景

在全球环保意识日益高涨的时代背景下，土木工程新型材料领域呈现出两个极具标志性的发展态势。其一，坚定地朝着绿色可持续方向迈进。对于资源高效利用及环境保护的紧迫需求深度契合，能够有效降低建筑全生命周期中的能源消耗，切实助力生态系统的平衡维系[3-4]，已然构筑起建筑行业迈向可持续发展的关键基石。其二，鉴于土木工程领域对建筑功能诉求日趋多元复杂，新型材料凸显出多功能一体化的演进趋向。新型材料致力于降低生产过程中的能耗。以新型保温材料为例，气凝胶作为一种极具潜力的高性能保温材料，其导热系数极低，仅为传统保温材料的几分之一甚至更低。在同等建筑条件下，使用气凝胶保温材料相较于传统保温材料，可使建筑能耗降低约30%-40%，大大提高了能源利用效率[4]。

在减排方面，绿色可持续的新型材料生产注重减少温室气体排放与污染物生成。传统水泥生产是CO2排放的大户，而新型的碱激发胶凝材料则以工业废渣（如矿渣、粉煤灰等）为主要原料，通过碱激发剂使其具备胶凝性能，替代部分水泥应用于混凝土工程。这种材料有效利用工业废弃物，减少废渣对环境的占用与污染。同时，在生产过程中二氧化碳排放量相较于传统水泥可降低 60% - 80%，为缓解全球气候变暖压力作出积极贡献，为未来土木工程的发展描绘了广阔蓝图[4]。

2行业现状与人才需求趋势

随着行业的发展，土木工程新型材料的应用占比也在逐步提高。以在一些大型桥梁、高层建筑等重点工程，高性能混凝土的使用率已超过50%，相较于传统混凝土，其有效提升了结构的安全性与使用寿命。纤维增强复合材料在建筑加固、桥梁修复等领域的占比也逐年递增 [3-4]。智能材料虽处于起步阶段，但在一些标志性建筑、高科技园区的建设中崭露头角，如智能调光玻璃、自愈合混凝土等的应用，为建筑赋予了智能化、自适应的特性。这些新型材料的广泛应用，也对专业人才提出了更高的要求，使得行业对掌握新型材料知识与技术的人才需求愈发迫切[5]。

持续学习能力是适应行业快速发展的必然要求。土木工程新型材料领域知识更新换代迅速，新的材料研发成果、应用技术不断涌现。

人才需紧跟行业动态，持续学习最新的材料科学理论、制备工艺、性能测试方法以及工程应用案例、不断更新自身知识储备，才能在职业生涯中保持竞争力，满足行业发展的持续需求。

3创新人才培养模式构建

在土木工程新型材料人才培养中，构建多学科融合的课程体系是关键环节。基础课程整合旨在打破传统学科界限，将材料科学、力学、化学等多学科基础知识有机融合，为学生打造全面且扎实的知识根基。

以“土木工程材料学基础”课程为例[6]，该课程摒弃了以往单一学科知识讲授的模式，将材料科学原理作为核心贯穿始终。在讲解材料的微观结构时，引入材料科学中的晶体学、相图等知识，让学生深入理解不同材料的原子排列、化学键合方式，从而明白材料性能差异的根源，使学生从本质上掌握金属材料在土木工程结构承载中的特性。

力学知识则紧密结合材料应用场景。在分析梁、柱等结构构件受力时，不仅教授传统的结构力学计算方法，还融入材料力学中关于材料应力-应变关系、弹性模量概念，让学生明白如何根据材料的力学性能进行结构设计优化。

化学知识在材料制备与性能改性方面发挥着重要作用。讲授混凝土材料时，深入探讨水泥的水化反应化学过程，从化学反应方程式出发，解释水泥硬化过程中的热量释放、强度发展机制，以及如何通过外加剂调节水化反应速率，进而改善混凝土的工作性能与耐久性。同时，涉及新型材料如纳米材料、智能材料时，化学知识更是不可或缺，让学生理解这些新型材料独特性能背后的化学奥秘。

通过这样的基础课程整合，学生能够建立起系统的知识框架，不再孤立地看待材料、力学与化学知识，而是将其融会贯通，为后续深入学习土木工程新型材料的专业知识与应用技术奠定坚实基础。

4人才培养保障机制

4.1政策支持与资源保障

a）教育部门政策引导

教育部门在土木工程新型材料人才培养中扮演着至关重要的引领角色。近年来，为适应行业快速发展对创新型、复合型人才的迫切需求，教育部等相关部门陆续出台了一系列具有针对性与前瞻性的政策举措。

一方面，通过实施“卓越工程师教育培养计划”、“新工科建设”等专项工程，引导高校深化教育教学改革，加大对土木工程新型材料等新兴交叉领域的资源投入。在“卓越工程师教育培养计划”框架下，鼓励高校与企业紧密合作，构建基于工程实践的人才培养体系。确保学生在掌握扎实理论知识，并具备出色的工程实践能力，能够解决实际工程问题[7]。“新工科建设”则着重推动学科交叉融合，促使土木工程与材料科学、信息科学、环境科学等多学科深度渗透，为人才培养开辟全新路径。

