金屬材料工程專業(yè)《功能材料與器件》課程教學(xué)大綱

《功能材料與器件》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123508課程名稱（中/英文）：功能材料/FunctionMaterialsanddevices課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：2.0總學(xué)時：32理論學(xué)時：32實(shí)驗/實(shí)踐學(xué)時：0/0適用專業(yè)：金屬材料工程適用對象：本科先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的《功能材料與器件》是金屬材料專業(yè)的專業(yè)選修課程，學(xué)生通過本大綱所規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，熟悉功能材料在材料科學(xué)中的地位以及功能材料的特點(diǎn)，掌握典型功能材料的制備、性能與應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生成為掌握一定專業(yè)知識、視野開闊的高素質(zhì)人才，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。在本課程課內(nèi)授課環(huán)節(jié)，加入對中國改革開放以來的功能材料研究成績的回顧，以及結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外科技發(fā)展的熱門功能材料，起到激發(fā)學(xué)生專業(yè)自信、道路自信，投入經(jīng)濟(jì)建設(shè)一線建功立業(yè)的熱情。2.對接培養(yǎng)的崗位能力通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有一定的解決工程實(shí)際問題的能力，能夠根據(jù)功能材料的特點(diǎn)和性能規(guī)律正確的選擇和使用功能材料。具備能夠綜合運(yùn)用材料基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識和技能解決功能材料生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)和性能改進(jìn)方面的能力。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3]掌握工程基礎(chǔ)理論和金屬材料專業(yè)理論，并能夠用于解決金屬材料領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1]了解金屬材料工程及其他交叉技術(shù)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展動態(tài)。2.課程教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下教學(xué)目標(biāo)1：通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握功能材料的分類，基本概念、結(jié)構(gòu)與組成，掌握各類功能材料的工作原理及影響因素。（支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)1.3）教學(xué)目標(biāo)2：通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，掌握功能材料的制備方法，具備利用理論知識研究分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題的能力，具備能夠運(yùn)用各性能之間的相互制約與變化規(guī)律解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題的能力。（支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)1.3）教學(xué)目標(biāo)3：通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握各種功能材料的特性與原理，了解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，具備終身學(xué)習(xí)能力，了解金屬材料工程及其他交叉技術(shù)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，了解新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展動態(tài)。（支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)12.1）四、教學(xué)課時安排學(xué)時分配主題或知識點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗實(shí)踐主題或知識點(diǎn)1電性功能材料44001、2、3主題或知識點(diǎn)2敏感材料44001、2、3主題或知識點(diǎn)3超導(dǎo)材料及發(fā)展22001、2、3主題或知識點(diǎn)4磁性功能材料22001、2、3主題或知識點(diǎn)5新型能源材料66001、2、3主題或知識點(diǎn)6智能材料與結(jié)構(gòu)44001、2、3主題或知識點(diǎn)7化學(xué)功能材料44001、2、3主題或知識點(diǎn)8生物醫(yī)學(xué)功能材料22001、2、3主題或知識點(diǎn)9光學(xué)功能材料441、2、3合計323200五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題或知識點(diǎn)1電性功能材料1.教學(xué)內(nèi)容電子導(dǎo)電材料；電阻材料和電熱材料；快離子導(dǎo)體材料；導(dǎo)電薄膜。介紹我國導(dǎo)電材料的發(fā)展，介紹我國電池材料及電動車的發(fā)展與現(xiàn)狀，樹立學(xué)科和國家自豪感，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)和祖國建設(shè)的思想。2.教學(xué)重點(diǎn)電子導(dǎo)電材料；快離子導(dǎo)體材料；導(dǎo)電薄膜材料。3.教學(xué)難點(diǎn)快離子導(dǎo)體材料導(dǎo)電機(jī)理和傳導(dǎo)特性；導(dǎo)電薄膜材料的制備。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)2敏感材料1.教學(xué)內(nèi)容熱敏陶瓷的基本概念、材料種類、物理特性和應(yīng)用；氣敏陶瓷種類、特性及應(yīng)用；熱釋電陶瓷的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用。