山东交通学院：《土木工程材料》实验课课程教学设计

《土木工程材料》实验课课程教学设计一课程概述1.《土木工程材料》，14学时。2.与理论课之间的关系：本课程为《土木工程材料》课程的实验教学环节。3.课程性质：本实验课程为土木工程专业、工程管理专业的必修课程。4.教学目的：通过该课程的实验教学环节，要求学生掌握常用土木工程材料的常规试验方法及原理，掌握混合材料配合比设计与试验方法。通过验证性与综合设计性试验，得到试验基本操作技能的训练，并获得处理试验数据、分析试验结果、编写试验报告的能力。树立工程观和严谨的科学作风。5.实验课程教学思路：实验教学是《土木工程材料》课程的重要实践环节，教学以提高学生的动手能力和分析、解决问题的能力为主要目的，培养学生掌握试验的基本技能和进行基本训练，巩固学生对理论知识的掌握。通过教学使学生明白需要哪些参考书籍和规范规程、掌握试验原理和操作过程，知道为什么要做这些试验，如何做好试验前的准备工作，试验过程注意事项，试验数据计算机处理技术，试验报告的编制等。6.课程任务与要求：土木工程材料是土木工程等专业一门重要的技术基础课，实验在本课中占有重要的地位。实验课程的任务与要求：通过实验使学生熟悉主要土木工程材料的标准、规范与技术要求，对具体材料的性状有进一步的了解，巩固与丰富理论知识；使学生掌握常规材料的基本实验方法、手段和操作技能，学会正确使用各种仪器和实验设备，具有对常用土木工程材料独立进行质量检定的能力：进行科学研究的基本训练，掌握处理实验数据的科学方法，培养学生运用所学理论进行科学研究分析问题和解决问题的能力，树立实事求是的科学态度和严谨的工作作风：通过理论与实践的结合，巩固和加深对所学基本原理的理解，并在某些方面得到充实和提高。培养学生的工程实践能力和创新能力。为了达到上述学习目的，学生必须做到：试验前做好预习，明确实验目的、基本原理及操作要点，并应对实验所用的仪器、设备有基本的了解。在实验的整个过程中要建立严密的科学工作秩序，严格遵守实验操作规程，注意观察实验现象，详细做好实验记录。对实验结果进行分析，做好实验报告。对设计、研究和

《土木工程材料》实验课课程教学设计 一 课程概述 1.《土木工程材料》，14 学时。 2.与理论课之间的关系：本课程为《土木工程材料》课程的实验教学环节。 3.课程性质：本实验课程为土木工程专业、工程管理专业的必修课程。 4.教学目的：通过该课程的实验教学环节,要求学生掌握常用土木工程材料的 常规试验方法及原理，掌握混合材料配合比设计与试验方法。通过验证性与综合 设计性试验，得到试验基本操作技能的训练，并获得处理试验数据、分析试验结 果、编写试验报告的能力。树立工程观和严谨的科学作风。 5.实验课程教学思路：实验教学是《土木工程材料》课程的重要实践环节，教学 以提高学生的动手能力和分析、解决问题的能力为主要目的，培养学生掌握试验 的基本技能和进行基本训练，巩固学生对理论知识的掌握。通过教学使学生明白 需要哪些参考书籍和规范规程、掌握试验原理和操作过程，知道为什么要做这些 试验，如何做好试验前的准备工作，试验过程注意事项，试验数据计算机处理技 术，试验报告的编制等。 6.课程任务与要求：土木工程材料是土木工程等专业一门重要的技术基础课，实 验在本课中占有重要的地位。 实验课程的任务与要求：通过实验使学生熟悉主要土木工程材料的标准、规 范与技术要求，对具体材料的性状有进一步的了解，巩固与丰富理论知识；使学 生掌握常规材料的基本实验方法、手段和操作技能，学会正确使用各种仪器和实 验设备，具有对常用土木工程材料独立进行质量检定的能力；进行科学研究的基 本训练，掌握处理实验数据的科学方法，培养学生运用所学理论进行科学研究、 分析问题和解决问题的能力，树立实事求是的科学态度和严谨的工作作风； 通过理论与实践的结合，巩固和加深对所学基本原理的理解，并在某些方面得到 充实和提高。培养学生的工程实践能力和创新能力。 为了达到上述学习目的，学生必须做到：试验前做好预习，明确实验目的、 基本原理及操作要点，并应对实验所用的仪器、设备有基本的了解。在实验的整 个过程中要建立严密的科学工作秩序，严格遵守实验操作规程，注意观察实验现 象，详细做好实验记录。对实验结果进行分析，做好实验报告。对设计、研究和

