《復合材料》教學大綱

《復合材料》教學大綱課程英文名CompositeMaterials課程代碼05M0020學分2總學時32理論學時32實驗/實踐學時0課程類別學科基礎課課程性質(zhì)任選先修課程材料科學基礎、材料工程基礎、材料分析測試方法適用專業(yè)材料科學與工程專業(yè)開課學院材料與化學學院注：課程類別是指公共基礎課/學科基礎課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標（一）課程地位復合材料是當今高科技發(fā)展中新材料開發(fā)的一個重要方向?！稄秃喜牧稀返氖谡n對象是材料科學與工程專業(yè)本科生，是材料科學與工程專業(yè)的重要學科選修課程，它是材料科學與工程專業(yè)本科生在完成公共基礎課和部分專業(yè)基礎課后開設的一門選修課程。該課程的教學目的是培養(yǎng)學生利用所學物理、化學、材料科學基礎，分析和設計各種復合材料體系。通過課程學習，使學生掌握復合材料的基本概念為今后從事復合材料相關領域的工作打下基礎。本課程主要介紹復合材料的基本知識、基體和增強體種類和特點；了解外部條件對復合材料的使用要求，掌握復合材料的設計原則；重點講述聚合物基復合材料、金屬基復合材料和陶瓷基復合材料的特點、制備和應用。學生通過本課程的學習，可針對不同類型的材料應用要求，結(jié)合不同類型復合材料的物理性能和結(jié)構(gòu)特點，進行復合材料的選擇和設計，具備初步的復合材料的設計能力。（二）課程目標（具體闡述課程在培養(yǎng)學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展方面應達到的教學目標,并明確課程思政教育目標）1.掌握復合材料的基本概念，熟悉各種復合材料設計的原理和方法，具有面向?qū)嶋H應用復合材料相關問題的理解和解決能力；2.通過學習，掌握復合材料的基體材料基本原理以及各種常用基體材料的類型，可以針對復合材料工程的實際問題尤其是基體問題，能進行復合材料基體材料類型的選擇、工藝過程設計和創(chuàng)新及改進能力，具備發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和提出解決方案的能力，具有理解和評價復合材料基體的設計、制備等復雜工程問題對環(huán)境、社會持續(xù)發(fā)展的能力，具備評價基體材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對人類和環(huán)境的影響的能力；3.通過學習，掌握復合材料的增強體材料基本原理以及各種常用增強體材料的類型，可以針對復合材料工程的實際問題尤其是增強體問題，能進行復合材料增強體材料類型的選擇、工藝過程設計和創(chuàng)新及改進能力，具備發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和提出解決方案的能力，具有理解和評價復合材料增強體的設計、制備等復雜工程問題對環(huán)境、社會持續(xù)發(fā)展的能力，具備評價增強體材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對人類和環(huán)境的影響的能力。課程思政：圍繞價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授的目標，促進學生全面發(fā)展，增強學生服務國家和人民的意識和責任感?；趪摇陡呒夹g(shù)發(fā)展綱要》，結(jié)合復合材料課程教學具體內(nèi)容讓學生理解科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力；以復合材料設計、制備及應用的實際案例培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力、提出問題和解決問題的能力；以復合材料開發(fā)過程的失敗和成功的案例，引導和培養(yǎng)學生積極學習新知識的態(tài)度，增強學生的工匠精神和社會責任感；以在實際應用中的復合材料環(huán)境與成本問題，引導學生樹立正確的可持續(xù)發(fā)展理念。二、課程目標達成的途徑與方法《復合材料》課程教學以課堂教學為主，結(jié)合自主學習，使學生深刻理解復合材料的概念、類型以及復合材料的設計原理和方法。培養(yǎng)學生運用材料工程基礎專業(yè)知識，分析和解決實際材料科學與工程問題的能力。（1）課堂教學主要講述復合材料設計的原理和方法、復合材料的基本概念、各種復合材料具有不同性能的原因以及常見的材料種類。并將典型的復合材料的工程實例融入理論教學中，使學生能夠更加容易理解抽象的理論知識，提高學習復合材料的興趣，熟悉復合材料中結(jié)構(gòu)和性能之間的關系，形成良好的思維方式和學習方法。在課堂教學中，充分引入互動環(huán)節(jié)，提高教學效果。（2）針對某些較為容易或先期講解較為充分的知識點，列出部分內(nèi)容作為學生自主學習環(huán)節(jié)，訓練、形成良好的專業(yè)知識學習方法，培養(yǎng)學生自主學習意識和能力。（3）在課堂教學中，充分引入互動環(huán)節(jié)，培養(yǎng)理論知識的應用能力、分析問題解決問題的能力、團隊協(xié)作能力，提高教學效果。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求3.2畢業(yè)要求7.2課程目標10.20.3課程目標20.40.3課程目標30.40.4注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。2.畢業(yè)要求應根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進行描述。畢業(yè)要求指標點支撐權(quán)重（3）設計/開發(fā)解決方案：能夠針對新材料的組分設計、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面綜合性的復雜工程問題提出合理解決方案，在材料設計、生產(chǎn)與工程應用環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，設計并制訂特定性能的新材料開發(fā)全周期、標準和規(guī)范。3-1能夠描述新材料產(chǎn)品設計、制備工藝、性能檢測、質(zhì)量管理等的解決方法和影響因素；制定和質(zhì)量管理等復雜工程問題；3-2能夠進行系統(tǒng)或工藝流程設計，并能夠針對特定需求進行可行性分析，體現(xiàn)創(chuàng)新意識，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并提出解決方案；復雜工程問題；0.23-3能識別材料開發(fā)及設計任務所面臨的多種制約因素，如社會、健康、安全、法律以及環(huán)境等。（7）環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對新材料的產(chǎn)品設計、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面的復雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。7-1理解新材料開發(fā)及工程應用與環(huán)境保護和社會可持續(xù)發(fā)展的關系；7-2能夠從環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展分析和評價新材料設計、制備及工程實踐的可持續(xù)性，評價新材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對于人類和環(huán)境的影響。0.2四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識點主要內(nèi)容基本要求對應的課程目標1、復合材料概述①復合材料的發(fā)展、定義、分類和基本特點L4課程目標（1）②復合材料的設計、應用領域L2課程目標（1）2、復合材料的基體①金屬基體L3課程目標（1）、（2）②陶瓷基體L3課程目標（1）、（2）③聚合物基體L3課程目標（1）、（2）3、復合材料的增強體①增強體的分類L4課程目標（1）、（2）②增強體的發(fā)展L3課程目標（1）、（2）③增強體的應用L3課程目標（1）、（2）4、復合材料的界面①界面的力學和物理化學要求L3課程目標（1）、（3）②增強體表面處理的方法L3課程目標（1）、（3）5、聚合物基復合材料①聚合物基復合材料的制備工藝L3課程目標（2）、（3）②聚合物基復合材料的界面L3課程目標（2）、（3）③聚合物基復合材料的性能和應用L3課程目標（2）、（3）6、金屬基復合材料①金屬基復合材料的制備方法L3課程目標（2）、（3）②金屬基復合材料的界面L3課程目標（2）、（3）③鋁基、鎳基和鈦基復合材料L3課程目標（2）、（3）7、陶瓷基復合材料①陶瓷基復合材料的制備方法L3課程目標（2）、（3）②陶瓷基復合材料的增韌及界面的控制L3課程目標（2）、（3）8、仿生復合材料①仿生復合材料發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標（2）、（3）②仿生復合材料設計方法L3課程目標（2）、（3）9、能源復合材料①能源復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標（2）、（3）②能源復合材料的設計及應用L3課程目標（2）、（3）10、環(huán)境復合材料①環(huán)境復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標（2）、（3）②環(huán)境復合材料的設計及應用L3課程目標（2）、（3）=1111、納米復合材料①納米復合材料的基本原理L2課程目標（2）、（3）②納米復合材料的設計及應用L2課程目標（2）、（3）12、光、電功能復合材料①光、電功能復合材料的概念以及常見材料L2課程目標（2）、（3）基本要求：L1-了解，L2-理解，L3-掌握，L4-熟練掌握五、課程學時安排章節(jié)號教學內(nèi)容學時數(shù)學生任務對應課程目標1、復合材料概述復合材料的發(fā)展、定義、分類和基本特點，復合材料的設計、應用領域2課程目標（1）2、復合材料的基體金屬基體2課后作業(yè)1課程目標（1）課程目標（2）陶瓷基體2聚合物基體23、復合材料的增強體增強體的分類與發(fā)展1課后作業(yè)2課程目標（1）課程目標（2）增強體的應用14、復合材料的界面界面的力學和物理化學要求1課后作業(yè)3課程目標（1）、課程目標（3）增強體表面處理的方法15、聚合物基復合材料聚合物基復合材料的制備工藝、界面1課前預習，課堂討論，課后復習課程目標（2）、課程目標（3）聚合物基復合材料的性能和應用16、金屬基復合材料金屬基復合材料的制備方法、界面1課前預習，課堂討論，課后復習課程目標（2）、課程目標（3）鋁基、鎳基和鈦基復合材料17、陶瓷基復合材料陶瓷基復合材料的制備方法1課前預習，課堂討論，課后復習課程目標（2）、課程目標（3）陶瓷基復合材料的增韌及界面的控制18、仿生復合材料仿生復合材料發(fā)展現(xiàn)狀1查閱文獻，課前預習課程目標（2）、課程目標（3）仿生復合材料設計方法19、能源復合材料能源復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀1查閱文獻，課前預習課程目標（2）、課程目標（3）能源復合材料的設計及應用110、環(huán)境復合材料環(huán)境復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀1查閱相關環(huán)境復合材料文獻，課前預習課程目標（2）、課程目標（3）環(huán)境復合材料的設計及應用111、納米復合材料納米復合材料的基本原理，納米復合材料的設計及應用2結(jié)合復合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標（2）、課程目標（3）12、光功能復合材料光功能復合材料的概念以及常見材料2結(jié)合復合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標（2）、課程目標（3）13、電功能復合材料電功能復合材料的概念以及常見材料2結(jié)合復合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標（2）、課程目標（3）六、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核課堂表現(xiàn)成績中國計量大學學生課程平時成績考核細則5%平時作業(yè)成績中國計量大學學生課程平時成績考核細則15