1、土木工程材料教学大纲土木工程材料教学大纲课程编码： 1811140802课程名称：土木工程材料学时/学分：32/2关联课程：建筑施工技术、钢筋混凝土结构、土力学与地基基础适用专业：土木工程开课教研室：土木工程教研室一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校土木工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定水泥、石灰、沥青等胶凝材料，砖、石等砌体材料，钢材、木材等结构材料，水泥混凝土、砂浆等现场配制材料及新型建筑功能性材料等12部分内容，共32学时，2学分。要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、线上线
2、下紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。基于该教学考核评价思路，本课程主要以生产调研、课后作业、课内试验、现场参观、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中生产调研、课后作业、现场参观等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。课时分配与考核权重一览表序号章节名称（知识单元）课时数评价方法及考核权重1第一章绪论11、本部分内容以生产调研的方式进行考核，考核权重为2%2、本部分内容包括3个主要内容，2个知识点2第二章土木工程材料的基本性质31、本部分内容以课后作业的方式进行考核，考核权重为5%。2、本部分内容包括3个主要内容，4个知识点3
3、第三章金属材料41、本部分内容以课后作业方式进行考核，考核权重为7%。2、本部分内容包括6个主要内容，4个知识点。4第四章气硬性胶凝材料21、本部分内容以课后作业方式进行考核，考核权重为4%。2、本部分内容包括9个主要内容，5个知识点。5第五章水硬性胶凝材料21、本部分内容以课后作业方式进行考核，考核权重为4%。2、本部分内容包括8个主要内容，12个知识点。6第六章混凝土61、本部分内容以课后作业和混凝土配合比设计训练进行考核，考核权重为11%。2、本部分内容包括5个主要内容，20个知识点。7第七章建筑砂浆21、本部分内容以课后作业和砂浆配合比设计训练进行考核，考核权重为4%。2、本部分内容包
4、括3个主要内容，6个知识点。8第八章墙体材料21、本部分内容以课后作业和调研分析报告的方式进行考核，考核权重为4%。2、本部分内容包括3个主要内容，4个知识点9第九章合成高分子材料11、本部分内容以调研分析报告的方式进行考核，考核权重为2%。2、本部分内容包括2个主要内容，3个知识点10第十章沥青和沥青混合料61、本部分内容以课后作业的方式进行考核，考核权重为11%。2、本部分内容包括2个主要内容，6个知识点11第十一章木材11、本部分内容以课程论文的方式进行考核，考核权重为2%。2、本部分内容包括3个主要内容，4个知识点12第十二章功能材料及新型土木工程材料21、本部分内容以课程论文的方式进
5、行考核，考核权重为4%。2、本部分内容包括5个主要内容，5个知识点13期末考试40%合计32100%二、课程资源库1.参考书（1）土木工程材料，余丽武 朱平华 张志军 主编，中国建筑工业出版社；2017年。（2）土木工程材料，蔡丽鹏主编，化学工业出版社；出版时间：2011年。（3）土木工程材料，白宪臣主编，中国建筑工业出版社；2011年。（4）土木工程材料实验教学指导书，白宪臣主编，中国建筑工业出版社；2011年（5）土木工程材料（第二版），湖南大学等主编，中国建筑工业出版社；2011年。（6）土木工程材料疑难释义(附解题指导)，苏达根主编，出版社；中国建筑工业出版社 2010年。（7）现代土
6、木工程的新发展吕志涛主编，东南大学出版社；1998.12（8）钢筋混凝土与砖石结构张克波、杨美良 主编，机械工业出版社；2003.052.期刊新型建筑材料、建筑技术、施工技术、商品与质量、江西建材、科技展望、建筑材料学报、工程建设、Journal of Building Construction and Planning Research、Ageing & Society3.网络资源（1）重庆大学国家级精品课程土木工程材料 彭小芹（2）青岛理工大学国家级精品课程土木工程材料 吕平（3）新乡学院图书馆 汇雅书世界三、教学内容及教学基本要求第1章绪 论1.课前准备（1）熟悉课程教学大纲，对课程的讲