综合等提高型实验，要求同学们按照实验指导书的要求，认真设计实验，通过实验研究，得出结论，找出规律。主要实验项目一览表：序实验者分组备实验项目实实实验内容号名称验验类别（人提要类时/组）注型数土木工验程本科拉伸试验；冷弯试验。16建筑钢材试验2证土木工验细集料的筛分试验；表观密程本科224细集料试验证度试验；堆积密度试验土木工水泥细度试验：标准稠度用验程本科水量试验；胶砂强度试验；36水泥试验2安定性试验（演示）；凝结证时间试验（演示）综土木工普通水泥混凝土拌和物普通水泥混凝合程本科64落度试验；毛体积密度试设土试验验；抗压强度试验计验土木工沥青针入度试验：延伸度试5沥青试验4证程本科验；沥青软化点试验综土木工沥青混合料试件制备：物理程本科沥青混合料马合指标（毛体积密度、空隙率、66设歇尔试验饱和度）测定：力学指标（稳计定度、流值）测定注：实验类型在“认识实验、验证性实验、基本操作、综合性实验、设计性实验”等中选择三课程教学内容：实验一建筑钢材试验1.实验目的（1）了解钢材的拉伸试验、冷弯试验的试验操作过程：（2）掌握钢材的的屈服强度、抗拉强度、伸长率的测定方法：确定钢筋应力应变曲线评定钢筋的强度等级；（3）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识：验证材料性

综合等提高型实验，要求同学们按照实验指导书的要求，认真设计实验，通过实 验研究，得出结论，找出规律。 主要实验项目一览表： 注：实验类型在“认识实验、验证性实验、基本操作、综合性实验、设计性实验” 等中选择 三 课程教学内容： 实验一 建筑钢材试验 1.实验目的 （1）了解钢材的拉伸试验、冷弯试验的试验操作过程； （2）掌握钢材的的屈服强度、抗拉强度、伸长率的测定方法；确定钢筋应 力应变曲线评定钢筋的强度等级； （3）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 序 号 实 验 项 目 名 称 实 验 类 型 实 验 时 数 实验者 类 别 分组 （ 人 /组） 实 验 内 容 提 要 备 注 1 建筑钢材试验 验 证 2 土木工 程本科 6 拉伸试验；冷弯试验。 2 细集料试验 验 证 2 土木工 程本科 4 细集料的筛分试验；表观密 度试验；堆积密度试验 3 水泥试验 验 证 2 土木工 程本科 6 水泥细度试验；标准稠度用 水量试验；胶砂强度试验； 安定性试验（演示）；凝结 时间试验（演示） 4 普通水泥混凝 土试验 综 合 设 计 2 土木工 程本科 6 普通水泥混凝土拌和物坍 落度试验；毛体积密度试 验；抗压强度试验 5 沥青试验 验 证 2 土木工 程本科 4 沥青针入度试验；延伸度试 验；沥青软化点试验 6 沥青混合料马 歇尔试验 综 合 设 计 4 土木工 程本科 6 沥青混合料试件制备；物理 指标（毛体积密度、空隙率、 饱和度）测定；力学指标（稳 定度、流值）测定

能的基本技能。2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式教学法（5）多媒体教学3.实验内容（1）钢材选样；（2）钢材的拉伸试验；（3）钢材冷弯试验；（4）数据处理。4.实验教学要求（1）独立完成钢材选样；其余部分由老师演示；（2）独立绘制钢材应力应变曲线图；（3）完成实验报告。5.主要实验设备万能力学试验机6.实验课承担单位：道路教研室，钢筋实验室实验二细集料试验1.实验目的（1）了解细集料表观密度试验、堆积密度试验的具体步骤及实验数据处理方法；（2）掌握细集料的筛分试验的具体步骤及实验数据处理方法

能的基本技能。 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式教学法 （5）多媒体教学 3.实验内容 （1）钢材选样； （2）钢材的拉伸试验； （3）钢材冷弯试验； （4）数据处理。 4.实验教学要求 （1）独立完成钢材选样；其余部分由老师演示； （2）独立绘制钢材应力应变曲线图； （3）完成实验报告。 5.主要实验设备 万能力学试验机 6.实验课承担单位：道路教研室，钢筋实验室 实验二 细集料试验 1.实验目的 （1）了解细集料表观密度试验、堆积密度试验的具体步骤及实验数据处理 方法； （2）掌握细集料的筛分试验的具体步骤及实验数据处理方法

