《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名材料科學(xué)基礎(chǔ)課程英文名FundamentalsofMaterialsScience雙語授課□是否課程代碼21112013課程學(xué)分5總學(xué)時數(shù)80（含勞動教育2）課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學(xué)考核方式閉卷□開卷課程論文□課程作品□匯報展示□報告課堂表現(xiàn)階段性測試平時作業(yè)其他（可多選）開課學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院開課系(教研室)材料科學(xué)與工程系面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程專業(yè)開課學(xué)期第三學(xué)期先修課程化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)、材料工程導(dǎo)論后續(xù)課程材料工程基礎(chǔ)選用教材1.趙杰.材料科學(xué)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京:高等教育出版社,2021.參考書目胡賡祥等.材料科學(xué)基礎(chǔ)(第三版)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社,2009.石德珂.材料科學(xué)基礎(chