材料工程基礎(chǔ)課程整體設(shè)計(jì)

1、材料工程基礎(chǔ)課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱： 材料工程基礎(chǔ) 開設(shè)專業(yè)： 材料工程技術(shù) 課程設(shè)計(jì)人： 解傳娣 所 屬 系： 冶金與建筑工程系 合 作 人： 制訂時(shí)間： 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程整體教學(xué)設(shè)計(jì)一、課程基本信息課程名稱：材料工程基礎(chǔ)開設(shè)專業(yè)： 材料工程技術(shù)課程代碼學(xué)時(shí)54授課時(shí)間：第3學(xué)期授課對(duì)象：2013級(jí)材料工程技術(shù)專業(yè)課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程: 金屬加工技術(shù)后續(xù)課程: 材料表面工程技術(shù)、金屬材料檢測(cè)技術(shù)、金屬材料化學(xué)分析技術(shù)、材料先進(jìn)制備與成形加工技術(shù)二、課程目標(biāo)設(shè)計(jì)總體目標(biāo)：材料工程基礎(chǔ)屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，為培養(yǎng)學(xué)生具有較扎實(shí)的工程理論基礎(chǔ)和分析解決工程問題的基本能力，本課程將重點(diǎn)材料制

2、備、材料加工、材料改性、材料復(fù)合四個(gè)主要方面的基本理論知識(shí)。授課過(guò)程中將通過(guò)大量研究實(shí)例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)處理工程問題方法的同時(shí)，認(rèn)識(shí)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用背景，開拓視野，提高興趣。能力目標(biāo)：（1）能夠合理選擇典型零件的選材及成形工藝；（2）能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的鑄造方法及鑄造工藝參數(shù)；（3）能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的壓力加工方法及加工工藝參數(shù)；（4）能夠根據(jù)需要選擇合適的焊接方法并設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)；（5）能根據(jù)金屬材料使用環(huán)境及性能要求選擇合適的熱處理方式進(jìn)行性能改進(jìn)；（6）能根據(jù)金屬表面磨損問題選擇合適的表面處理方法，并設(shè)計(jì)工藝參數(shù)；（7）能夠掌握一種材料的粉末冶金工藝流程。知識(shí)目標(biāo)：（1

3、）掌握金屬材料的失效形式及防護(hù)措施；（2）掌握鋼鐵材料的熱處理基本原理和工藝，以及熱處理工藝在零件加工過(guò)程中的地位和作用，以便正確選用熱處理工藝方法，合理安排工藝路線。（3）掌握常用的毛坯加工方法，包括鑄造、鍛造及焊接；（4）了解鋼鐵、及常用金屬材料的冶金工藝，了解其分類、性能和用途，以便合理選用材料，并能將整個(gè)學(xué)科連接起來(lái)；（5）了解金屬表面處理技術(shù)的分類、產(chǎn)生和發(fā)展。掌握常用金屬表面處理技術(shù)的工藝流程及操作要點(diǎn)；（6）了解粉末冶金行業(yè)的發(fā)展史。掌握粉末冶金成形工藝。素質(zhì)目標(biāo)：（1）能夠在實(shí)際操作中養(yǎng)成良好的安全意識(shí)及習(xí)慣；（2）對(duì)金屬表面失效問題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及創(chuàng)新能力，能夠自主設(shè)計(jì)表

4、面處理方法和工藝；（2）對(duì)于表面處理技術(shù)中需多人協(xié)作完成的任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神及互動(dòng)交流能力；（3）能具備時(shí)間觀念，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工作任務(wù)；（4）在砂型鑄造及鍛造操作中養(yǎng)成認(rèn)真觀察、思考的良好習(xí)慣的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)儀器設(shè)備的掌控能力；（5）培養(yǎng)對(duì)多種因素進(jìn)行綜合分析和綜合應(yīng)用的能力。在提高或改變金屬性能的問題上，往往有多種可能的解決辦法；（7）能具備良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。三、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)：序號(hào)模塊（或子模塊）名稱學(xué)時(shí)1模塊一、金屬材料的冶煉82模塊二、材料的成型與加工243模塊三、金屬材料表面處理124模塊四、粉末材料制備85模塊五、金屬材料成形工藝選擇8合計(jì)60四、能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)編號(hào)能力