（3）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性能的基本技能2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式教学法（5）案例教学教学3.实验内容（1）细集料的筛分试验；（2）细集料的表观密度试验；（3）细集料的堆积密度试验4.实验教学要求（1）掌握测定细集料的检测方法并熟悉有关规范：（2）筛分析法测各粒级砂重量、求细度模数及重量、准确度在99%以上，否则重做；（3）测表观密度及堆积密度（二次平均值）直到具体设计要求：（4）完成实验报告。5.主要实验设备标准筛、容量筒、容量杯、天平等6.实验课承担单位：道路教研室，细集料实验室实验三水泥试验1.实验目的（1）掌握水泥细度的测定方法和试验数据处理方法：

（3）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 能的基本技能 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式教学法 （5）案例教学教学 3.实验内容 （1）细集料的筛分试验； （2）细集料的表观密度试验； （3）细集料的堆积密度试验 4.实验教学要求 （1）掌握测定细集料的检测方法并熟悉有关规范； （2）筛分析法测各粒级砂重量、求细度模数及重量、准确度在 99%以上， 否则重做； （3）测表观密度及堆积密度(二次平均值)直到具体设计要求； （4）完成实验报告。 5.主要实验设备 标准筛、容量筒、容量杯、天平等 6.实验课承担单位：道路教研室，细集料实验室 实验三 水泥试验 1.实验目的 （1）掌握水泥细度的测定方法和试验数据处理方法；

（2）掌握测定标准稠度用水量的方法和标准稠度净浆测试体积安定性方法：（3）了解水泥凝结时间的测定方法：（4）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识：验证材料性能的基本技能。2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式（5）案例教学3.实验内容（1）水泥细度试验；（2）标准稠度用水量试验；（3）胶砂强度试验；（4）安定性试验（演示）；（5）凝结时间试验（演示）4.实验教学要求（1）了解水泥的国家标准（GB175一85）：（2）学生能独立水泥细度的测定和试验数据处理方法：（3）掌握测定标准稠度用水量的方法和标准稠度净浆测试体积安定性方法：（4）学生能独立进行水泥凝结时间的测定、水泥胶砂强度试验检测；（5）学生能按相应标准判断所测水泥性能合格与否。5.主要实验设备负压筛仪、维卡仪、雷氏夹、行星式搅拌机、振实台、行星式搅拌机、万能力学实验机等。6.实验课承担单位：道路教研室，水泥实验室

（2）掌握测定标准稠度用水量的方法和标准稠度净浆测试体积安定性方法； （3）了解水泥凝结时间的测定方法； （4）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 能的基本技能。 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式 （5）案例教学 3.实验内容 （1）水泥细度试验； （2）标准稠度用水量试验； （3）胶砂强度试验； （4）安定性试验（演示）； （5）凝结时间试验（演示） 4.实验教学要求 （1）了解水泥的国家标准（GB175－85）； （2）学生能独立水泥细度的测定和试验数据处理方法； （3）掌握测定标准稠度用水量的方法和标准稠度净浆测试体积安定性方法； （4）学生能独立进行水泥凝结时间的测定、水泥胶砂强度试验检测； （5）学生能按相应标准判断所测水泥性能合格与否。 5.主要实验设备 负压筛仪、维卡仪、雷氏夹、行星式搅拌机、振实台、行星式搅拌机、万能力学 实验机等。 6.实验课承担单位：道路教研室，水泥实验室

实验四普通水泥混凝土试验1.实验目的（1）掌握人工拌和混凝士的方法和步骤：（2）掌握普通混凝土拌合物工作性测定的方法：（3）了解普通混凝土拌合物试验室配合比的调整的方法：（4）了解通混凝土抗压强度试验步骤：（5）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识：验证材料性能的基本技能。2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式教学法（5）案例教学3.实验内容（1）新拌混凝土试配、调整；（2）普通水泥混凝土拌和物落度试验：（3）毛体积密度试验；（4）抗压强度试验。4.实验教学要求（1）学生能独立设计实验方案；（2）掌握配合比设计和测试方法：（3）学生能独立进行新拌混凝土试配、调整，落度实验；（4）学生能独立强度试件制备及测试；（5）学生能对混凝土强度影响因素分析。5.主要实验设备