另一方面，教育部门加大对相关学科专业的资金扶持力度。设立专项科研基金，鼓励高校教师与科研人员投身前沿科研工作，探索新型土木工程材料在实际工程中的创新应用、攻克关键技术难题、相关研究成果不仅推动了行业技术进步，还为教学提供了丰富的前沿素材，确保人才培养质量稳步提高。

此外，教育部门积极搭建校企合作交流平台，组织召开各类产学研对接会议、行业论坛，促进高校与建筑企业、材料研发机构之间的深度沟通与合作[7]。通过共建实习基地、联合开展科研项目等方式，为学生提供实践机会，实现人才培养与企业需求的无缝对接，为土木工程新型材料行业的蓬勃发展提供坚实的人才支撑。

b）高校资源配置优化

高校作为土木工程新型材料人才培养的主阵地，肩负着优化资源配置、提升人才培养质量的重任。为契合行业发展需求，高校在多方面持续发力，为学生成长成才创造良好条件。

加大实验室建设投入是关键一环。随着土木工程新型材料的不断涌现，高校纷纷斥资购置先进实验设备，打造现代化的材料研发与测试平台。大型精密仪器设备相继入驻实验室，为学生开展材料性能测试、微观结构分析等实验提供了良好的基础。

优化师资队伍是人才培养的核心保障[7]。一方面，积极引进具有深厚学术造诣与丰富工程经验的高层次人才，充实教师队伍。另一方面，注重校内教师的培养提升，通过选派教师参加跨学科培训、国际学术交流活动，鼓励教师攻读跨学科学位等方式，拓宽教师学术视野、使其能够胜任多学科融合的教学与科研任务。同时，加强师德师风建设，培养教师敬业爱生、严谨笃学的职业精神，确保教师以良好的品德与专业素养言传身教，为学生成长成才保驾护航。

完善教学管理制度是提升人才培养质量的重要支撑。高校构建科学合理的教学质量监控体系，对课程教学、实践教学、毕业设计等各个环节进行全程动态监控与评估。通过学生评教、同行互评、教学督导听课等方式，及时发现教学过程中存在的问题，并针对性地进行整改优化。建立健全激励机制，对在教学改革、科研创新、人才培养等方面表现突出的教师给予表彰与奖励，激发教师工作积极性与创造性。在人才培养方案制定与修订过程中，广泛征求企业、行业专家、校友等各方意见，确保培养方案紧密贴合市场需求，与时俱进，为培养适应新时代需求的土木工程新型材料专业人才奠定坚实基础。

5总结

本研究通过对土木工程绿色新型材料人才培养的深入探究，明晰当前人才培养的现状、需求、策略及实践案例经验。在现状层面，高校专业设置已逐步向多学科融合迈进，开设涵盖土木工程多领域知识与新型材料相关课程，但不同高校课程特色各异，实践教学与师资队伍建设尚存短板；教学方法上，传统讲授结合线上线下混合、案例、项目教学等多元模式，实践环节注重材料制备、性能测试及工程应用实操，但仍受实践课时、设备更新、考核科学性等问题制约；师资队伍面临知识结构单一、实践经验不足困境，高校正通过人才引进、培训、组建跨学科团队等措施加以改善。

人才需求紧扣行业发展、企业岗位与区域差异三方面。行业发展渴求掌握建筑节能、智能化、绿色建筑知识的人才，以应对能源与环境挑战，推动智能、绿色建筑落地。同时，区域差异受经济、地理、产业结构影响显著，沿海发达地区聚焦海洋工程、绿色环保材料人才，中西部欠发达地区侧重基础设施建设、农村建筑升级所需的实用型材料人才。

基于上述剖析，人才培养策略涵盖课程、教学、实践与师资建设四大维度。课程体系应深度融合多学科知识，提升实践课程比重，实时嵌入行业前沿内容；教学方法创新依托案例、项目、虚拟仿真教学，促使抽象知识具象化，锻炼学生综合素养；实践教学强化校企合作、实训基地建设与学科竞赛参与，助力学生积累实战经验、激发创新潜能；师资队伍建设着重引进跨学科人才、促进教师培训实践、打造跨学科教学团队，保障教学与行业前沿、实践应用紧密衔接。

参考文献

[1]罗鑫. 土木工程建筑中混凝土结构的施工技术[J]. 建材发展导向， 2024， 22 （10）： 135-138.

[2]郑俊， 吕庆. 国内外顶尖大学土木工程专业本科培养方案调研与对比[J]. 高等建筑教育， 2023， 32 （02）： 36-45.

[3]周振， 陈伟智， 李钢粮， 何明理， 李海燕. 纤维增强混凝土的耐久性能研究现状简述[J]. 广州建筑， 2024， 52 （07）： 116-120.

[4]郑志清. 新型绿色建筑材料在土木工程施工中的应用分析[J]. 居舍， 2024， （32）： 43-45.

[5]金祖权， 牛景轶， 张苹， 侯东帅. 培养具有工程创新能力的土木工程材料专业人才探索与实践[J]. 高教学刊， 2024， 10 （23）： 55-58.

[6]杨晶， 白雨， 邓美林， 刘宏， 牛玺荣. 以学生为中心的材料力学课程教学创新改革[J]. 高等建筑教育， 2024， 33 （05）： 155-161.

[7]张君艳. 产教融合背景下地方高校土木工程专业育人机制研究[J]. 建材发展导向， 2024， 22 （04）： 1-3.