5、訓(xùn)練項(xiàng)目名稱子項(xiàng)目編號(hào)、名稱擬實(shí)現(xiàn)的能力目標(biāo)相關(guān)支撐知識(shí)訓(xùn)練方式、手段及步驟可展示的結(jié)果1金屬材料的冶煉11冶金工藝認(rèn)識(shí)能根據(jù)冶煉方式進(jìn)行歸類火法冶金；濕法冶金；電冶金利用多種冶煉方式列舉進(jìn)行學(xué)習(xí)12煉鐵熟悉煉鐵流程，能正確認(rèn)識(shí)煉鐵產(chǎn)品及生產(chǎn)效率煉鐵高爐；煉鐵原料；物理化學(xué)反應(yīng)原理利用視頻對(duì)煉鐵進(jìn)行更為直觀的學(xué)習(xí)13煉鋼熟悉煉鋼流程，能正確認(rèn)識(shí)煉鋼產(chǎn)品及生產(chǎn)后續(xù)處理方法煉鋼設(shè)備及原理；煉鋼原料；電爐煉鋼；轉(zhuǎn)爐煉鋼觀看動(dòng)畫熟悉煉鋼成熟的全程生產(chǎn)流程1.4有色金屬冶煉熟悉常用有色金屬的冶金方法銅冶金；鋅冶金；鋁冶金通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)2材料的成型與加工21機(jī)床床身的鑄造能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的鑄造方

6、法及鑄造工藝參數(shù)鑄造成形工藝?yán)碚?；常用鑄造合金；鑄造成形方法；鑄造技術(shù)的發(fā)展讓同學(xué)們自己動(dòng)手完成砂型鑄造，包括設(shè)計(jì)分型面及澆道口鑄造成形任務(wù)單2.2彎曲連桿的鍛造能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的壓力加工方法及加工工藝參數(shù)典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程分析，鐵碳合金相圖的應(yīng)用在介紹完鍛造成形工藝后，讓同學(xué)們自己分析鍛造過(guò)程的塑性變形；分組完成鍛造工藝設(shè)計(jì)。鍛造成形任務(wù)單2.3 焊接方法的選擇及工藝設(shè)計(jì)能夠根據(jù)需要選擇合適的焊接方法并設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)焊接方法分類；金屬材料的焊接性能；焊接應(yīng)力及焊接變形；焊接結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)；焊接技術(shù)的發(fā)展結(jié)合案例，讓學(xué)生分組討論完成任務(wù)焊接成形任務(wù)單3金屬材料表面處理3.1

7、不銹鋼化學(xué)鍍鎳處理能夠根據(jù)需求查資料配制化學(xué)鍍鎳溶液；能進(jìn)行模具化學(xué)鍍鎳處理化學(xué)鍍?cè)砑疤攸c(diǎn)；化學(xué)鍍鎳的工藝、鍍層性能及應(yīng)用教師分配任務(wù)，學(xué)生自主完成；實(shí)物展示；案例分析學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；不銹鋼化學(xué)鍍鎳處理前后對(duì)比圖片3.2 水閘門火焰噴涂鋅能說(shuō)出熱噴涂技術(shù)要點(diǎn)；能夠根據(jù)恢復(fù)尺寸要求選擇合適的熱噴涂技術(shù)；能夠?qū)λl門進(jìn)行火焰噴涂操作；會(huì)使用SQP-1型線材火焰噴槍熱噴涂的一般原理以及涂層基本結(jié)構(gòu)；熱噴涂技術(shù)的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用；火焰噴涂的原理、設(shè)備、材料及工藝參數(shù)的控制教師引導(dǎo)，學(xué)生分組完成任務(wù)；視頻觀看；案例分析學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；水閘門火焰噴涂后耐蝕性能3.3不銹鋼閥座氧乙炔火焰堆焊熟練使用氧