实验四 普通水泥混凝土试验 1.实验目的 （1）掌握人工拌和混凝土的方法和步骤； （2）掌握普通混凝土拌合物工作性测定的方法； （3）了解普通混凝土拌合物试验室配合比的调整的方法； （4）了解通混凝土抗压强度试验步骤； （5）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 能的基本技能。 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式教学法 （5）案例教学 3.实验内容 （1）新拌混凝土试配、调整； （2）普通水泥混凝土拌和物坍落度试验； （3）毛体积密度试验； （4）抗压强度试验。 4.实验教学要求 （1）学生能独立设计实验方案； （2）掌握配合比设计和测试方法； （3）学生能独立进行新拌混凝土试配、调整，坍落度实验； （4）学生能独立强度试件制备及测试 ； （5）学生能对混凝土强度影响因素分析。 5.主要实验设备

塌落度筒、力学实验机等6.实验课承担单位：道路教研室，混凝土实验室实验五沥青试验1.实验目的（1）掌握沥青三大指标测定的试验方法（2）了解针入度仪、延度仪等设备的使用特点（3）掌握沥青针入度、延度和软化点的数据处理方法。（4）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识：验证材料性能的基本技能。2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式教学法（5）多媒体教学3.实验内容（1）沥青针入度试验：（2）延伸度试验；（3）沥青软化点试验。4.实验教学要求（1）学生能独立设计实验方案；（2）学生能独立进行沥青试件的准备：（3）学生能独立进行仪器操作，并进行数据处理。5.主要实验设备沥青针入度仪、软化点仪、延度仪

塌落度筒、力学实验机等 6.实验课承担单位：道路教研室，混凝土实验室 实验五 沥青试验 1.实验目的 （1）掌握沥青三大指标测定的试验方法 （2）了解针入度仪、延度仪等设备的使用特点 （3）掌握沥青针入度、延度和软化点的数据处理方法。 （4）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 能的基本技能。 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式教学法 （5）多媒体教学 3.实验内容 （1）沥青针入度试验； （2）延伸度试验； （3）沥青软化点试验。 4.实验教学要求 （1）学生能独立设计实验方案 ； （2）学生能独立进行沥青试件的准备； （3）学生能独立进行仪器操作，并进行数据处理。 5.主要实验设备 沥青针入度仪、软化点仪、延度仪

6.实验课承担单位：道路教研室、沥青实验室实验六沥青混合料试验1.实验目的（1）了解沥青混合料组成材料及特点；（2）掌握沥青混合料拌和步骤和注意事项，掌握马歇尔试件制备过程：（3）掌握马歇尔试件物理指标（毛体积密度、空隙率、饱和度）测定的方法和试验数据处理方法：（4）掌握马歇尔试验力学指标的测定方法和实验数据处理方法。（5）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识：验证材料性能的基本技能。2.实验教学方法设计（1）讲授法（2）演示法（3）试验室实做法（4）启发式教学法（5）多媒体教学3.实验内容（1）沥青混合料试件制备；（2）物理指标（毛体积密度、空隙率、饱和度）测定：（3）力学指标（稳定度、流值）测定。4.实验教学要求（1）学生能独立完成原材料选择和混合料的拌和及试件的制备：（2）学生能独立完成设备调试与准备：（3）掌握马歇尔稳定性及流值测试方法好数据处理：（4）学生应掌握各种物理指标的换算；（5）学生能根据实验结果分析沥青混合料在高温时的稳定性和抗变形能力

6.实验课承担单位：道路教研室、沥青实验室 实验六 沥青混合料试验 1.实验目的 （1）了解沥青混合料组成材料及特点； （2）掌握沥青混合料拌和步骤和注意事项，掌握马歇尔试件制备过程； （3）掌握马歇尔试件物理指标（毛体积密度、空隙率、饱和度）测定的方 法和试验数据处理方法； （4）掌握马歇尔试验力学指标的测定方法和实验数据处理方法。 （5）培养学生：工程数学应用能力、基本的物理、化学知识；验证材料性 能的基本技能。 2.实验教学方法设计 （1）讲授法 （2）演示法 （3）试验室实做法 （4）启发式教学法 （5）多媒体教学 3.实验内容 （1）沥青混合料试件制备； （2）物理指标（毛体积密度、空隙率、饱和度）测定； （3）力学指标（稳定度、流值）测定。 4.实验教学要求 （1）学生能独立完成原材料选择和混合料的拌和及试件的制备； （2）学生能独立完成设备调试与准备； （3）掌握马歇尔稳定性及流值测试方法好数据处理； （4）学生应掌握各种物理指标的换算； （5）学生能根据实验结果分析沥青混合料在高温时的稳定性和抗变形能力

