一、适用对象
高职铁道工程专业
二、课程定位与设计
1、课程定位
《工程材料》是铁路高等职业院校铁路专业开设的一门公共的专业基础课,是一门理论与实践紧密相结合的课程,是理工科的必修课程,通过该门课程的学习,其主要功能是使学生对建筑工程中各种工程用材料有个初步认识,使学生掌握建筑材料的基本理论知识,旨在培养学生认识、检测、选择、保管与应用建筑工程材料的能力。培养学生遵章守纪、协同作业、密切配合的职业道德与责任感,同时对铁路工程专业有一个比较完整的了解,并为后续铁路路基工程、桥梁工程、隧道工程的课程学习打下必要的基础。
2、课程设计
本课程的具体设计是以铁路工程施工与养护过程中所涉及的工程材料为课程主线,以铁路工程材料要实施的工作任务为主线构建理实一体化课程。按工程材料要学习的内容及学生理解的规律和特点,通过讲授、视频讲解、参观、任务驱动、分组试验等方法,设计学习过程,通过理论学习和实际应用使学生充分掌握相关的知识和技能,既为学生进一步学习专业知识提供有关工程材料的基本知识,也对学生就业岗位的职业能力培养起到一定的支撑作用。
本课程的目的是使学生具有从事铁路工程施工 、材料员等岗位工作的职业能力。立足这一目的,本课程结合铁路工程施工企业对从业者专业技能要求,依据工业与民用建筑专业相关工作任务和职业能力分析制定了课程目标。目标分别从知识、技能、态度三个方面制定,涉及 水泥、砼、钢材、防水材料等常用建筑材料的技术标准、质量检验方法及新型建筑材料等方面知识。教材编写、教师授课、教学评价都依据这一目标定位进行。
本课程是一门以工程材料基本知识、水泥性能检测及应用、混凝土性能检测及应用、建筑砂浆性能检测及应用、建筑钢材性能检测及应用、沥青性能检测及应用。
建筑材料教学要以技能训练为主,实行项目教学。教学可在课堂、实训场、实验室等情境中进行。在学习情境中,建议采用仿真软件、多媒体、模拟现场、任务驱动等教学方法,实施项目教学。
三、参考学时及学分
参考学时:72学时
参考学分:3.5分
四、课程目标
本课程通过三个学习内容的学习,掌握铁道相关专业专门人才所必须的铁路基本知识;掌握铁路工程中的主要材料的性质及用途;了解工程建设的先进技术与科技动态;同时在学生心中树立整体观念与团队意识,培养学生热爱铁路事业,团结协作、敬业爱岗精神。
本课程具体的学习目标如下:
1.知识目标
1-1掌握工程材料的基本概念和性质
1-2掌握主要材料性质,根据不同情况进行材料的选择
1-3掌握主要的工程材料的检测方法
1-4掌握铁路工程中材料的分析应用及检测方法
2.能力目标
2-1制订与实施工作计划的能力
2-2正确使用检测仪器对常用建筑材料技术指标进行检测,并能够对材料质量进行准确评定
2-3资料查阅、收集与整理能力,并能准确阅读常用工程材料的质量检验报告
2-4基本材料性质检测的能力,并能借助国家标准及计算确定混凝土及砌筑砂浆配合比;
2-5分析与判断能力,并能结合工程环境及要求合理地选择、使用和管理施工现场的工程材料;
3.情感目标
3-1良好的沟通协调能力
3-2较强的团队合作意识能力
3-3较强的责任心与良好的职业道德
3-4 具备勤奋学习,吃苦耐劳、团结协作、勇于创新的精神;
3-5具有良好安全与自我保护的意识
五、课程内容和要求
1、学习内容
表1 学习内容及要求
序号 | 项目名称 | 课程内容与教学要求 | 课时 | ||
知识 | 技能 | 态度 | |||
1 | 工程材料的基本性能 | ●对工程材料有基本的认识和性质的掌握 ●了解材料的体积组成、材料的基本性质 ●掌握普通混凝土用砂石的基本物理性质的检测方法 | ●能正确的识别铁路工程专业中所应用的材料 ●能正确使用实验 仪器对普通混凝土用砂石的基本物理性质进行检测 ●能阅读普通混凝土用砂石的质量检测报告 | ●能懂得刻苦学习的重要性 ●能具有严谨细致的工作作风 | 8 |
2 | 水泥性能检测及应用 | ●了解水泥的成分、水泥石的腐蚀与防止、特性水泥等 ●了解水泥的生产、凝结硬化过程 ●掌握水泥熟料矿物的组成及其特性 ●掌握通用硅酸盐水泥的技术性质及应用 ●能说出水泥进场验收与保管 | ●能区分通用硅酸盐水泥的分类 ●能说出通用硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性 ●能正确使用试验仪器对通用硅酸盐水泥的基本技术指标进行检测 ●能掌握通用硅酸盐水泥的特点及应用 ●能阅读通用硅酸盐水泥的质量检测报告 | ●能遵守材料相关规范 ●能具有严谨细致的工作作风 ●能建立团结协作精神 | 12 |
3 | 混凝土性能检测及应用 | ●掌握水泥混凝土组成材料及其技术要求 ●掌握水泥混凝土的技术性质并作出评价 ●掌握混凝土拌合物取样及和易性进行检测 ●掌握混泥土配合比设计 ●掌握水泥混泥土外加剂的作用机理及常用品种 ●能说出混凝土强度检测,并对混凝土强度等级作出评定 ●掌握水泥混凝土的质量控制与评定方法 | ●能熟练地掌握混凝土的分类 ●能正确区分骨料的种类、等级划分、技术标准及检测方法 ●能对水泥混凝土的技术性质进行检测 ●能应用混凝土技术性能及检测方法 ●能够对水泥混凝土进行配合比设计,并进行混凝土质量的评定 ●能掌握混凝土常见质量问题及处理方法 | ●能遵守工程材料规范 ●能具有严谨细致的工作作风 ●能具有团结协作精神 | 18 |
4 | 砂浆性能检测及应用 | ●了解砂浆的材料组成、作用特点及对材料的质量要求 ●掌握砂浆的技术性质 ●掌握砂浆配合比选用和设计的方法 ●了解其他砂浆的用途 | ●能进行砂浆的分类 ●能正确使用仪器对砌筑砂浆和易性进行检测 ●能根据国家标准进行砌筑砂浆配合比设计 ●正确使用仪器对砌筑砂浆强度进行检测,并依据国家标准对砌筑砂浆强度等级做出准确评定 | ●能初步养成严谨细致的工作作风 ●能初步具备团结协作精神 ●能找出解决问题的办法 | 10 |
5 | 钢筋性能检测及应用 | ●掌握钢筋的分类及应用及主要技术性质 ●掌握钢筋的力学性能和工艺性能 ●能记住建筑钢材与钢筋牌号命名原则、品种、特点及应用 ●掌握屈服点、抗拉强度和伸长率的计算 | ●能记住建筑钢材的技术标准及其检测方法 ●能够熟练使用万能试验机 ●能够完成钢筋的拉伸和冷弯试验 ●能够通过试验数据计算出钢材的三大指标并进行评定 ●能阅读建筑钢材质量检测报告 | ●能遵守材料规范 ●能养成严谨细致的工作作风 ●能具备团结协作精神 | 12 |
6 | 沥青性能检测及应用 | ●掌握石油沥青的分类、技术性质 ●掌握石油沥青的技术标准和选用方法 ●掌握石油沥青的改性措施 ●掌握防水卷材的分类和性能 | ●能够对石油沥青的技术性质进行检测 ●能够对石油沥青进行分类和选用 ●能够鉴别和选用防水卷材 | ●能具有严谨细致的工作作风 ●能找出解决问题的方法 | 8 |
8 | 机动(考核) | 4 | |||
9 | 合计 | 72 |
表2 学习内容教学设计表
序号 | 项目 | 学习任务 | 课时 | 考核 权重 | 学习场地要求 | 学习方法建议 |
1 | 工程材料的基本性能 | 任务一:材料认识及试验的数据统计分析 | 2 | 2% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:材料的密度试验 | 2 | 2% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; | ||
任务三:材料的吸水率和含水率试验 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
2 | 水泥性能检测及应用 | 任务一:通用硅酸盐水泥的分类、矿物组成及其特性 | 2 | 4% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:水泥的基本性能检测试验 | 6 | 8% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务三:水泥强度试验 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
