1、高速铁路工程材料高速铁路工程材料高速铁路工程材料课程设计高速铁路工程材料 高速铁路工程材料 高速铁路工程材料课程设计见表1表1 课程典型工作任务序号典型工作任务1掌握高速铁路工程材料采购、运输、储存、使用及管理方面的专业知识2合理选用施工现场所需材料、正确配置以满足施工需要3初步的材料设计优化4材料的取送样和检测确定课程培养目标根据专业人才培养要求，结合国家职业标准，将知识、技能和素质转变为一系列人才培养目标，建立CDIO人才培养规格和教学标准。将各种材料设计、生产、检测与验收等典型工作任务涉及到的相关理论基础进行结合，确定课程的培养目标。检测教学条件包括国家标准、行业标准、学校规定、现有课程
2、、课程结构、所设项目和传统做法等。整合现有课程分析p 结合各专业原有学科体系的课程，根据典型工作任务分析p ，整合现有课程，构建基于项目的课程体系。设计教学项目集成化课程教学大项目（即模块）分为五级，每个模块又分为若干个子项目，通过团队合作做项目，将知识、技能和素质集成在一起。经反复分析p 整合课程内容和目标，选择典型真实项目做为教学载体，按照学生学习认知规律和能力形成特点，设计了五个教学项目（模块），分别为：工程材料基本性质、水泥的基本性能与检测、混凝土的基本性能与检测、钢材的基本性能与检测、其它常用高速铁路工程材料。系统构建了“教-学-做”一体的高速铁路工程材料课程。确定课程结构将课程与培
3、养目标、教学项目关联，制定课程结构。制定教学顺序将教学顺序纳入教学结构中编制教学计划形成符合教学目标的课程体系。评估反馈过程通过学生成绩评定检验课程体系优劣，教学效果好坏，不断优化课程体系，并对教学过程中存在的不足加以改进，不断提高教学质量。4教学目标通过对以高速铁路施工企业对工程材料专业技术能力需求的调查与分析p ，结合目前工程材料课程理论知识和相关要求，并融入CDIO工程教育理念进行教学设计，改革教学方法和手段，推行融“教、学、做”于一体的教学模式，突出教学过程的实践性、开放性和职业性。确定高速铁路工程材料课程的目标为：培养高速铁路相关技术人员对于施工现场工程材料的认识、选择、使用和评价能
4、力。包括了解各种材料的基本组成、构造、特性、技术要求，掌握材料的质量检测评定方法，学会材料的应用、储存与保管等方面的知识。重点通过材料的试验检测过程的教学活动，使学生能够利用测试仪器设备，对建筑用的原材料、半成品和构件的物理性质和化学性能进行检验和测试，鉴定其是否符合设计要求。同时培养诚实、守信、善于沟通和团队协作精神等社会能力，为发展职业能力奠定良好的基础。1、掌握材料的组成、结构、性质以及材料各性质间的相互关系； 2、了解材料组成与结构(内因)、外界因素(外因)对材料性质的影响； 3、熟悉有关的国家标准或行业标准中对材料的技术要求； 4、根据工程要求，并结合材料的特性能够合理地选用材料；5
5、、重点掌握混凝土配合比设计与调整、现场质量控制方法；6、掌握常用工程材料检测的取样方法、实验步骤、实验数据处理及实验结果分析p ；7、了解工程材料在生产、储存、使用和处理过程中的绿色环保性。合理使用工业废弃物，实现资的有效利用。知识目标1、常用工程材料（砂、石、水泥、石灰、钢材等）的取样试验；2、普通砂浆、混凝土配合比设计与试验，并提出施工用配合比报告；3、对掺化学外加剂的各种砂浆、混凝土配合比现场配制的指导；4、能使用各种常用试验机械和仪器，并能维护保养；5、焊接钢材、预应力钢材试验，并提出报告；6、在工程技术人员指导下进行小型构件荷载试验和用回弹仪测定混凝土强度；7、做好现场和试验有关的施
6、工日志，以及试验资料的整理汇总；8、试验站或试验室的管理知识；9、混凝土强度数理统计和强度评定，竣工试验资料整理。能力目标1、1、具备诚实守信的职业道德，爱岗敬业；2、具有从事本专业工作的安全生产、文明施工、环境保护等意识，能遵守相关的法律法规，具有踏实肯干，不怕吃苦，在逆境中不抛弃、不放弃的积极工作态度和良好心理素质；3、具有工作中的与人交往、合作的人际交往能力和团队精神；4、具有对本专业领域新技术、新工艺应用能力、创新能力和可持续发展能力。素质目标5课程教学内容与安排高速铁路工程材料课程教学内容的安排采用基于项目的教学模式来开展，将高速铁路工程材料相关知识设计为一系列的知识学习型项目和基于
7、工作型项目，对相关内容组织实施以学生为主导的教学方法。按照知识与技能由简到繁的顺序，从材料基本性能到到工程使用的各种材料，设置十一个项目，并在每个项目下设置若干子项目，由此来组织教学。在课程教学过程中，每一项目均融入CDIO做中学工程教育理念，采用“项目构思项目设计项目实施项目运行”的教学过程，组织和实施教学，教学学时为56课时，具体安排如下表。表2 教学实施内容编号项目名称学时教学实施内容0绪论2学习高速铁路工程材料现状。1工程材料基本性质4布置高速铁路工程材料基本性能相关内容，培养学生学习通过多种途径获取材料基本性能相关知识。2气硬性胶凝材料2通过对石灰、建筑石膏等气硬性材料的生产工艺介绍
8、，凝结硬化及主要技术性能的测定，使学生了解气硬性胶凝材料技术性质、特性、应用及验收等。3水 泥8融入气硬性胶凝材料内容；水泥基本检测项目学生实做；水泥其它检测项目作为课后扩展内容；教师主要讲授硅酸盐水泥的成分性能及水化特性。4混凝土骨料4以混凝土在工程应用中的地位为切入点，以混凝土用砂、石的指标的评价为实做任务，串联混凝土各种组成材料及其作用，各种材料的性能评价方法等内容。5普通混凝土12混凝土配制、搅拌及基本性能检测学生实做；混凝土其它检测项目作为课后扩展内容；教师主要讲授混凝土配制知识；融入建筑砂浆内容。6高铁高性能混凝土6以高性能混凝土在工程应用中的地位和作用为切入点，学习普通高性能混凝
9、土的配合比设计、试验检测、常用外加剂等的知识。7建筑砂浆4以建筑砂浆在工程应用中的地位和作用为切入点，学习建筑砂浆组成材料、配合比设计，工程当中选择原材料的注意事项，掌握CA砂浆的基本知识。8建筑用钢6建筑钢材取样、常规检测项目及加工学生实做；其他检测项目作为课后扩展内容；教师主要讲授建筑钢材的主要技术性能及其要求。9高分子材料2通过教师讲授合成土工材料的基本要点及工程应用，使学生掌握合成土工材料的特性与选用方法。10防水材料4通过教师讲授防水材料的基本要点及工程应用，使学生掌握防水材料的特性与选用方法。11天然石材2学习天然石材的种类、技术指标与检测方法。合计566教学方案设计与实施根据施工
10、单位企业的需求，结合高速铁路工程材料课程自身的特点，以提高学生的综合知识、技能和素质为目的来选取教学内容。以水泥的基本性能与检测、混凝土的基本性能与检测、钢材的基本性能与检测为核心，融入材料基本性质、气硬性胶凝材料、建筑砂浆、高分子材料和防水材料等知识。做到知识覆盖面全，重点突出，注重知识的实用性。6.1 教学设计与教学组织高速铁路工程材料课程采用理论和实践一体化的教学内容，基于CDIO的课程开发理念，融“教学做”于一体进行教学设计、教学组织和教学实施。通过项目构思引入主要的知识内容，要求学生根据项目构思进行项目的初步设计，由教师进行审核，并提出修改意见，由此使学生对基本知识有一个总体的认识和
11、把握。根据项目要求，由学生负责制定具体的项目实施方案，及所需的配套设备及辅助材料，教师负责审定方案并提出修改意见。经充分讨论后，依据最终的方案来进行项目的运行，并由学生提交项目报告，最后采用学生自评、学生互评、教师评价的方式来进行教学评价。高速铁路工程材料课程的教学项目设计如下：项目一：高速铁路工程材料基本性能项目名称高速铁路工程材料基本性能学 时4学习目标1.掌握材料的基本物理性质；2.掌握高速铁路工程材料与水有关的性质；3.掌握高速铁路工程材料的力学性质的概念及有关计算；4.了解材料的耐久性及提高耐久性的措施；5.学会材料基本性质的检测方法。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施
12、步骤工作任务教学组织构思1.高速铁路工程材料的种类？2.高速铁路工程材料性能包括哪几个方面？3.材料组成、结构、性能之间关系？教师讲授高速铁路工程材料基本性能的总体内容，提出项目任务；学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识准备工作。设计1.如何评价材料物理性能？2.如何评价材料力学性能？3.如何评价材料耐久性能？学生提出材料物理性能、力学性能、耐久性能其中一个课题的总体内容及其常规评价方法；教师负责对相关方案审核并提出修正意见。实施制定评价材料物理性能、力学性能、耐久性能各个指标的方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。学生依据相关知识内容，制定实施方案，并组织设置实施场所；教师审核学生提
13、出的实施方案及内容，并提出修正意见。运作根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告，并评价项目实施成果；组织对实施成果的评价学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备密度瓶、天平、烘箱、吊篮、台秤、方孔筛、广口瓶、温度计、磅秤等教学场所教学做一体化实训中心教学重点材料的物理性能教学评价学生自评学生根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目实施过程的各个环节进