5.主要实验设备沥青混合料拌和机、击实仪、马歇尔试验仪、浸水天平等。6.实验课承担单位：道路教研室，沥青混合料实验室四评价考核方法依据课程的培养目标，课程考核以调动学生自主学习的积极性、监督学习过程、评价学生的综合职业能力为目的，实行过程考核和综合考核相结合的考核方式。本实验课程考核以教学实验项目的每个工作任务为单位进行考核，评价学生的以下能力：（1）实验能力的培养：能够针对实验需要，制定实验方案，确定实验原理、实验设备、实验内容、实验步骤。35分（2）实验数据处理及分析能力：能够针对实测数据进行分析、判断、处理、评定，独立完成实验报告。20分（3）分析问题和解决问题的能力：能够分析实验过程中遇到问题，根据实验原理提出可行的解决方案。15分（4）领导与团队协作能力：在实验过程中，形成学生组内成员间的相互协作、相互帮助和相互尊重的氛围，组内讨论、交流习惯的养成。10分（5）考勤及工作态度：按时参加实验课，工作态度认真。20分五教学建议改革以往以教师为主导，学生被动接受的实验教学方法，采用以学生为主导，教师对关键教学点进行指导的教学方式，变学生被动学习为主动学习。主要做法：（1）采用课前预习、课堂学习、课后复习的方法：（2）实验过程中由学生分组进行试验，并尽量在课堂上同步进行数据处理，得出试验结果，如试验结果异常则现场讨论数据异常的原因，我出解决问题的办法。通过这种引导学生主动学习的教学方法，充分发挥学生的主观能动性，提高学生学习兴趣，培养学生主动解决问题的良好习惯；（3）利用网络通讯进行师生互动、在线答疑解惑

5.主要实验设备 沥青混合料拌和机、击实仪、马歇尔试验仪、浸水天平等。 6.实验课承担单位：道路教研室，沥青混合料实验室 四 评价考核方法 依据课程的培养目标，课程考核以调动学生自主学习的积极性、监督学习过 程、评价学生的综合职业能力为目的，实行过程考核和综合考核相结合的考核方 式。 本实验课程考核以教学实验项目的每个工作任务为单位进行考核，评价学生 的以下能力： （1）实验能力的培养：能够针对实验需要，制定实验方案，确定实验原理、 实验设备、实验内容、实验步骤。35 分 （2）实验数据处理及分析能力：能够针对实测数据进行分析、判断、处理、 评定，独立完成实验报告。20 分 （3）分析问题和解决问题的能力：能够分析实验过程中遇到问题，根据实 验原理提出可行的解决方案。15 分 （4）领导与团队协作能力：在实验过程中，形成学生组内成员间的相互协 作、相互帮助和相互尊重的氛围，组内讨论、交流习惯的养成。10 分 （5）考勤及工作态度：按时参加实验课，工作态度认真。20 分 五 教学建议 改革以往以教师为主导，学生被动接受的实验教学方法，采用以学生为主导， 教师对关键教学点进行指导的教学方式，变学生被动学习为主动学习。 主要做法： （1）采用课前预习、课堂学习、课后复习的方法； （2）实验过程中由学生分组进行试验，并尽量在课堂上同步进行数据处理， 得出试验结果，如试验结果异常则现场讨论数据异常的原因，找出解决问题的办 法。通过这种引导学生主动学习的教学方法，充分发挥学生的主观能动性，提高 学生学习兴趣，培养学生主动解决问题的良好习惯； （3）利用网络通讯进行师生互动、在线答疑解惑；

（4）引导学生自主学习试验规程、技术标准等行业规范，拓展知识面：（5）引导学生注意收集、阅读有关的科技文献和资料，了解土木工程材料的新技术、新动态。六参考资料（1）《JTG_E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》》（1）《JTGB01-2003《公路工程技术标准》》（2）《GB/T700-2006《碳素结构钢》》（3）《JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》》（4）《GB/T17671-1999《水泥胶砂强度试验方法》》（5）《GB/T346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》》（6）《JTG-E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》》（6）《JTG052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》》

（4）引导学生自主学习试验规程、技术标准等行业规范，拓展知识面； （5）引导学生注意收集、阅读有关的科技文献和资料，了解土木工程材料 的新技术、新动态。 六 参考资料 （1）《JTG_E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》》 （1）《JTG B01-2003 《公路工程技术标准》》 （2）《GB/T700-2006《碳素结构钢》》 （3）《JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》》 （4）《GB/T17671-1999《水泥胶砂强度试验方法》》 （5）《GB/T 346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》》 （6）《JTG-E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》》 （6）《JTG052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》》