8、乙炔焰焊槍；能夠進(jìn)行氧乙炔火焰堆焊焊前準(zhǔn)備；能夠?qū)Σ讳P鋼閥座進(jìn)行氧乙炔火焰堆焊處理氧乙炔火焰堆焊的特點(diǎn)、所需設(shè)備及材料；氧乙炔火焰堆焊的工藝參數(shù)教師引導(dǎo)，學(xué)生分組完成任務(wù)；視頻觀看；案例分析學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；不銹鋼閥座堆焊前后對(duì)比圖片及性能對(duì)比4粉末材料制備4.1粉末冶金成形工藝能正確區(qū)分粉末冶金成形工藝與普通成形工藝的根本區(qū)別粉末冶金成形工藝基礎(chǔ)知識(shí)粉末冶金定義、特點(diǎn)及發(fā)展歷史啟發(fā)式、案例式、導(dǎo)學(xué)式、歸納類比法、教學(xué)模型、多媒體教學(xué)等多種教學(xué)方法案例分析4.2高錳鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金的粉末冶金制造工藝能熟知高錳鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金的制備工藝工藝流程圖使用設(shè)備成品質(zhì)量檢測(cè)教師引導(dǎo)，學(xué)生分組完成任務(wù)任務(wù)單5

9、金屬材料成形工藝選擇5.1 零件成形方法選擇能夠選擇合適的零件成形方法并設(shè)計(jì)合適的工藝流程零件成形方法選擇原則常用成形方法及其原理教師引導(dǎo)，學(xué)生分組完成任務(wù)；案例分析案例分析5.2典型零件成形工藝的選擇能夠熟知常用典型零件的成形工藝齒輪類軸類實(shí)踐教學(xué)、任務(wù)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)五、課程進(jìn)程表課次周次學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)和主要內(nèi)容單元標(biāo)題能力訓(xùn)練項(xiàng)目編號(hào)知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)其它（含考核內(nèi)容、方法）112冶金工藝認(rèn)知1.1了解火法冶金；了解濕法冶金；了解電冶金能根據(jù)冶煉方式進(jìn)行歸類212煉鐵1.2認(rèn)識(shí)煉鐵高爐；掌握煉鐵原料；掌握物理化學(xué)反應(yīng)原理熟悉煉鐵流程，能正確認(rèn)識(shí)煉鐵產(chǎn)品及生產(chǎn)效率煉鐵流程描述322煉鋼1.3熟悉

10、煉鋼設(shè)備及原理；認(rèn)識(shí)煉鋼原料；電爐煉鋼；轉(zhuǎn)爐煉鋼熟悉煉鋼流程，能正確認(rèn)識(shí)煉鋼產(chǎn)品及生產(chǎn)后續(xù)處理方法煉鋼流程及方法分類描述422有色金屬冶煉1.4銅冶金；鋅冶金；鋁冶金熟悉常用有色金屬的冶金方法532鑄造成形工藝?yán)碚撹T造成形工藝特點(diǎn)；合金的鑄造性能能夠分析鑄件產(chǎn)生缺陷的理論原因632鑄造合金及原料常用鑄造合金的性能、生產(chǎn)及牌號(hào)；灰鑄鐵分類；鑄造和金的冶煉能夠正確認(rèn)識(shí)常用鑄造合金的性能、組織看圖回答問題7、844機(jī)床床身的鑄造鑄造成形方法分類、特點(diǎn)及應(yīng)用情況；鑄造技術(shù)的發(fā)展能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的鑄造方法及鑄造工藝參數(shù)任務(wù)單完成情況9、105國(guó)慶假期1162鍛造理論掌握金屬塑性成形理論；掌握

11、金屬塑性變形后的組織和性能；理解金屬可鍛性及影響因素能夠分析鍛造過(guò)程塑性變形根本原因1262鋼錠的自由鍛造掌握自由鍛造基本工序及工藝過(guò)程；熟悉自由鍛的特點(diǎn)及使用的設(shè)備能夠根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)自由鍛造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方案13、1474晶體結(jié)構(gòu)模型認(rèn)知實(shí)驗(yàn)一熟悉面心立方、體心立方和密排六方晶體結(jié)構(gòu)中常用晶面、晶向的幾何位置、原子排列和密度；熟悉面心立方和密排六方晶體結(jié)構(gòu)中，最密排面的堆垛順序。熟悉三種晶體結(jié)構(gòu)中的四面體間隙和八面體間隙的位置和分布實(shí)驗(yàn)報(bào)告1582彎曲連桿的模鍛掌握模鍛的特點(diǎn)；掌握模鍛生產(chǎn)的基本工藝過(guò)程能夠根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)模鍛工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方案1682汽車制造業(yè)中先進(jìn)的板料沖壓工藝掌握板料沖壓