3 | 混凝土性能检测及应用 | 任务一:混凝土的认识及分类 | 2 | 6% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:集料的筛分试验 | 4 | 8% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务三:混凝土和易性测定及评定 | 4 | 8% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务四:混凝土强度测定 | 4 | 6% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务五:混凝土配合比设计 | 4 | 10% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
4 | 砂浆性能检测及应用 | 任务一:砌筑砂浆的材料组成、作用 | 2 | 4% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:砂浆和易性评定试验 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务三:砂浆强度试验及配合比设计 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
5 | 钢筋性能检测及应用 | 任务一:钢筋的分类及作用 | 2 | 4% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:钢筋的拉伸试验检测 | 6 | 10% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
任务三:钢筋的冷弯试验及腐蚀的防护 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; | ||
6 | 沥青性能检测及应用 | 任务一:石油沥青的分类、组成与结构 | 4 | 4% | 一体化教室; | 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
任务二:石油沥的基本性能检测试验 | 4 | 4% | 一体化教室; 校内实验室 | 实践操作法; 演示法; 任务教学法; 小组讨论法; 讲述法; |
1、教学方法建议
在教学中积极运用多媒体课件以及现场试验等教学手段进行教学。要体现课程在教学组织形式、教学方法与教学手段的特殊性。要强调校企合作、工学结合,采用多种教学方法,多媒体教学,结合典型案例完成本课程在铁路工作中应用知识的培养。建议采用讲授法、案例教学法、现场教学法等。
2、学习方法建议
实践操作法、演示法、任务教学法、小组讨论法、讲述法等。
3、教材编写选用建议
教材选用建议:中国铁道出版社,梁学忠主编的《工程材料》;
人民交通出版社,赵丽萍主编的《土木工程材料》
4、教学资源开发与利用建议
通过本课程的教学资源开发,目前开发的教学资源库有:《工程材料》课件、习题库。充分利用这些资源创设形象生动的工作情境,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。
教师应当充分利用铁路知识及实际作业有关的资料,开发教学资源,拓宽学生们的学习领域,培养他们的实践能力,发展其个性品质与创新精神,促进不同的学生在本门课程上得到不同的发展。
5、教学条件建议
序号 | 实验实训场所名称 | 基本配置要求 | 功能说明 |
1 | 一体化教室 及校内实验室 | 试验设备及数量应根据学生人数进行配置 | 能够使学生对工程材料性质过程有直观的认识和了解 |
教授本课程的教师原则上应该为铁道施工及工程类本科以上毕业生,具备铁路工程构造与施工等方面的理论知识与现场经验,能进行相关的理论与实践教学,具备相关专业技能,解决生产现场实际问题的能力,具有教学项目的设计、组织实施能力,具有较强的组织协调与沟通等社会能力与方法能力。
7、教学评价、考核要求
课程评价及考核综合考虑课程方法能力、实训能力、专业能力三个方面,由于工程测量的实践性较强,故应考虑学生出勤率,具体考核内容和评价标准分别见表3和表4。最终按照下列公式计算该课程的期末考核成绩:
课程的期末考核成绩=(试验实训)x30%+专业能力x50%+(自评+互评+教师评价)x20%。其中,专业能力x50%:见考核评价。
表3 试验实训考核表
实训过程 | 工作内容 | 技能标准 | 知识考核点 | 单项分值 | 满分 |
1、准备工作 | 清洁卫生 | 能发现并解决卫生问题 | 操作场所卫生要求标准 | 3 | 10 |
准备并检验试验器具及试验设备 | 准备本次实训所需要的仪器和容器; 试验仪器的清洗和操作; 检验试验设备运行是否正常。 | 本次试验内容整体了解和把握,试验所依据的标准; 试验中不同设备操作。 | 7 | ||
2、取样 | 试验样品取样规则 | 能按标准要求按批进行取样; | 取样规则; | 5 | 10 |
试验样品取样方法 | 能科学的进行取样,取样过程严谨公正。 | 取样方法与要求。 | 5 | ||
3、试验试件制作 | 原材料选择; | 能选择合适的原材料; | 混凝土试样制备、砂浆试样制备、水泥试样制备、钢材试样制备的步骤与要求。 | 2 | 10 |
原材料的称量; | 会使用称量设备,能准确称量,科学、严谨、认真; | 3 | |||
试样的制作过及养护处理; | 试样制作步骤符合规范;能按标准要求科学规范地进行试样养护与处理。 | 5 | |||
4、实验过程与仪器操作 | 试验仪器的具体操作; 按步骤进行试验 | 准确掌握实验步骤,能、规范操作仪器; | 水泥净浆搅拌机、水泥胶砂搅拌机、砼搅拌机、砂浆搅拌机、万能试验机等设备的操作; 水泥、砼骨料、砼、砂浆、钢材、沥青性能检测的试验步骤。 | 15 | 30 |
试验过程中不怕吃苦,有团队精神、能互相协作; | 5 | ||||
试验过程认真、爱护仪器; | 5 | ||||
试验中积极主动,不依赖他人。 | 5 | ||||
5、试验结果评判 | 试验结果的处理; 材料合格性的判定; | 试验数据科学公正、诚实可信,不弄虚作假; | 试验数据的处理; | 3 | 10 |
能按标准进行试验结果计算,不抄袭他人试验结果; | 试验结果的计算; | 3 | |||
能根据标准判定材料合格性。 | 材料合格性的判定。 | 4 | |||
6、试验结束整理 | 仪器设备的整理维护; | 试验仪器关闭、清洁干净、恢复原状; | 试验仪器的使用与维护。 | 5 | 10 |
试验室卫生整理维护 | 试验室、试验台打扫干净,爱护公共财物,维护公共卫生。 | 5 | |||
7、试验报告 | 实训内容 | 实训完毕能够写出实训过程的具体试验操作; | 试验报告的格式 | 5 | 20 |
解决问题 | 能够对操作中出现的问题和注意事项进行分析,并有相应的解决方案; | 5 | |||
结论 | 能针对实训做出客观的分析和探讨,有完整的结果。 | 结果分析 | 10 |
合计 | 100 |
项目 | 考核点 | 建议考 核方式 | 评价标准 | 成绩 比例 | |||||||
优 | 良 | 及格 | |||||||||
工程材料的基本性能 | 1.正确认识各种材料 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 7个考核点合格 | 5个考核点合格 | 4个考核点合格 | 10% | |||||
2.正确使用试验仪器 | |||||||||||
3.正确记录试验数据 | |||||||||||
4.按要求进行数据处理 | |||||||||||
5.正确的测出并分析密度数据 | |||||||||||
6.正确的测出并分析含水率数据 | |||||||||||
7.知道试验误差来源及消除或减小方法 | |||||||||||
水泥性能检测及应用 | 1.说出通用硅酸盐水泥的分类、矿物组成及其特性 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 10个考核点合格 | 8个考核点合格 | 6个考核点合格 | 20% | |||||
2.会使用负压筛析仪 | |||||||||||
3.能够准确的测出水泥的细度 | |||||||||||
4.能够正确的使用标准稠度仪 | |||||||||||
5. 能准确测出水泥标准稠度用水量及凝结时间 | |||||||||||
6.会使用雷氏夹 | |||||||||||
7.能够正确的观察出水泥的安定性并作出评价 | |||||||||||