7、授内容和方式有较好的理解；（2）充分利用各类教学资源加强课程的网络资源库建设；（3）充分理解讲义内容，把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再到学生头脑中的贮存形式的这两次转化；（4）查询、收集本学科相关的前沿技术及其在实际项目中的运用案例；（5）整理好课程教学中用到的模型、教具以及实验室用品等；1.1课程属性与教学目标分析课程属性本课程是土木工程专业的一门重要的专业基础课，是所有土木工程专业学生的必修课。本课程的任务是使学生获得有关土木工程材料的性质与应用的基本知识和必要的基本理论，获得土木工程材料性能试验的基本技能训练。为学习建筑设计、建筑施工、结构设计专业课程提供常用土木工程材料
8、的基本知识，为今后从事专业技术工作过程中能够合理选择和使用材料打下基础。教学目标通过本课程的学习，学生应能够了解土木工程材料发展的历史、现状和未来；.熟悉土木工程材料所涉及的工程应用范围；掌握土木工程材料的基本性质、类型和现场应用形式及技术要求；掌握房屋建筑、道路、铁路、桥梁、水利水电、地下结构、特种结构等所涉及相关材料的基本应用要求；了解土木工程材料的国家标准和施工规范。1.2学习对象分析（1）在知识基础方面，作为大二的学生，在前期土木工程概论、工程制图、房屋建筑学等专业基础课学习的基础上接触土木工程材料的专业知识，有利于加强对本行业工程施工方面对材料的应用要求的理解，为后续课程的学习打好基
9、础；（2）在课程的讲授过程中应区分理论和实践的联系与区别，理论教学应重点强化对各种材料的来源、生产加工方式、基本性质及应用方式的理解。试验部分主要通过现场实际操作强化对材料性能的了解；（3）在认知能力方面，学生思维活动依赖具体的事物和经验的支持，缺乏抽象性，但易于接受新知识并善于发问，有较强的求知欲望，因此要引导学生如何快速准确利用网络资源寻求解决问题的途径；（4）学生学习的动机主要取决于对课程内容感兴趣的程度以及对老师的喜爱程度，这就要求教师在课堂上首先要有激情，其次要在准确把握课程知识点的同时增加课堂的趣味性，适当插入任务模块，引入实际案例，加强角色训练，通过课程彰显自身业务素质并对学生进
10、行积极的引导。本课程教学设计要体现学生观察能力、理解能力、自学能力、计算能力、查阅学习参考资料能力的养成；注重交互、开放、协作教学；以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合素养。1.3教学方案设计：（1）本次课程的教学重点和难点：本章重点是理解土木工程材料的应用发展历史，掌握基本概念，了解发展过程。无教学难点。（2）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；（3）教学过程主要以土木工程领域常用材料和一些标志性项目的材料应用情况进行实例讲解；（4）通过课堂提问、课后作业、调研报告来检查教学目标的完成情况。2.课内教学2.1教学内容主要教学内容有：（1）土木工程材料的范畴和分类；（2）土木工
11、程与材料的关系；（3）土木工程材料的学习方法与要求。主要包含的知识点有：（1）土木工程材料的应用发展史和现当代土木工程领域材料新发展及施工现状介绍；（2）土木工程材料未来发展趋势。2.2 教学方法：讲授+讨论式 2.3 课内小结：归纳总结土木工程材料在土木工程领域中的地位和重要性。提出本章的考察重点是对土木工程材料的基本类型、发展历史和趋势进行总结和概括。对课堂上积极回答问题的学生提出表扬，同时反思课堂的组织管理上有无遗憾的地方，最后要求学生预习下章的主要内容。3.课后巩固与拓展（1）预习下章的主要内容：土木工程材料的基本性质，通过观察身边建筑的材料组成主动思考材料应具备的性能；（2）要求学生
12、将自己过去所了解的土木工程材料方面知识与教科书内容进行对比，提出问题；（3）将绪论中的知识点编成测试题，记在笔记本中；（4）阅读浅谈土木工程材料的发展（舒小英，商情，2017年第23期）4.单元（章）考核与评价本章内容的考核方式为提交调研报告，要求学生提交一篇不少于500字的调研报告，主题为通过对不同类型土木工程项目的对比分析提炼出对土木工程材料在实际工程中的应用的深刻理解。本章内容的评价权重为2%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注调研报告2%要求学生课后结合课堂内容与课外读书完成，时间为一周内。合计2%第2章土木工程材料的基本性质1.课前准备(1)加强课程的网络资源库建设；(2)熟