14、行评价，占60项目二：气硬性胶凝材料项目名称气硬性胶凝材料学 时2学习目标1.掌握石膏、石灰的技术要求、凝结硬化、特性及应用等。2.掌握水玻璃、菱苦土的矿物成分、生产、特性及应用。3.掌握气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的异同点。4.学会石膏，石灰性能的检测方法及操作技能。5.了解石灰、石膏及水玻璃的储存与验收。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施步骤工作任务教学组织构思1.胶凝材料的分类？2.气硬性胶凝材料的种类与特性？3.石灰及石膏的生产、矿物组成、凝结硬化？4.石灰，建筑石膏的技术标准？教师讲授气硬性胶凝材料的总体内容，提出项目任务；学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识
15、准备工作。设计1.如何测定石灰的性能？2.如何测定石膏的性能？3.如何测定水玻璃的技术性能？4.如何评定菱苦土的性能？学生通过课前预习、准备工作，提出主要气硬性胶凝材料的主要技术指标相关的常规实验方法；教师负责审核并提出修正意见。实施详细制定评价石灰、石膏、水玻璃等气硬性胶凝材料各个指标的方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。学生依据相关知识内容，制定实施方案，并组织设置实施场所；教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见。运作根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告，并评价项目实施成果；组织对实施成果的评价学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；教师负
16、责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备负压筛析仪、天平、烘箱、湿气养护箱、石灰浆渣测定仪、试模、抗压试验机及抗折试验机等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点石灰、石膏技术指标的评定教学评价学生自评学生根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目实施过程的各个环节进行评价，占60项目三：水泥项目名称水泥学 时8学习目标1.掌握通用硅酸盐水泥的原材料及生产工艺等。2.掌握硅酸盐水泥的矿物成分及其特性及应用。3.掌握通用水泥的主要技术性
17、能及特性、应用。4.学会通用水泥的检测方法及操作技能。5.了解水泥的储存与验收。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施步骤工作任务教学组织构思1.通用硅酸盐水泥的分类？2.硅酸盐水泥生产工艺？3.水泥的生产、矿物组成、凝结硬化？4.硅酸盐水泥的技术标准？教师讲授水硬性胶凝材料和通用硅酸盐水泥的总体内容，提出项目任务；学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识准备工作。设计1.如何评价水泥的细度？2.如何测定水泥的标准稠度用水量？3.如何测定水泥的凝结时间？4.如何评定水泥的安定性？5.如何评定水泥的强度等级？学生通过课前预习、准备工作，提出水泥的主要技术指标相关的常规实验方法；教师
18、负责审核并提出修正意见。实施详细制定评价水泥的细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、强度等级等各个指标的方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。学生依据相关知识内容，制定实施方案，并组织设置实施场所；教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见。运作根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告，并评价项目实施成果；组织对实施成果的评价学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备水泥细度标准筛、负压筛析仪、天平、烘箱、水泥净浆搅拌机、标准稠度与凝结时间测定仪、湿气养护箱、沸煮箱、雷氏夹和雷氏夹膨胀测定仪、胶砂搅拌
19、机、振动台、下料漏斗、试模、抗压试验机及抗折试验机等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点水泥技术指标的评定教学评价学生自评学生根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目实施过程的各个环节进行评价，占60项目四：混凝土骨料项目名称混凝土骨料学 时4学习目标1.掌握细骨料（砂）的技术要求及评定方法。2.掌握粗骨料（石子）的技术要求及评定方法。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施步骤工作任务教学组织构思1.普通混凝土的基本组成材料及
