《材料科學(xué)基礎(chǔ)I》課程教學(xué)大綱

《材料科學(xué)基礎(chǔ)I》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223401課程名稱（中/英文）：材料科學(xué)基礎(chǔ)I/FundamentalsofMaterialsScienceⅠ課程類別：專業(yè)必修課程學(xué)分：2.5總學(xué)時：40理論學(xué)時：32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時：8適用專業(yè)：焊接技術(shù)與工程適用對象：本科先修課程：機(jī)械制造基礎(chǔ)、金工實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室/實(shí)驗(yàn)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)與目的本課程主要介紹金屬的晶體結(jié)構(gòu)、相圖與相變、金屬的塑性變形和再結(jié)晶等內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握常用材料的成分－工藝－組織－性能之間關(guān)系的一般規(guī)律，熟悉常用合金相圖的分析和應(yīng)用，為今后從事金屬與合金的研究與應(yīng)用奠定必要的理論基礎(chǔ)。學(xué)生應(yīng)在工程實(shí)踐中理解并遵守職業(yè)道德和行為規(guī)范，勇于擔(dān)當(dāng)，始終以貢獻(xiàn)國家、服務(wù)社會為己任，把所學(xué)的理論知識應(yīng)用于中國特色社會主義建設(shè)實(shí)踐中去。2.對接培養(yǎng)的崗位能力具備良好的焊接技術(shù)工程相關(guān)領(lǐng)域的材料檢測分析和研究開發(fā)能力，能夠勝任常用工程材料的組織檢測分析工作，并能通過組織檢測和分析判斷材料的性能特點(diǎn)。具有高度的安全意識和社會責(zé)任感，在生產(chǎn)中有團(tuán)隊(duì)合作精神和自我犧牲精神，始終以國家和社會利益放在第一位。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)1.2]能夠根據(jù)工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、材料科學(xué)、電工電子等工程基礎(chǔ)知識，運(yùn)用焊接技術(shù)工作原理分析加工過程中的典型工程問題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1]掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和相關(guān)工程科學(xué)原理，識別和判斷問焊接工程技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1]能夠針對焊接加工領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，明確設(shè)計需求，利用自然科學(xué)、材料科學(xué)及工程的基本原理和技術(shù)手段，提出焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工工藝開發(fā)及優(yōu)化等過程中的具體解決方案。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：通過晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，能夠運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)；通過學(xué)習(xí)二元合金相圖及金屬結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，能夠運(yùn)用結(jié)晶理論解釋金屬及合金材料的組織形成規(guī)律；通過學(xué)習(xí)金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，能夠解釋金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.2）教學(xué)目標(biāo)2：通過顯微鏡知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，具備使用光學(xué)顯微鏡的能力，能夠運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；能夠利用金相顯微分析技術(shù)和金屬及合金結(jié)晶基礎(chǔ)理論的結(jié)合，運(yùn)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1）教學(xué)目標(biāo)3：能夠認(rèn)識到事物的不斷變化與發(fā)展，通過材料的凝固、塑性變形及回復(fù)與再結(jié)晶及的學(xué)習(xí)，掌握材料科學(xué)的基本原理特點(diǎn)并根據(jù)工程實(shí)際要求和設(shè)計需求，利用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理和材料的工藝特點(diǎn)，提出在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工工藝及優(yōu)化等過程中的具體解決方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1）四、教學(xué)課時安排（一）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(yàn)實(shí)踐主題或知識點(diǎn)1金屬的晶體結(jié)構(gòu)75201、3主題或知識點(diǎn)2純金屬的結(jié)晶55001、2、3主題或知識點(diǎn)3二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶77001、2、3主題或知識點(diǎn)4鐵碳合金95401、2、3主題或知識點(diǎn)5金屬及合金的塑性變形與斷裂66002、3主題或知識點(diǎn)6金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶64202、3合計403280（二）實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)安排序號實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐要求每組人數(shù)備注1晶體結(jié)構(gòu)原子模型的堆垛與分析2綜合性必做22金相試樣的制備與顯微鏡的使用2驗(yàn)證性必做13鐵碳合金平衡組織觀察2綜合性必做14金屬塑性變形與再結(jié)晶后組織觀察2綜合性必做1五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題或知識點(diǎn)1金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.教學(xué)內(nèi)容金屬、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)，2.教學(xué)重點(diǎn)金屬的晶體結(jié)構(gòu)、實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)3.教學(xué)難點(diǎn)實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法。結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)理論，引入集體主義精神教育，培養(yǎng)學(xué)生的集體主義觀念。