《電纜及光纜材料》教學(xué)大綱

《電纜及光纜材料》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程代碼：21140151課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（理論48學(xué)時(shí)）先修課程：電介質(zhì)化學(xué)、大學(xué)物理等后續(xù)課程：電力電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)適用專業(yè)：電纜工程開(kāi)課單位：電纜工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《電纜及光纜材料》是電纜工程專業(yè)本科學(xué)生的一門專業(yè)必修課。其任務(wù)主要是通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解在電纜制造過(guò)程中使用的各種材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本性能以及在電纜中的具體用途；使學(xué)生具備根據(jù)電纜工作的條件、性能、要求合理地選擇材料，以及進(jìn)行材料配合與改性的能力，為后續(xù)課程打下良好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際中問(wèn)題的能力，兼顧新材料、新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的人才。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握電纜材料的基本概念，熟悉金屬與高聚物的結(jié)構(gòu)性能及其聯(lián)系。課程目標(biāo)2：具備根據(jù)金屬高聚物的結(jié)構(gòu)，確定其性能特點(diǎn)的能力；掌握電纜常用的金屬高聚物結(jié)構(gòu)、物理性能特點(diǎn)及其用途的關(guān)系。課程目標(biāo)3：具備能夠根據(jù)電纜工作的條件，性能要求合理地選擇材料，以及進(jìn)行材料配合與改性的能力。具有精益求精的大國(guó)工匠精神和科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。具有良好的社會(huì)公德和職業(yè)道德、較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神；樹(shù)立正確的審美觀念和勞動(dòng)觀念。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電纜及光纜材料》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電纜工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.3能夠?qū)㈦娎|工程基礎(chǔ)知識(shí)用于分析智能制造相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題并提出解決方案。課程目標(biāo)1：掌握電纜材料的基本概念，熟悉金屬與高聚物的結(jié)構(gòu)性能及其聯(lián)系。H2.問(wèn)題分析2.2能夠根據(jù)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理分析電纜工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：具備根據(jù)金屬高聚物的結(jié)構(gòu)，確定其性能特點(diǎn)的能力；掌握電纜常用的金屬高聚物結(jié)構(gòu)、物理性能特點(diǎn)及其用途的關(guān)系。M6.工程與社會(huì)6.2能分析并正確評(píng)價(jià)針對(duì)電纜工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的工程實(shí)踐，尤其是新技術(shù)、新工藝、新材料、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。課程目標(biāo)3：具備能夠根據(jù)電纜工作的條件，性能要求合理地選擇材料，以及進(jìn)行材料配合與改性的能力。具有精益求精的大國(guó)工匠精神和科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。具有良好的社會(huì)公德和職業(yè)道德、較強(qiáng)的社會(huì)責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神；樹(shù)立正確的審美觀念和勞動(dòng)觀念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.金屬的結(jié)構(gòu)1.1固體金屬結(jié)構(gòu)1.2合金結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：熟練掌握金屬鍵理論；熟悉金屬及合金的結(jié)構(gòu)；熟悉晶體的缺陷重點(diǎn)：金屬鍵、晶體的缺陷難點(diǎn)：刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)31、22.金屬的性能2.1金屬的導(dǎo)電機(jī)理及影響因素2.2金屬的比熱、導(dǎo)熱以及熱膨脹的基本概念、導(dǎo)熱機(jī)理2.3金屬磁性的本質(zhì)及順磁性、抗磁性與鐵磁性機(jī)理2.4金屬的機(jī)械強(qiáng)度、塑性、彈性、耐沖擊、疲勞、蠕變、硬度的基本概念及影響因素分析2.5金屬的腐蝕原理與防腐蝕教學(xué)要求：掌握金屬材料各種性能；理解金屬材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力重點(diǎn)：金屬的導(dǎo)電機(jī)理、機(jī)械強(qiáng)度、塑性、電化學(xué)腐蝕原理難點(diǎn)：金屬的磁性、摩爾熱容71、23.電纜常用金屬材料3.1銅的基本結(jié)構(gòu)、性能和影響銅導(dǎo)電性因素分析；電纜常用銅合金的性能及應(yīng)用3.2鋁的基本結(jié)構(gòu)、性能和影響鋁導(dǎo)電性、耐腐蝕因素分析；電纜常用鋁合金的性能及應(yīng)用3.3銀、金、鉛、鎳、鋅、錫、鐵的基本性能及應(yīng)用教學(xué)要求：掌握銅、鋁的性能及影響其導(dǎo)電性因素；理解銅、鋁結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；了解超導(dǎo)電材料與銀、金、鉛、鎳、鋅、錫、鐵。理解電纜常用各種金屬的特點(diǎn)與用途關(guān)系，具有合理選擇材料的能力重點(diǎn)：銅、鋁的基本結(jié)構(gòu)、性能和影響其導(dǎo)電性因素難點(diǎn)：銅、鋁結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系31、2、34.高聚物結(jié)構(gòu)4.1高分子的結(jié)構(gòu)4.2高聚物固體的結(jié)構(gòu)4.3固體內(nèi)高分子的運(yùn)動(dòng)教學(xué)要求：熟悉高分子的結(jié)構(gòu)以及熟練掌握影響高分子鏈柔順性的因素；掌握高聚物固體的結(jié)構(gòu)；熟悉固體內(nèi)高分子的運(yùn)動(dòng)，掌握粘流態(tài)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)重點(diǎn)：高分子鏈的柔性與固體內(nèi)高分子的運(yùn)動(dòng)難點(diǎn)：固體內(nèi)高分子的運(yùn)動(dòng)51、25.