20、其在混凝土中的作用？2.混凝土细骨料有哪些种类？主要技术指标？3.混凝土粗骨料有哪些种类？粗骨料的主要技术指标？教师讲授普通混凝土的组成材料及其在混凝土中的作用；讲授粗细骨料的种类及其主要技术指标。设计1.如何评价砂的粗细程度、颗粒级配、含泥量、表观密度、堆积密度等技术指标？2.如何评定石子的颗粒级配、含泥量、表观密度、堆积密度、针片状含量、压碎值等技术指标？3.工程中如何进行骨料的掺配？1.学生通过预习、准备工作，提出砂、石子技术指标及其评定方法；2.教师讲授砂、石子主要技术指标的测试方法与步骤，试验过程的注意事项。实施1.详细制定评价砂的技术指标的方案，并提出相关设备及辅助材料的清单；2.
21、详细制定评价石子技术指标的方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。1.学生依据相关知识内容，初步制定砂、石技术指标测试的实施方案；2.教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见，并组织设置实施场所。运作1.根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告；2.组织对实施成果的评价。1.学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；2.教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备标准筛、天平、案秤、电动摇筛机、烘箱、捣棒、铁铲、钢直尺、容积升、广口瓶、李氏瓶、规准仪、压力机、压碎值模具等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点砂石技术指标的测试教学评价学生自评学生
22、根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目实施过程的各个环节进行评价，占60项目五：普通混凝土项目名称普通混凝土学 时12学习目标1.掌握混凝土的组成材料（砂、石、水等）的选用原则。2.掌握混凝土拌合物和易性概念及测定方法。3.掌握混凝土抗压强度及强度等级的确定方法及测定方法。4.掌握普通混凝土配合比的设计与调整方法。5.熟悉路面水泥混凝土配合比的设计与调整方法。6.熟悉混凝土的质量控制与评定方法。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教
23、学实施步骤工作任务教学组织构思1.普通混凝土的基本组成材料及其在混凝土中的作用？2.混凝土有哪些主要的技术指标？3.混凝土主要技术指标的评价方法？4.混凝土配合比设计的意义？1.教师讲授普通混凝土的组成材料、技术指标及其评价方法，提出项目任务；2.学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识准备工作。设计1.如何评定新拌混凝土的和易性？如何调整和易性？3.如何评定硬化后混凝土的力学性能及耐久性？4.普通混凝土配合比设计的步骤？调整的方法？5路面水泥的配合比设计与调整？技术性能的评定？1学生通过预习、准备工作，提出混凝土主要技术指标相关的常规试验方法；2教师讲授普通混凝土配合比设计和调整的方法与
24、步骤，学生通过学习提出一个配合比设计的方案，教师负责审核并提出修正意见。实施1.详细制定评价新拌混凝土和易性的方案并提出相关设备及辅助材料的清单；2.制定硬化混凝土力学性能和耐久性能各个指标的评价方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。3.制定混凝土配合比设计方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。1.学生依据相关知识内容，初步制定混凝土性能测试、配合比设计与调整的实施方案；2.教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见，并组织设置实施场所。运作1.根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告；2.组织对实施成果的评价。1.学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评