介紹我國敏感材料的發(fā)展現(xiàn)狀，樹立學(xué)科自豪感，使學(xué)生樹立理論聯(lián)系實(shí)際，自主創(chuàng)新，勇于開拓的科學(xué)精神。2.教學(xué)重點(diǎn)熱敏陶瓷、氣敏陶瓷和熱釋電陶瓷的基本概念和特性。3.教學(xué)難點(diǎn)熱敏陶瓷、氣敏陶瓷和熱釋電陶瓷的基本概念和特性。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)3超導(dǎo)材料及發(fā)展1.教學(xué)內(nèi)容超導(dǎo)材料的基本性質(zhì)；超導(dǎo)機(jī)理；超導(dǎo)材料的發(fā)展；超導(dǎo)材料的應(yīng)用。介紹國內(nèi)外超導(dǎo)電材料的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹我國高溫超導(dǎo)及超導(dǎo)磁懸浮鐵路及超級高鐵規(guī)劃，使學(xué)生樹立學(xué)科和國家自豪感，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)創(chuàng)新的熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)超導(dǎo)材料的基本性質(zhì)；超導(dǎo)機(jī)理；超導(dǎo)材料的發(fā)展。3.教學(xué)難點(diǎn)超導(dǎo)材料的基本性質(zhì)；超導(dǎo)機(jī)理。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)4磁性功能材料1.教學(xué)內(nèi)容物質(zhì)的磁性來源及磁學(xué)參數(shù)；磁性金屬材料；鐵氧體；有機(jī)磁性材料。介紹我國稀土及磁性材料的發(fā)展，激勵學(xué)生勇迎挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新、勇?lián)?zé)任，積極參與祖國科技發(fā)展的思想。2.教學(xué)重點(diǎn)磁學(xué)參數(shù)理解，磁性金屬材料和鐵氧體的材料種類及特性；磁性來源的理解。3.教學(xué)難點(diǎn)磁學(xué)參數(shù)理解，磁性金屬材料和鐵氧體的材料種類及特性；磁性來源的理解。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)5新型能源材料1.教學(xué)內(nèi)容太陽能電池材料；鋰離子電池與電池材料；固體燃料電池材料；儲氫材料；熱電材料。介紹我國新型能源材料及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使學(xué)生樹立學(xué)科和國家自豪感，激發(fā)學(xué)生投身科學(xué)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)自身和社會價值的熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)太陽能電池材料；鋰離子電池與電池材料；固體燃料電池材料；儲氫材料。3.教學(xué)難點(diǎn)鋰離子電池材料及發(fā)展；固體電解質(zhì)。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)6智能材料與結(jié)構(gòu)1.教學(xué)內(nèi)容智能材料及結(jié)構(gòu)；智能材料的設(shè)計；記憶合金；壓電及電致伸縮材料；電流變體。在本節(jié)中介紹相關(guān)先進(jìn)材料，使學(xué)生樹立工匠精神、創(chuàng)新思維，樹立自主創(chuàng)新，勇于開拓的科學(xué)精神。2.教學(xué)重點(diǎn)智能材料的設(shè)計；記憶合金；壓電及電致伸縮材料；電流變體。3.教學(xué)難點(diǎn)壓電及電致伸縮材料及制備；電流變效應(yīng)及機(jī)理；電流變液組成。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)7化學(xué)功能材料1.教學(xué)內(nèi)容納米材料；化學(xué)薄膜材料；其他有機(jī)功能材料。介紹國內(nèi)外納米及薄膜材料的發(fā)展，介紹相關(guān)先進(jìn)材料，使學(xué)生樹立工匠精神、創(chuàng)新思維，樹立自主創(chuàng)新，勇于開拓的科學(xué)精神。2.教學(xué)重點(diǎn)納米材料及制備技術(shù)；化學(xué)薄膜材料及制備技術(shù)。3.教學(xué)難點(diǎn)納米材料的制備技術(shù)；化學(xué)薄膜材料的制備技術(shù)。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)8生物醫(yī)學(xué)功能材料1.教學(xué)內(nèi)容生物醫(yī)學(xué)功能材料的特征；人工器官與生物醫(yī)學(xué)材料發(fā)展。在本節(jié)介紹相關(guān)生物醫(yī)學(xué)功能材料，使學(xué)生樹立國產(chǎn)替代，勇迎挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新、勇?lián)?zé)任，振興祖國醫(yī)學(xué)科技材料發(fā)展的思想。2.教學(xué)重點(diǎn)生物醫(yī)學(xué)功能材料的特征；人工器官材料及發(fā)展；藥用功能材料及發(fā)展。3.教學(xué)難點(diǎn)人工器官材料及發(fā)展；藥用功能材料及發(fā)展。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)9光學(xué)功能材料1.教學(xué)內(nèi)容光致發(fā)光材料的基本原理、性能參數(shù)及影響因素，激光器的工作原理與構(gòu)成，光導(dǎo)纖維的傳輸原理、特性及材料種類，光子晶體的基本概念、制備和應(yīng)用。在本節(jié)中介紹相關(guān)先進(jìn)光學(xué)材料，激發(fā)學(xué)生對先進(jìn)光學(xué)材料濃厚興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際工程問題的能力，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀，激勵學(xué)生勇迎挑戰(zhàn)、勇于創(chuàng)新、勇?lián)?zé)任、報效祖國的科學(xué)精神。2.教學(xué)重點(diǎn)光致發(fā)光材料的基本原理、性能參數(shù)及影響因素，激光器的工作原理與構(gòu)成；激光器的工作原理，光子晶體的基本概念。3.教學(xué)難點(diǎn)光致發(fā)光材料的基本原理、性能參數(shù)及影響因素，激光器的工作原理與構(gòu)成；激光器的工作原理，光子晶體的基本概念。