主題或知識點(diǎn)2純金屬的結(jié)晶1.教學(xué)內(nèi)容金屬結(jié)晶的現(xiàn)象、金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件、金屬結(jié)晶的結(jié)構(gòu)條件、晶核的形成、晶核長大、金屬鑄錠的宏觀組織與缺陷，利用金屬材料凝固原理，激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，敢于克服困難，勇于創(chuàng)新。2.教學(xué)重點(diǎn)晶核的形成、晶核長大3.教學(xué)難點(diǎn)晶核長大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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法主題或知識點(diǎn)3二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1.教學(xué)內(nèi)容合金中的相、合金的相結(jié)構(gòu)、二元合金相圖的建立、勻晶相圖及固溶體的結(jié)晶、共晶相圖及其合金的結(jié)晶、包晶相圖及其合金的結(jié)晶、其他類型的二元合金相圖、二元相圖的分析和使用，2.教學(xué)重點(diǎn)合金的相結(jié)構(gòu)、勻晶相圖及固溶體的結(jié)晶、共晶相圖及其合金的結(jié)晶、二元相圖的分析和使用3.教學(xué)難點(diǎn)勻晶相圖及固溶體的結(jié)晶、共晶相圖及其合金的結(jié)晶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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法主題或知識點(diǎn)4鐵碳合金鐵碳合金的組元及基本相、Fe-Fe3C相圖分析、鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及其組織、含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響、鋼中的雜質(zhì)元素及鋼錠組織鐵碳合金的組元及基本相、Fe-Fe3C相圖分析、鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及其組織、含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響、鋼中的雜質(zhì)元素及鋼錠組織，結(jié)合我國的鋼鐵發(fā)展史以及鋼鐵史上的偉大人物和重大事件，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和社會責(zé)任心，培育和踐行社會主義核心價值觀。2.教學(xué)重點(diǎn)Fe-Fe3C相圖分析、鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及其組織、含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響、3.教學(xué)難點(diǎn)Fe-Fe3C相圖分析、鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及其組織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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法。主題或知識點(diǎn)5金屬及合金的塑性變形與斷裂1.教學(xué)內(nèi)容金屬的變形特性、單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、合金的塑性變形、塑性變形對組織結(jié)構(gòu)和性能的影響、金屬的斷裂。通過變形的協(xié)調(diào)性，培養(yǎng)學(xué)生的集體意識和服務(wù)國家的家國情懷。2.教學(xué)重點(diǎn)單晶體的塑性變形、多晶體的塑性變形、合金的塑性變形、塑性變形對組織結(jié)構(gòu)和性能的影響3.教學(xué)難點(diǎn)多晶體的塑性變形、合金的塑性變形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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法主題或知識點(diǎn)6金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶1.教學(xué)內(nèi)容形變金屬與合金在退火過程中的變化、回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大、金屬的熱加工，。2.教學(xué)重點(diǎn)再結(jié)晶、晶粒長大、金屬的熱加工3.教學(xué)難點(diǎn)晶粒長大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)，多媒體課件與豐富多樣的課堂活動相結(jié)合，重點(diǎn)和難點(diǎn)采用啟發(fā)式和案例式教學(xué)方法。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識的能力、應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用出勤及課堂表現(xiàn)、作業(yè)、階段測驗(yàn)等多種形式、多個階段等全過程的考核，使學(xué)生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價體系，進(jìn)一步提升本課程教學(xué)效果。學(xué)生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文實(shí)驗(yàn)√√√√√成績比例%515101020402.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（%）過程性考核實(shí)驗(yàn)期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)期中考試教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.2452~5712~2031~41教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.1663~6810~1630~38教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)3.1542~5512~1830~38合計1515102040100備注：各教學(xué)目標(biāo)及評價方法的權(quán)重教師可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。3.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(xiàng)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)（15%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，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)（15%）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階段測試（10%）完成線上階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成線上階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)榱己猛瓿删€上階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)橹械韧瓿删€上階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)榧案裢瓿删€上階段測驗(yàn)，根據(jù)參考答案評分，總評成績不及格實(shí)驗(yàn)（20%）實(shí)驗(yàn)報告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報告中提出的問題，并對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見解。