25、；2.教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备天平、案秤、混凝土搅拌机、磅秤、量筒、拌板、拌铲、盛器、标准坍落度筒、捣棒、铁铲、钢直尺、镘刀、维勃稠度仪、压力试验机、振动台等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点普通混凝土的配合比设计教学评价学生自评学生根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目实施过程的各个环节进行评价，占60项目六：高铁高性能混凝土项目名称高铁高性能混凝土学 时6学习目标1.掌握高性能混凝土的组成材料（砂、
26、石、水等）的选用原则。2.掌握高性能混凝土外加剂的基本知识。3.掌握高性能混凝土配合比的设计与调整方法。4.掌握高性能混凝土的性能检测方法。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施步骤工作任务教学组织构思1.高性能混凝土的基本组成材料？2.高性能混凝土常用外加剂有哪些？3.高性能混凝土主要技术指标？4.高性能混凝土配合比设计的意义？1.教师讲授高性能混凝土的组成材料、技术指标及其评价方法，提出项目任务；2.学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识准备工作。设计1.如何评定高性能混凝土的和易性？如何调整和易性？3.如何评定高性能混凝土硬化后的力学性能及耐久性？4.高性能混凝土配合比设
27、计的步骤？ 1学生通过预习、准备工作，提出高性能混凝土主要技术指标相关的常规试验方法；2教师讲授高性能混凝土配合比设计和调整的方法与步骤，学生通过学习提出一个设计方案，教师负责审核并提出修正意见。实施1.详细制定高性能混凝土和易性的评价方案并提出相关设备及辅助材料的清单；2.制定高性能混凝土力学性能和耐久性能的评价方案，并提出相关设备及辅助材料的清单；3.制定高性能混凝土配合比设计方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。1.学生依据相关知识内容，初步制定高性能混凝土性能测试、配合比设计与调整的实施方案；2.教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见，并组织设置实施场所。运作1.根据制定的方
28、案开展相关工作，得到运行报告；2.组织对实施成果的评价。1.学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；2.教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备天平、案秤、混凝土搅拌机、磅秤、量筒、拌板、拌铲、盛器、标准坍落度筒、捣棒、铁铲、钢直尺、镘刀、维勃稠度仪、压力试验机、振动台等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点高性能混凝土的配合比设计教学评价学生自评学生根据成绩评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占20学生互评学生间互相交流，互相评价，占20教师评价教师根据对学生的学习态度、工作态度、团结协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等，并结合项目
29、实施过程的各个环节进行评价，占60项目七：建筑砂浆项目名称建筑砂浆学 时4学习目标1.掌握砂浆的组成材料、技术性质；2.掌握砌筑砂浆配合比设计；3.熟悉抹面砂浆和CA砂浆。教学方法引导文、案例、项目教学等教学方法教学实施步骤工作任务教学组织构思1.砂浆的基本组成材料？2.砂浆的主要技术指标？3.抹面砂浆和CA砂浆？1.教师讲授砂浆的组成材料、技术指标及其评价方法，提出项目任务；2.学生依据项目任务，课后收集相关资料，做好知识准备工作。设计1.如何评定砂浆的和易性？3.如何评定砂浆的力学性能？4.砂浆的配合比设计的步骤？调整的方法？5.抹面砂浆和CA砂浆的基本知识？1学生通过预习、准备工作，提出
30、砂浆技术指标的评定方法；2教师讲授砂浆配合比设计和调整的方法与步骤，学生通过学习提出一个配合比设计的方案，教师负责审核并提出修正意见。实施1.详细制定评价砂浆技术指标的方案并提出相关设备及辅助材料的清单；2.制定砂浆配合比设计方案，并提出相关设备及辅助材料的清单。1.学生依据相关知识内容，初步制定砂浆技术指标、配合比设计与调整及相关性能测试的实施方案；2.教师审核学生提出的实施方案及内容，并提出修正意见，并组织设置实施场所。运作1.根据制定的方案开展相关工作，得到运行报告；2.组织对实施成果的评价。1.学生依据相关方案，组织方案运行实做，并提交实施成果，并组织学生自评、互评；2.教师负责指导，并对实施过程和成果报告评定成绩。仪器设备天平、案秤、砂浆搅拌机、量筒、拌板、拌铲、砂浆沉入度仪、砂浆密度仪、砂浆分层度仪、捣棒、铁铲、钢直尺、镘刀、压力试验机等。教学场所教学做一体化实训中心教学重点
