《復(fù)合材料》教學(xué)大綱

《復(fù)合材料》教學(xué)大綱課程英文名CompositeMaterials課程代碼05M0020學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)任選先修課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)、材料分析測(cè)試方法適用專業(yè)材料科學(xué)與工程專業(yè)開課學(xué)院材料與化學(xué)學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)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(biāo)（一）課程地位復(fù)合材料是當(dāng)今高科技發(fā)展中新材料開發(fā)的一個(gè)重要方向?！稄?fù)合材料》的授課對(duì)象是材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生，是材料科學(xué)與工程專業(yè)的重要學(xué)科選修課程，它是材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生在完成公共基礎(chǔ)課和部分專業(yè)基礎(chǔ)課后開設(shè)的一門選修課程。該課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)物理、化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)，分析和設(shè)計(jì)各種復(fù)合材料體系。通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握復(fù)合材料的基本概念為今后從事復(fù)合材料相關(guān)領(lǐng)域的工作打下基礎(chǔ)。本課程主要介紹復(fù)合材料的基本知識(shí)、基體和增強(qiáng)體種類和特點(diǎn)；了解外部條件對(duì)復(fù)合材料的使用要求，掌握復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原則；重點(diǎn)講述聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料的特點(diǎn)、制備和應(yīng)用。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，可針對(duì)不同類型的材料應(yīng)用要求，結(jié)合不同類型復(fù)合材料的物理性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行復(fù)合材料的選擇和設(shè)計(jì)，具備初步的復(fù)合材料的設(shè)計(jì)能力。（二）課程目標(biāo)（具體闡述課程在培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展方面應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目標(biāo),并明確課程思政教育目標(biāo)）1.掌握復(fù)合材料的基本概念，熟悉各種復(fù)合材料設(shè)計(jì)的原理和方法，具有面向?qū)嶋H應(yīng)用復(fù)合材料相關(guān)問題的理解和解決能力；2.通過學(xué)習(xí)，掌握復(fù)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(duì)復(fù)合材料工程的實(shí)際問題尤其是基體問題，能進(jìn)行復(fù)合材料基體材料類型的選擇、工藝過程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新及改進(jìn)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(píng)價(jià)復(fù)合材料基體的設(shè)計(jì)、制備等復(fù)雜工程問題對(duì)環(huán)境、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的能力，具備評(píng)價(jià)基體材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對(duì)人類和環(huán)境的影響的能力；3.通過學(xué)習(xí)，掌握復(fù)合材料的增強(qiáng)體材料基本原理以及各種常用增強(qiáng)體材料的類型，可以針對(duì)復(fù)合材料工程的實(shí)際問題尤其是增強(qiáng)體問題，能進(jìn)行復(fù)合材料增強(qiáng)體材料類型的選擇、工藝過程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新及改進(jìn)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(píng)價(jià)復(fù)合材料增強(qiáng)體的設(shè)計(jì)、制備等復(fù)雜工程問題對(duì)環(huán)境、社會(huì)持續(xù)發(fā)展的能力，具備評(píng)價(jià)增強(qiáng)體材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對(duì)人類和環(huán)境的影響的能力。課程思政：圍繞價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授的目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)國(guó)家和人民的意識(shí)和責(zé)任感?；趪?guó)家《高技術(shù)發(fā)展綱要》，結(jié)合復(fù)合材料課程教學(xué)具體內(nèi)容讓學(xué)生理解科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力；以復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用的實(shí)際案例培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、提出問題和解決問題的能力；以復(fù)合材料開發(fā)過程的失敗和成功的案例，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生積極學(xué)習(xí)新知識(shí)的態(tài)度，增強(qiáng)學(xué)生的工匠精神和社會(huì)責(zé)任感；以在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)合材料環(huán)境與成本問題，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的可持續(xù)發(fā)展理念。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《復(fù)合材料》課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生深刻理解復(fù)合材料的概念、類型以及復(fù)合材料的設(shè)計(jì)原理和方法。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用材料工程基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，分析和解決實(shí)際材料科學(xué)與工程問題的能力。（1）課堂教學(xué)主要講述復(fù)合材料設(shè)計(jì)的原理和方法、復(fù)合材料的基本概念、各種復(fù)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(fù)合材料的工程實(shí)例融入理論教學(xué)中，使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識(shí)，提高學(xué)習(xí)復(fù)合材料的興趣，熟悉復(fù)合材料中結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。在課堂教學(xué)中，充分引入互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)效果。（2）針對(duì)某些較為容易或先期講解較為充分的知識(shí)點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練、形成良好的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。（3）在課堂教學(xué)中，充分引入互動(dòng)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)理論知識(shí)的應(yīng)用能力、分析問題解決問題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高教學(xué)效果。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)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(biāo)10.20.3課程目標(biāo)20.40.3課程目標(biāo)30.40.4注：1.支撐強(qiáng)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(yīng)根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐權(quán)重（3）設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠針對(duì)新材料的組分設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面綜合性的復(fù)雜工程問題提出合理解決方案，在材料設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與工程應(yīng)用環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，設(shè)計(jì)并制訂特定性能的新材料開發(fā)全周期、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。3-1能夠描述新材料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制備工藝、性能檢測(cè)、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(fù)雜工程問題；3-2能夠進(jìn)行系統(tǒng)或工藝流程設(shè)計(jì)，并能夠針對(duì)特定需求進(jìn)行可行性分析，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并提出解決方案；復(fù)雜工程問題；0.23-3能識(shí)別材料開發(fā)及設(shè)計(jì)任務(wù)所面臨的多種制約因素，如社會(huì)、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(píng)價(jià)針對(duì)新材料的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面的復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。7-1理解新材料開發(fā)及工程應(yīng)用與環(huán)境保護(hù)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系；7-2能夠從環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展分析和評(píng)價(jià)新材料設(shè)計(jì)、制備及工程實(shí)踐的可持續(xù)性，評(píng)價(jià)新材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對(duì)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(shí)點(diǎn)主要內(nèi)容基本要求對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1、復(fù)合材料概述①?gòu)?fù)合材料的發(fā)展、定義、分類和基本特點(diǎn)L4課程目標(biāo)（1）②復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、應(yīng)用領(lǐng)域L2課程目標(biāo)（1）2、復(fù)合材料的基體①金屬基體L3課程目標(biāo)（1）、（2）②陶瓷基體L3課程目標(biāo)（1）、（2）③聚合物基體L3課程目標(biāo)（1）、（2）3、復(fù)合材料的增強(qiáng)體①增強(qiáng)體的分類L4課程目標(biāo)（1）、（2）②增強(qiáng)體的發(fā)展L3課程目標(biāo)（1）、（2）③增強(qiáng)體的應(yīng)用L3課程目標(biāo)（1）、（2）4、復(fù)合材料的界面①界面的力學(xué)和物理化學(xué)要求L3課程目標(biāo)（1）、（3）②增強(qiáng)體表面處理的方法L3課程目標(biāo)（1）、（3）5、聚合物基復(fù)合材料①聚合物基復(fù)合材料的制備工藝L3課程目標(biāo)（2）、（3）②聚合物基復(fù)合材料的界面L3課程目標(biāo)（2）、（3）③聚合物基復(fù)合材料的性能和應(yīng)用L3課程目標(biāo)（2）、（3）6、金屬基復(fù)合材料①金屬基復(fù)合材料的制備方法L3課程目標(biāo)（2）、（3）②金屬基復(fù)合材料的界面L3課程目標(biāo)（2）、（3）③鋁基、鎳基和鈦基復(fù)合材料L3課程目標(biāo)（2）、（3）7、陶瓷基復(fù)合材料①陶瓷基復(fù)合材料的制備方法L3課程目標(biāo)（2）、（3）②陶瓷基復(fù)合材料的增韌及界面的控制L3課程目標(biāo)（2）、（3）8、仿生復(fù)合材料①仿生復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標(biāo)（2）、（3）②仿生復(fù)合材料設(shè)計(jì)方法L3課程目標(biāo)（2）、（3）9、能源復(fù)合材料①能源復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標(biāo)（2）、（3）②能源復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用L3課程目標(biāo)（2）、（3）10、環(huán)境復(fù)合材料①環(huán)境復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀L3課程目標(biāo)（2）、（3）②環(huán)境復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用L3課程目標(biāo)（2）、（3）=1111、納米復(fù)合材料①納米復(fù)合材料的基本原理L2課程目標(biāo)（2）、（3）②納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用L2課程目標(biāo)（2）、（3）12、光、電功能復(fù)合材料①光、電功能復(fù)合材料的概念以及常見材料L2課程目標(biāo)（2）、（3）基本要求：L1-了解，L2-理解，L3-掌握，L4-熟練掌握五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1、復(fù)合材料概述復(fù)合材料的發(fā)展、定義、分類和基本特點(diǎn)，復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、應(yīng)用領(lǐng)域2課程目標(biāo)（1）2、復(fù)合材料的基體金屬基體2課后作業(yè)1課程目標(biāo)（1）課程目標(biāo)（2）陶瓷基體2聚合物基體23、復(fù)合材料的增強(qiáng)體增強(qiáng)體的分類與發(fā)展1課后作業(yè)2課程目標(biāo)（1）課程目標(biāo)（2）增強(qiáng)體的應(yīng)用14、復(fù)合材料的界面界面的力學(xué)和物理化學(xué)要求1課后作業(yè)3課程目標(biāo)（1）、課程目標(biāo)（3）增強(qiáng)體表面處理的方法15、聚合物基復(fù)合材料聚合物基復(fù)合材料的制備工藝、界面1課前預(yù)習(xí)，課堂討論，課后復(fù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）聚合物基復(fù)合材料的性能和應(yīng)用16、金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料的制備方法、界面1課前預(yù)習(xí)，課堂討論，課后復(fù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）鋁基、鎳基和鈦基復(fù)合材料17、陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料的制備方法1課前預(yù)習(xí)，課堂討論，課后復(fù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）陶瓷基復(fù)合材料的增韌及界面的控制18、仿生復(fù)合材料仿生復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀1查閱文獻(xiàn)，課前預(yù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）仿生復(fù)合材料設(shè)計(jì)方法19、能源復(fù)合材料能源復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀1查閱文獻(xiàn)，課前預(yù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）能源復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用110、環(huán)境復(fù)合材料環(huán)境復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀1查閱相關(guān)環(huán)境復(fù)合材料文獻(xiàn)，課前預(yù)習(xí)課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）環(huán)境復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用111、納米復(fù)合材料納米復(fù)合材料的基本原理，納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)及應(yīng)用2結(jié)合復(fù)合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）12、光功能復(fù)合材料光功能復(fù)合材料的概念以及常見材料2結(jié)合復(fù)合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）13、電功能復(fù)合材料電功能復(fù)合材料的概念以及常見材料2結(jié)合復(fù)合材料課程基本內(nèi)容，查閱資料，專題討論課程目標(biāo)（2）、課程目標(biāo)（3）六、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績(jī)比例過程考核課堂表現(xiàn)成績(jī)中國(guó)計(jì)量大學(xué)學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則5%平時(shí)作業(yè)成績(jī)中國(guó)計(jì)量大學(xué)學(xué)生課程平時(shí)成績(jī)考核細(xì)則15