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時授課過程中采用問題討論式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例學(xué)生成績考核方式采用平時成績與期末考試相結(jié)合的方式進(jìn)行，平時成績占總成績的60%，主要根據(jù)其出勤情況、作業(yè)、課堂表現(xiàn)與階段測驗進(jìn)行評定，其中出勤考核占總成績5%，作業(yè)占總成績的10%，課堂表現(xiàn)占總成績的5%，小論文占總成績的20%；期末考試（開卷考試或課程論文）占60%。學(xué)生成績評定樣表考核方式平時成績期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文其他√√√√成績比例%510520602.課程目標(biāo)考核方式評價權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評價權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評價權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評價方式權(quán)重（%）過程性考核小論文期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)2.15515~4025~50教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.15515~4525~55教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)12.100200~2020~40合計101020601003.成績評價標(biāo)準(zhǔn)平時成績評定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（10%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨(dú)到的見解，能夠準(zhǔn)確回答問題，并有自己獨(dú)到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準(zhǔn)確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨(dú)立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨(dú)立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨(dú)立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運(yùn)用所學(xué)知識和理論解決問題的能力小論文（20%）深入了解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，充分查閱資料，與課本知識結(jié)合獨(dú)立完成論文，具有獨(dú)特的見解。較深入了解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，較充分查閱資料，與課本知識結(jié)合獨(dú)立完成論文，具有一定的見解。了解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，查閱資料，與課本知識結(jié)合獨(dú)立完成論文?；玖私夤δ懿牧系膽?yīng)用及發(fā)展趨勢，能夠查閱資料，與課本知識結(jié)合完成論文。不能了解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，不能夠查閱資料，不能獨(dú)立完成論文。課程教學(xué)目標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標(biāo)1熟練掌握功能材料的分類，基本概念、結(jié)構(gòu)與組成，熟練掌握各類功能材料的工作原理及影響因素。正確掌握功能材料的分類，基本概念、結(jié)構(gòu)與組成，正確掌握各類功能材料的工作原理及影響因素。較正確掌握功能材料的分類，基本概念、結(jié)構(gòu)與組成，較正確掌握各類功能材料的工作原理及影響因素?；菊莆展δ懿牧系姆诸悾靖拍?、結(jié)構(gòu)與組成，基本掌握各類功能材料的工作原理及影響因素。未掌握功能材料的分類，基本概念、結(jié)構(gòu)與組成，未掌握各類功能材料的工作原理及影響因素。教學(xué)目標(biāo)2熟練掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，熟練掌握功能材料的制備方法，能熟練分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題，正確解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題。正確掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，正確掌握功能材料的制備方法，能較正確分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題，解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題。能較正確掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，較正確掌握功能材料的制備方法，能分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題，較正確解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題。能基本掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，較基本掌握功能材料的制備方法，基本能分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題，基本解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題。不能掌握功能材料的性能、組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，不能掌握功能材料的制備方法，不能分析功能材料生產(chǎn)工藝過程存在問題，不能解決生產(chǎn)及使用過程中遇到問題。教學(xué)目標(biāo)3深入理解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，深入了解功能材料領(lǐng)域技術(shù)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。較深入理解功能材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢，較深入了解功能材料領(lǐng)域技術(shù)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