《土木工程材料》教学设计样例说明

《土木工程材料》教学设计样例说明课程代码12024060课程名称土木工程材料（双语）CivilEngineeringMaterials(BilingualCourse)课程性质土木工程材料（双语）是土木工程专业必修的一门专业基础课。学分/学时2.5学分/48学时开课学期二（1）开课单位材料科学与工程学院适用专业土木工程，材料科学与工程，交通工程教学语言演示文稿、讲解、作业、试卷均采用英文，专业术语采用中英文对照先修课程无后续课程钢筋混凝土结构教材及参考书《ConstructionMaterials》，李宗津，张亚梅，梁坚凝，张云升，陈惠苏编著。中国建筑工业出版社，2014年12月出版《土木工程材料》（第五版），张亚梅，孙道胜著。东南大学出版社，2014年8月出版课程简介本课程的教学目的是使学生掌握材料的基本性质、了解各种土木工程材料在工程应用中的作用，掌握主要土木工程材料的性能及应用技术，为解决土木工程问题打好材料方面的基础，培养和加强学生的社会责任感、职业道德、工程伦理和工匠精神。考核方式5-6次作业10%思政案例分析与感悟40%期末考试50%专业培养能力①具有应用于材料领域所需的数学、自然科学和工程技术原理等基础知识；系统掌握材料科学与工程专业的基本理论知识，理解材料体系中结构、性质、加工和使用性能之间的内在联系。②能够利用相关知识，识别、表达及分析材料科学与工程中复杂问题，以获得有效结论；并能够针对材料科学与工程复杂问题提出解决方案，并能够在设计中体现创新意识。③能够基于科学原理、采用科学方法并借助现代技术、设备对材料科学与工程中的复杂问题进行研究，包括设计实验、实施实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。④具有人文社会科学素养、社会责任感、职业道德、工程伦理和工匠精神，能够在材料工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任，同时兼顾对环境、社会可持续发展的影响。⑤能够与他人进行有效沟通和交流，包括写作和口头表达；具有一定的国际视野和跨文化的沟通、交流能力；能够与他人开展团队合作，并能在团队中承担领导者等不同角色。⑥具有适应发展的能力以及对终身学习的正确认识和学习能力。课程培养学生的能力1.分析能力的培养：主要是对材料类型、微观机理、宏观物理力学性能、耐久性等进行综合分析能力的培养。[①②③]2.自学能力的培养：培养和提高学生对所学知识进行整理、消化、吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。[②⑥]④⑤4.创新能力的培养：通过，培养学生独立思考和对目前存在的实际问题提出解决方案的能力。[③⑥]5.工匠精神的培养：通过优秀工程典型案例分析和反面典型案例对比，增强学生的道德敏感性和社会责任意识。④]教学内容与学时分配根据土木工程专业人才对土木工程材料领域了解和研究能力的要求以及现代新型土木工程材料最新发展趋势，教学内容包含不同土木工程材料的类型、微观机理、宏观物理力学性能、耐久性四大部分，并按照：基本概念、化学成分、微观结构演变规律和机理、物理力学性能、耐久性等组织教学。理论教学课时48学时，其中：绪论（1学时/课内）介绍课程的任务及分类；了解本课程的特点、与其它课程的关系，以及土木工程材料的发展现状及未来发展趋势。材料的基本性能（2学时/课内）掌握材料的基本物理力学性能及耐久性能，了解材料的组成、结构与材料性能的关系。钢材（3学时/课内）了解钢材的组成及生产工艺，掌握钢材的基本力学性能，掌握热处理和冷加工对钢材性能的影响，了解钢材的相关标准及选用原则。典型案例分析：钢筋冷加工vs偷工减料vs职业道德。无机胶凝材料（6学时/课内）了解石灰、石膏、水泥的生产工艺、组成，掌握它们的基本性质、水化反应特点及其硬化体的性能，掌握它们的耐久性特点及影响因素，学会正确选用胶凝材料。外加剂和矿物掺合料（2学时/课内）了解水泥混凝土常用化学外加剂类型、功能和作用机理，掌握常用矿物掺合料如粉煤灰、磨细矿渣、硅灰、天然火山灰等的物理化学效应，学会正确选用外加剂和矿物掺合料。典型案例分析：混凝土外加剂vs以次充好vs工程伦理。石材与集料（2学时/课内）了解石材与集料的区别，掌握粗细集料的区分标准、关键物理参数的测试方法、粒度分布与最大粒径对水泥混凝土变形和力学性能的影响规律，学会正确选用粗细集料。砂浆（2学时/课内）了解砂浆的分类，掌握新拌砂浆的性能及其影响因素，了解砂浆的配合比设计方法，掌握砂浆在工程中的应用。普通混凝土（20学时/课内）掌握普通混凝土的基本组成材料及其对新拌混凝土和硬化混凝土的影响，了解混凝土的配合比设计方法，掌握普通混凝土的耐久性以及提高混凝土耐久性的技术途径，学会结合工程特点从原材料和配合比设计角度应用混凝土。典型案例分析：混凝土耐久性vs标准规范vs工匠精神。新型和特种水泥混凝土（2学时/课内）了解高强混凝土、超高性能混凝土、自密实混凝土、轻质混凝土、纤维混凝土和聚合物混凝土的特点，掌握它们的关键性能和工程应用技术。在线完成“超高性能水泥基材料抗爆设计与分析”虚拟仿真模拟。了解水泥基防水材料、隔热材料、吸声材料的基本性能及工程中应用的主要功能材料的种类及性能。沥青和沥青混合料（4学时/课内）了解沥青的分类、生产工艺，掌握沥青的性能，掌握沥青混合料的性能及其工程应用技术。学生汇报与讨论（4学时/课内）学生汇报思政案例分析及感悟。教学方法课程教学以课堂教学、课外作业、课程设计、综合讨论、网络以及授课教师的科研项目积累等共同实施。通过授课与讨论、思政案例分析与课堂讨论等重点培养学生的设计能力、分析能力和创新能力，培养学生的工程实践能力