12、基本工序；熟悉板料沖壓模具；了解板料沖壓模具設(shè)計(jì)能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的板料沖壓工序設(shè)計(jì)方案17、1894X射線法測(cè)晶體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)二了解X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)及工作原理熟悉X射線衍射儀的操作掌握運(yùn)用X射線衍射分析軟件進(jìn)行物相分析的方法實(shí)驗(yàn)報(bào)告19102焊接方法的選擇及工藝設(shè)計(jì)了解焊接的本質(zhì)、原理、特點(diǎn)；掌握焊接方法的分類能夠根據(jù)需要選擇合適的焊接方法并設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)任務(wù)單完成情況20102電機(jī)轉(zhuǎn)軸的補(bǔ)焊（CO2氣體保護(hù)焊）掌握焊條電弧焊工藝特征；了解常用焊條及分類；了解埋弧焊、氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、電渣焊工藝能夠根據(jù)需要設(shè)計(jì)合適的電弧焊工藝參數(shù)并進(jìn)行操作設(shè)計(jì)方案21112錘頭釬焊掌握釬焊

13、的過(guò)程及分類情況；了解釬焊的特點(diǎn)能夠?qū)﹀N頭進(jìn)行釬焊操作22112焊接質(zhì)量控制掌握金屬材料焊接性的評(píng)定方法及常用金屬材料的焊接性能；了解金屬材料的焊接應(yīng)力及焊接變形相關(guān)理論能夠熟知常見金屬材料的焊接性能并作簡(jiǎn)要的理論分析案例分析23、24124不銹鋼化學(xué)鍍鎳處理3.1化學(xué)鍍?cè)砑疤攸c(diǎn)；化學(xué)鍍鎳的工藝、鍍層性能及應(yīng)用能夠根據(jù)需求查資料配制化學(xué)鍍鎳溶液；能進(jìn)行模具化學(xué)鍍鎳處理實(shí)驗(yàn)完成情況25、26134水閘門火焰噴涂鋅3.2 熱噴涂的一般原理以及涂層基本結(jié)構(gòu)；熱噴涂技術(shù)的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用；火焰噴涂的原理、設(shè)備、材料及工藝參數(shù)的控制能說(shuō)出熱噴涂技術(shù)要點(diǎn)；能夠根據(jù)恢復(fù)尺寸要求選擇合適的熱噴涂技術(shù)；能夠?qū)?/p>

14、水閘門進(jìn)行火焰噴涂操作；會(huì)使用SQP-1型線材火焰噴槍實(shí)驗(yàn)報(bào)告27、28144不銹鋼閥座氧乙炔火焰堆焊3.3氧乙炔火焰堆焊的特點(diǎn)、所需設(shè)備及材料；氧乙炔火焰堆焊的工藝參數(shù)熟練使用氧乙炔焰焊槍；能夠進(jìn)行氧乙炔火焰堆焊焊前準(zhǔn)備；能夠?qū)Σ讳P鋼閥座進(jìn)行氧乙炔火焰堆焊處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告29、30154粉末冶金成形工藝4.1粉末冶金成形工藝基礎(chǔ)知識(shí)粉末冶金定義、特點(diǎn)及發(fā)展歷史能正確區(qū)分粉末冶金成形工藝與普通成形工藝的根本區(qū)別31、32164高錳鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金的粉末冶金工藝4.2工藝流程圖使用設(shè)備成品質(zhì)量檢測(cè)能熟知高錳鋼鋼結(jié)硬質(zhì)合金的制備工藝個(gè)人總結(jié)33、34174鐵碳合金相圖應(yīng)用實(shí)驗(yàn)三熱處理的含義及熱處理工藝曲