實(shí)驗(yàn)報告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠完成實(shí)驗(yàn)報告中提出的問題，并對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行討論，提出意見。實(shí)驗(yàn)報告能夠完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實(shí)驗(yàn)報告中提出的問題，對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)報告基本能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)圖表齊全，基本完成實(shí)驗(yàn)報告中提出的問題。實(shí)驗(yàn)報告不能獨(dú)立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報告中提出的問題沒有或基本沒有回答。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(xiàng)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熟練掌握晶體結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，熟練運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)，準(zhǔn)確理解金屬及合金材料的組織形成規(guī)律，能夠準(zhǔn)確解釋金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象。能夠掌握晶體結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，能夠運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)，正確理解金屬及合金材料的組織形成規(guī)律，能夠較準(zhǔn)確解釋金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象。能夠理解晶體結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，可以運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)，理解金屬及合金材料的組織形成規(guī)律，能夠解釋金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象?；菊莆站w結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，基本可以運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)，理解金屬及合金材料的組織形成規(guī)律，能夠基本解釋金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象。不能掌握晶體結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)晶、金屬塑性變形和再結(jié)晶的基礎(chǔ)理論，不能運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)理論分析解釋晶體的性能特點(diǎn)，對金屬及合金材料的組織形成規(guī)律、金屬的加工硬化和連續(xù)變形現(xiàn)象不理解。教學(xué)目標(biāo)2熟練掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，熟練運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；熟練應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理等專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題。能夠正確掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，能夠運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理等專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題。能夠掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，能夠運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理等專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題?；菊莆展鈱W(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，基本運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；基本應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理等專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題。不能掌握光學(xué)顯微鏡的結(jié)構(gòu)及工作原理，不能運(yùn)用顯微鏡對金屬材料進(jìn)行組織辨識和分析；不能應(yīng)用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理等專業(yè)知識識別和分析焊接工程的基本問題。教學(xué)目標(biāo)3能夠充分認(rèn)識到事物的不斷變化與發(fā)展，熟練掌握材料科學(xué)的基本原理特點(diǎn)并根據(jù)工程實(shí)際要求和設(shè)計需求，利用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理和材料的工藝特點(diǎn)，完美提出在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工工藝及優(yōu)化等過程中的具體解決方案。能夠正確認(rèn)識到事物的不斷變化與發(fā)展，能夠正確掌握材料科學(xué)的基本原理特點(diǎn)并根據(jù)工程實(shí)際要求和設(shè)計需求，利用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理和材料的工藝特點(diǎn)，能夠提出在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工工藝及優(yōu)化等過程中的具體解決方案。能夠認(rèn)識到事物的不斷變化與發(fā)展，能夠掌握材料科學(xué)的基本原理特點(diǎn)并根據(jù)工程實(shí)際要求和設(shè)計需求，利用材料科學(xué)基礎(chǔ)的基本原理和材料的工藝特點(diǎn)，提出在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計與加