土木工程专业需要掌握的专业知识包括以下几个方面：

基础科学知识

数学：高等数学、线性代数、概率论和数理统计等。

物理：力学、热学、电磁学等。

化学：了解化学的基本知识，用于材料的选择和分析。

计算机信息科学：计算机辅助设计（CAD）、项目管理软件等。

技术科学知识

力学：理论力学、材料力学、结构力学、流体力学、土力学等。

材料科学：建筑材料、混凝土结构、钢结构等。

地质学：工程地质、地质与基础工程。

施工技术与管理：施工原理和方法、施工组织、工程测量等。

工程技术知识

工业与民用建筑：设计、建造和管理。

隧道与地下建筑：设计、施工和管理。

公路与城市道路及桥梁：设计、施工和管理。

工程项目经济与管理：工程经济、项目管理、工程概预算等。

实践性教学环节

实验：基础实验、专业实验等。

实习：现场实习、施工实习等。

设计：课程设计、毕业设计等。

社会实践：参与工程项目、社会实践等。

其他知识

哲学、政治学、经济学、法学等基本知识。

文学、艺术等基础知识。

外语能力：掌握一门外语。

当代科学技术发展的主要趋势和应用前景。

专业方向课程

建筑环境与能源应用：建筑力学、工程热力学、传热学、流体力学、建筑节能等。

给水排水工程：给水排水管网、水处理设施等。

地下空间工程：地下结构设计、施工技术等。

交通土建工程：道路桥梁设计、施工组织管理等。

水利工程：水库、渠道、桥梁等设计、施工和管理。

通过这些课程的学习和实践，土木工程专业学生能够具备从事各类土木工程项目的规划、设计、施工、管理以及研究工作的能力。