15、線；掌握鋼的奧氏體化過(guò)程；熟悉奧氏體晶粒大小對(duì)鋼性能的影響及細(xì)化奧氏體晶粒的措施；明確過(guò)冷奧氏體在不同溫度下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。熟悉鋼在加熱和冷卻時(shí)組織變化規(guī)律，并能熟練應(yīng)用鋼的等溫及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖。實(shí)驗(yàn)報(bào)告35、36184金屬材料力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)四金屬材料力學(xué)性能的含義；強(qiáng)度、硬度、塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度的基本概念和測(cè)試方法；掌握金屬材料力學(xué)性能測(cè)試的基本原理能夠利用現(xiàn)有設(shè)備對(duì)金屬材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告37192零件成形方法選擇5.1零件成形方法選擇原則常用成形方法及其原理能夠選擇合適的零件成形方法并設(shè)計(jì)合適的工藝流程設(shè)計(jì)報(bào)告38192典型零件成形工藝的選擇5.2齒輪零件的選材及成

16、形工藝；軸類零件的選材及成型工藝能夠熟知常用典型零件的成形工藝；對(duì)一些簡(jiǎn)單零件進(jìn)行成形工藝設(shè)計(jì)六、第一節(jié)課梗概1、從古至今，材料的發(fā)展過(guò)程通過(guò)展示從古至今，材料在整個(gè)人類發(fā)明史上的地位，了解材料對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要性，明確材料在本專業(yè)學(xué)習(xí)中的地位，讓同學(xué)們了解材料的重要性，激起同學(xué)們學(xué)習(xí)的興趣。2、介紹課程的考核方式課程理論性較強(qiáng)，要求學(xué)生分析學(xué)習(xí)能力高，所以對(duì)每一單元要進(jìn)行案例考核，并加強(qiáng)應(yīng)用能力的考核。3、進(jìn)入正題（1）物質(zhì)等同于材料么？（2）什么是材料？（3）為什么學(xué)習(xí)材料？（4）材料的分類？（5）總結(jié)，布置作業(yè)。七、考核方案1、本課程的考核原則：材料工程基礎(chǔ)課程是材料工程技術(shù)專業(yè)的一

17、門專業(yè)基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料的認(rèn)識(shí)及學(xué)會(huì)選擇合適的毛坯成形工藝的基本技能，提高解決實(shí)際問題的能力。本課程的學(xué)習(xí)要求是學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備行業(yè)相關(guān)的職業(yè)崗位能力和較強(qiáng)的擴(kuò)展學(xué)習(xí)能力。因此，它的考核方式應(yīng)結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)成果，根據(jù)不同學(xué)習(xí)情景的學(xué)習(xí)，對(duì)每個(gè)情景的知識(shí)點(diǎn)和技能進(jìn)行一定程度的整合后進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況、技能水平和綜合職業(yè)素質(zhì)，以此完成本課程成績(jī)的測(cè)評(píng)。通過(guò)這種評(píng)價(jià)，能階段性、全面反映出學(xué)生掌握本課程知識(shí)和技能的程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整教學(xué)，同時(shí)不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到科學(xué)、全面、有效地評(píng)價(jià)和檢驗(yàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。2、考核方法（1）關(guān)注評(píng)價(jià)的多元性，將上

18、課出勤、學(xué)生作業(yè)、作為平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的20%。（2）、實(shí)驗(yàn)技能操作、學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)報(bào)告和學(xué)生協(xié)作表現(xiàn)作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)占50%。（3）、期末考試：期末考試成績(jī)占總成績(jī)的20%。3、考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)評(píng)價(jià)內(nèi)容（第 組）評(píng)分權(quán)重小組自評(píng)小組互評(píng)指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)好較好一般1實(shí)驗(yàn)方案制定合理、可行、內(nèi)容全面2018152小組長(zhǎng)組織性強(qiáng)，分工明確，學(xué)習(xí)時(shí)間分配合理10983小組成員積極協(xié)作，參與程度高10984按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)2018155提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容全面、結(jié)果正確3028256任務(wù)完成后，能主動(dòng)檢查工具材料，并做好記錄，保持工作場(chǎng)所干凈整潔1098八、教學(xué)材料材料工程基礎(chǔ)，畢大森主編，機(jī)械工業(yè)出版社，普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材。 工程材料，鄭明新主編，清華大學(xué)出版社 金屬材料及熱處理，史美堂主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 Engineering Material, R.L.Timings著，世界圖書出版公司 THE SCIENCE AND DESIGN OF ENGINEERING MATERI