13、悉课程的讲授内容和方式；(3)收集本章教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料；(4)准备本章课程教学中用到的材料样品、模型。1.1课外学习评价对于要求课外实践的内容如：对身边建筑常用的材料性质进行基本了解，主要从日常知识积累方面进行提问检查；对于要求复习的内容主要以调研报告方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计（1）回顾上章的主要内容；（2）本章的重点和难点：重点是材料十个物理指标( 密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率、空隙率、质量吸水率、体积吸水率和含水率)，材料力学性质（强度、变形）；难点是掌握十个物理指标和力学指标的
14、含义，并熟练进行各指标之间的换算。（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；（4）教学过程主要以不同材料在不同状态、不同项目、不同加工方式下的应用进行简短的案例解析；（5）明确教学目标和考核要点；2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：你在几号宿舍楼住?该楼都是用了哪些材料?有哪些你见过，是否能明白用法?等检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。2.2 教学内容主要教学内容有：（1）材料的物理性质（2）材料的力学性质（3）材料的耐久性与环境协调性（4）材料的组成、结构、构造及其对性能的影响主要包括的知识点有：材料十个物理指
15、标( 密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率、空隙率、质量吸水率、体积吸水率和含水率)，2.3 教学方法：讲授+启发式2.4课内小结： 总结常见土木工程的基本材料组成：砖、瓦、水泥、钢材、玻璃、木材等；通过了解材料的组成、结构特点、力学性能等提出相应的选材的基本原则；通过图纸的介绍总结出建筑材料应用的一般规定。明确要求学生识记常用土木工程材料基本种类、影响土木工程质量和功能的主要因素。本章的考察重点是对材料基本技术指标的掌握，明确考核方式为课后作业，同时反思本章课堂教学的组织管理上有无缺憾的地方。最后要求学生复习下章的主要内容。3.课后巩固与拓展（1）老师提出几种常用材料，让
16、学生走访市场，熟悉应用；（2）学生观察教学楼，提出主要使用的材料品种；（3）预习下节课的主要内容，浏览关于基础的相关视频。（4）阅读浅谈建筑材料的密实度与孔隙率对材料性质的影响（王萃，技术与市场，2015年第7期，P197-200）。4.单元（章）考核与评价本章内容的考核以课后作业为主，占评价权重为5%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注课后作业5%要求学生课后一周内完成合计5%第3章金属材料1.课前准备（1）加强课程的网络资源库建设；（2）熟悉课程的讲授内容和方式；（3）收集本章教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料；（4）明确本章课程的教学目标是通过本章的学习，要求学生了解钢材
17、按化学成分及质量等级的分类。掌握钢材的抗拉性能、冲击韧性和冷弯性能。重点掌握钢材的冷加工应用。掌握工程中钢材工作的条件及选用要求；低合金钢的性能特点及应用；热轧钢筋的分级及用途。1.1课外学习评价对于要求课外实践的内容主要从日常知识积累方面进行提问检查；对于要求复习的内容主要以课后作业方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计（1）回顾上次课程的主要内容；（2）本章课程的重点和难点：教学重点：钢材的力学性质与工艺性质。教学难点：钢材的分类，力学性质与工艺性质。（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；（4）教学过程主要以课前贮备的基础工程施工资
18、料及视频为例进行简短的案例解析；（5）明确教学目标和考核要点；2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：你了解的结构材料都有哪些品种?受力情况如何?等检查学生的预习情况，由此导入本章教学新内容，并明确本次课的重点和难点。2.2 教学内容主要教学内容有：（1）钢材的分类（2）建筑钢材的主要技术性能（3）钢材的组成结构及对性能的影响（4）钢材的强化与加工 （5）土木工程常用金属材料的性质及应用（6）钢材的腐蚀和防护对于基本概念性的问题如钢材的分类、组成结构及对性能的影响等以讲授为主；对于基本技能方面的如钢材的强化与加工、土木工程常用金属材料的性质及应用可以结合实际案