8.能够正确区分水泥强度 | |||||||||||
9.会正确的制作水泥试模 | |||||||||||
10. 能正确测定水泥的胶砂强度 | |||||||||||
混凝土性能检测及应用 | 1.掌握混凝土的特性 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 10个考核点合格 | 8个考核点合格 | 6个考核点合格 | 25% | |||||
2.正确的使用摇筛机 | |||||||||||
3.正确的记录筛析数据并计算细度模数 | |||||||||||
4.正确的判断集料的级配 | |||||||||||
5.正确的进行坍落度试验 | |||||||||||
6.合理判断混凝土和易性 | |||||||||||
7.正确进行混凝土的强度试验 | |||||||||||
8.计算出混凝土28d立方体抗压强度 | |||||||||||
9.正确的计算出混凝土的配合比 | |||||||||||
10. 能够合理的设计混凝土配合比 |
砂浆性能检测及应用 | 1.掌握砌筑砂浆的材料组成、作用 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 7个考核点合格 | 5个考核点合格 | 4个考核点合格 | 15% | |||||
2.正确的使用砂浆稠度测定仪 | |||||||||||
3.正确测定砂浆流动性 | |||||||||||
4. 正确的使用砂浆分层度测定仪 | |||||||||||
5. 正确测定砂浆保水性 | |||||||||||
6.正确测定砂浆立方体抗压强度 | |||||||||||
7.正确计算出砂浆配合比 | |||||||||||
钢筋性能检测及应用 | 1.掌握钢筋的分类及作用 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 9个考核点合格 | 7个考核点合格 | 5个考核点合格 | 20% | |||||
2.掌握钢筋拉伸四个阶段 | |||||||||||
3.正确使用万能试验机 | |||||||||||
4.正确使用游标卡尺 | |||||||||||
5.正确计算钢筋拉伸三大指标 | |||||||||||
6.正确进行钢筋冷弯试验 | |||||||||||
7. 理解掌握冷加工性能 | |||||||||||
8.熟悉常用建筑钢材的标准与选用 | |||||||||||
9.熟悉钢材常用防护措施 | |||||||||||
沥青性能检测及应用 | 1.掌握石油沥青的分类组成与机构 | 小组汇报 现场口试 现场操作 | 7个考核点合格 | 5个考核点合格 | 4个考核点合格 | 10% | |||||
2.正确使用针入度仪 | |||||||||||
3.正确测定石油沥青的针入度 | |||||||||||
4.正确使用软化点试验仪 | |||||||||||
5.正确理解石油沥青的三大指标 | |||||||||||
6.掌握石油沥青改性措施 | |||||||||||
7.掌握沥青类防水材料 |
合计 | 100% | ||||||||||
过程考核(50%) | 期末考核(50%) | ||||||||||
出勤情况 | 10% | 试卷或技能考核 考试时间100分钟 | |||||||||
任务完成情况 | 自评 | 5% | |||||||||
互评 | 5% | ||||||||||
师评 | 10% | ||||||||||
课堂表现 | 课堂提问 | 20% | |||||||||
操作规范度 |
过程考核包括三项:出勤情况、任务完成情况、课堂表现。每个项目结束后有一过程考核分值。
出勤情况所得分值=(学生出勤课时数/该项目总课时数)*10
任务完成情况所的分值根据工作页中该项目的详细考核细则所得
课堂表现根据试验操作规范度情况及课堂提问所得分值
期末考核可以采用试卷或技能考核:
试卷考核分值=卷面分值*50%(卷面满分为100分)
技能考核从所有项目中选取一个具有代表性的任务进行考核。由任课老师出具考核细则。
八、其它说明
无
九、编制依据
该课程是依据铁路相关专业调研情况和专业人才培养方案编制。