高聚物的性能5.1電性能：介電性、導(dǎo)電性、耐電性5.2力學(xué)性能：拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、蠕變性、高彈性、粘彈性、耐磨性5.3耐熱、耐燃性：熱變形、熱氧化、燃燒性能5.4工藝性能：高聚物熔化與熔體流動(dòng)性能5.5老化性能：老化方式、機(jī)理、防止方法5.6化學(xué)性能：耐油、耐濕性教學(xué)要求：掌握高聚物各種性能；理解高聚物結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力重點(diǎn)：高聚物電性能、工藝性能、老化性能及其影響因素；高彈性、粘彈性的機(jī)理難點(diǎn)：高聚物結(jié)構(gòu)及性能關(guān)系的復(fù)雜性101、26.樹(shù)脂與塑料6.1聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、乙烯共聚物6.2聚氯乙烯6.3氟塑料6.4聚酯、聚酰胺、聚丙烯教學(xué)要求：掌握聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)與性能；了解氟塑料、乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚丙烯的結(jié)構(gòu)與性能；理解聚乙烯等各種塑料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；理解電纜常用各種塑料的特點(diǎn)與用途關(guān)系，具有合理選擇塑料與改性能力重點(diǎn)：聚氯乙烯、聚乙烯及交聯(lián)聚乙烯的性能及特點(diǎn)難點(diǎn)：塑料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系41、2、37.橡膠與橡皮7.1天然橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡膠、氟橡膠等橡膠的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用教學(xué)要求：熟悉各種橡膠結(jié)構(gòu)與性能；理解各種橡膠結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；理解電纜常用各種橡膠的特點(diǎn)與用途關(guān)系，具有選擇塑料與配合、改性能力重點(diǎn)：天然橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、氯化聚乙烯、硅橡膠的結(jié)構(gòu)與性能難點(diǎn)：橡膠結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系41、2、38.聚合物合金8.1聚合物合金基本理論8.2聚合物共混改性8.3熱塑性彈性體教學(xué)要求：掌握聚合物合金基本理論；熟悉聚合型與共混型熱塑性高聚物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能重點(diǎn)：熱塑性彈性體難點(diǎn)：聚合物相容性，動(dòng)態(tài)硫化41、2、39.復(fù)合材料9.1玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與性能9.2碳纖維的結(jié)構(gòu)與性能9.3芳綸纖維的結(jié)構(gòu)與性能9.4環(huán)氧樹(shù)脂與增韌劑的結(jié)構(gòu)與性能教學(xué)要求：了解各種纖維的結(jié)構(gòu)；熟悉各種纖維的性能；熟悉環(huán)氧樹(shù)脂與增韌劑的性能重點(diǎn)：各種纖維的性能特點(diǎn)難點(diǎn)：玻璃與碳纖維的結(jié)構(gòu)21、2、3氣體電介質(zhì)與液體電介質(zhì)10.1空氣與氮?dú)?、電?fù)性氣體10.2電纜油與浸漬劑教學(xué)要求：熟悉空氣與氮?dú)?、電?fù)性氣體電性能特點(diǎn)；熟悉電纜油與浸漬劑性能特點(diǎn)；掌握電纜油與浸漬劑的凈化方法重點(diǎn)：空氣、電纜油的性能特點(diǎn)難點(diǎn)：氣體擊穿機(jī)理21、2、3光纖光纜材料11.1光纖材料11.2光纜材料教學(xué)要求：熟悉無(wú)機(jī)玻璃性能特點(diǎn)；了解其他透明材料；了解光纜材料。重點(diǎn)：無(wú)機(jī)玻璃光纖難點(diǎn)：無(wú)機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)和光纖傳播光信號(hào)的機(jī)理41、2、3合計(jì)48五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。六、課程資源1.推薦教材郭紅霞.電線電纜材料:結(jié)構(gòu)·性能·應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2017.2.參考書(shū)（1）黃麗.高分子材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2017.（2）徐應(yīng)麟.電線電纜手冊(cè)（第3冊(cè)）（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2017.（3）巫松楨,謝大榮,陳壽田,俞丙莉.電氣絕緣材料科學(xué)與工程[M].西安：西安交大出版社,1996.（4）張書(shū)華,劉偉軍.\o"高性能電纜材料及其應(yīng)用技術(shù)"高性能電纜材料及其應(yīng)用技術(shù)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社,2015.3.期刊（1）電線電纜,上海電纜研究所.（2）中國(guó)材料進(jìn)展,中國(guó)材料研究學(xué)會(huì).（3）JournalofAppliedPolymerScience,WileyOnlineLibrary.（4）AdvancedMaterials,WileyOnlineLibrary.（5）AdvancedFunctionalMaterials,WileyOnlineLibrary.4.網(wǎng)絡(luò)資源（1）中國(guó)電線電纜網(wǎng)：/.（2）電纜論壇：/.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?64測(cè)驗(yàn)12（1）主要測(cè)試學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√√√444作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?44期末考核60（1）卷面成績(jī)100分，以卷面成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；（2）主要考核金屬、高聚物材料的基本概念和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；電纜與光纜常用材料的特點(diǎn)和用途，以及材料的選擇、分析與應(yīng)用；（3）考試題型為：選擇題、填空題、簡(jiǎn)述題、判斷題和分析計(jì)算題等?！獭獭?52510合計(jì)：100分393922八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、期末考核等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。考核基本要求：考核總成績(jī)由期末試卷成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末試卷成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)述題、綜合分析題等類型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能的試題分值不超過(guò)50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、測(cè)驗(yàn)、作業(yè)等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過(guò)程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確