19、例的讲解分析，使学生理解并能运用其解决实际工程问题。主要包括的知识点有：（1）建筑钢材基本知识：生产、加工、分类；（2）建筑钢材的主要技术性质：成分、屈服强度、低碳钢的拉伸试验；（3）钢材的冷加工和热处理：四种热处理形式；（4）建筑钢材的技术标准及选用：建筑钢材的型号、表示方式。2.3 教学方法：讲授+启发式2.4课内小结： 总结常见土木工程项目的基础构造及类型；通过对实际案例的分析阐明影响基础沉降的因素和解决办法；通过图纸的介绍总结出钢材应用的一般规定。明确要求学生识记常用钢材品种及相关性能。本次课的考察重点是对钢材技术性能及加工处理方式的认识理解，明确考核方式为课后作业，同时反思本章课堂教
20、学的组织管理上有无缺憾的地方。最后要求学生复习下章的主要内容。3.课后巩固与拓展（1）安排让学生走访实际项目，客观认识基础的功能和作用；（2）预习下节课的主要内容，浏览关于气硬性胶凝材料胶凝材料的介绍。（4）阅读建筑结构用高强度钢材力学性能研究进展（班慧勇、施刚、石永久、王元清。建筑结构，2013年第1期，P88-94+67）。4.单元（章）考核与评价本章内容的考核以课后作业为主，占评价权重为7%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注课后作业7%要求学生课后一周内完成合计7%第4章气硬性胶凝材料1.课前准备（1）加强课程的网络资源库建设；（2）熟悉课程的讲授内容和方式；（3）收集本章教学
21、活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料；（4）明确本章课程的教学目标是通过本章的学习，要求学生了解土木工程施工过程中常用的气硬性胶凝材料的类型、性能及应用要求。1.1课外学习评价对于要求课外实践的内容主要从日常知识积累方面进行提问检查；对于要求复习的内容主要以课后作业方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计（1）回顾上章课程的主要内容；（2）本章课程的重点和难点：教学重点：石灰、石膏和水玻璃的特性教学难点：各种气硬性胶凝材料的技术特点和应用方式（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；（4）教学过程主要以课前贮备的石灰、石膏等材料的施工资料及
22、视频为例进行简短的案例解析；（5）明确教学目标和考核要点：以房屋建筑为例，介绍石灰、石膏和水玻璃的特性和应用；了解以石灰为代表的气硬性胶凝材料在应用过程中的物理、化学变化特征；着重理解过火石灰的危害和陈伏的目的以及石灰的特性。考核要点是石灰的技术要求和使用特点。2.课内教学2.1课堂导入首先对上章教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：你所见过的内墙粉刷材料有哪些?石灰浆在应用过程中有哪些变化？等检查学生的预习情况，由此导入本章教学新内容，并明确本章的重点和难点。2.2 教学内容主要教学内容有：（1）石灰的生产及分类（2）石灰的熟化与硬化（3）石灰的性质与技术要求（4）石膏的种类（5）建筑石膏的
23、水化硬化（6）建筑石膏的性质与技术要求（7）建筑石膏的应用（8）水玻璃（9）水玻璃的性质和应用对于基本概念性的问题如石灰的水化硬化过程、性质和技术要求等以讲授为主，建议结合工程实例讲解石灰应用过程中的物理化学变化，力学性能特点；对于基本技能方面的如石灰、石膏的生产、分类及技术特点、水玻璃的性质和应用等以结合实际案例的讲解分析，使学生对气硬性胶凝材料的性能应用有一个初步了解。主要包括的知识点有：（1）石灰的熟化与硬化；（2）石灰的性质与技术要求；（3）建筑石膏的水化硬化；（4）建筑石膏的性质与技术要求；（5）水玻璃的性质和应用。2.3 教学方法：讲授+启发式2.4课内小结： 归纳总结以石灰为代表
24、的气硬性胶凝材料在应用过程中的物理、化学变化特征；着重理解过火石灰的危害和陈伏的目的以及石灰的特性。明确要求学生牢记气硬性胶凝材料的性能特点，应用范围及施工技术要求。通过对实际案例的分析材料综合性能。本章的考察重点是气硬性胶凝材料的水化硬化过程及特点，同时反思课堂的组织管理上有无缺憾的地方。最后要求学生复习下章的主要内容。3.课后巩固与拓展（1）安排让学生走访实际项目，客观认识石灰等气硬性胶凝材料的应用；（2）预习下章的主要内容，浏览关于水泥生产应用等方面的相关知识。（3）阅读古建筑修复用熟石灰性能优化及机理研究（朱绘美、徐德龙、刘文欢，建筑材料学报， 2017年第6期，P902908）4.单
25、元（章）考核与评价本章内容的考核以课后作业为主，占评价权重为4%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注课后作业4%要求学生课后一周内完成合计4%第5章水硬性胶凝材料1.课前准备（1）加强课程的网络资源库建设；（2）熟悉课程的讲授内容和方式；（3）收集本次教学活动中拟采用的案例的建设背景及过程资料；（4）明确本次课程的教学目标是通过本章的学习，要求学生了解以水泥为代表的水硬性胶凝材料的性能及应用。1.1课外学习评价对于要求课外实践的内容主要从日常知识积累方面进行提问检查；对于要求复习的内容主要以检查课后作业方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计
26、（1）回顾上次课程的主要内容；（2）本次课程的重点和难点：教学重点：水泥水化及水泥石的结构，水泥的技术性质。教学难点：硅酸盐建筑制品的种类和应用，五种常用水泥的特性与应用（3）教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；（4）教学过程主要以课前贮备的土建工程施工资料及视频为例进行简短的案例解析；（5）明确教学目标和考核要点：以建筑工程为例，明确水泥在工程中应用的主要内容和特点。考核要点是水泥的主要性质和技术指标及分类应用。2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：气硬性胶凝材料的特点是什么？与水硬性胶凝材料有什么区别？等检查学生的预习情况，由此导入本次教学新内容
27、，并明确本次课的重点和难点。2.2 教学内容主要教学内容有：（1）通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况（2）通用硅酸盐水泥的组成材料（3）通用硅酸盐水泥的技术要求（4）硅酸盐水泥的水化硬化（5）通用硅酸盐水泥的性能特点及应用（6）通用硅酸盐水泥石的腐蚀与预防（7）特性水泥和专用水泥（8）其他水泥对于硅酸盐水泥的组成与特性、水化产物和水泥石的组成；水泥石的性能和凝结硬化的关系；养护温度、湿度对水泥水化及凝结硬化的影响；硅酸盐水泥的强度发展规律；硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、强度等级等的技术要求和实用意义；水泥石受腐蚀的内因；硅酸盐水泥的性质与应用；水化热、抗碳化性对水泥应用的影响、活性
28、混合材料的常用品种、活性混合材料的来源、激发剂的作用；掺混合材料的硅酸盐水泥的水化特点、普通硅酸盐水泥的性质与应用、几种常见硅酸盐水泥的共性与特性及其应用等以讲授为主。教学重点：水泥水化及水泥石的结构，水泥的技术性质；教学难点：硅酸盐建筑制品的种类和应用，五种常用水泥的特性与应用。主要包括的知识点：硅酸盐水泥的组成与特性、水化产物和水泥石的组成；水泥石的性能和凝结硬化的关系；养护温度、湿度对水泥水化及凝结硬化的影响；硅酸盐水泥的强度发展规律；硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、强度等级等的技术要求和实用意义；水泥石受腐蚀的内因；硅酸盐水泥的性质与应用；水化热、抗碳化性对水泥应用的影响；混合
29、材料的常用品种、活性混合材料的来源、激发剂的作用；掺混合材料的硅酸盐水泥的水化特点、普通硅酸盐水泥的性质与应用。2.3 教学方法：讲授+启发式2.4课内小结： 提出本章的重点内容是硅酸盐水泥的组成与特性、水化产物和水泥石的组成；水泥石的性能和凝结硬化的关系；养护温度、湿度对水泥水化及凝结硬化的影响；硅酸盐水泥的强度发展规律；硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、强度等级等的技术要求和实用意义，同时反思本章的教学组织管理上有无缺憾的地方。最后要求学生复习下章的主要内容。3.课后巩固与拓展（1）安排让学生走访实际项目，了解水泥在工程中如何应用；（2）预习下节课的主要内容，了解关于混凝土的相关知识。（3）阅读粉煤灰在硅酸盐水泥浆体中的化学反应（丰曙霞、王培铭。建筑材料学报， 2017年第3期，P321325）4.单元（章）考核与评价本章内容的考核以课后作业为主，占评价权重为4%。考核方式与权重比例
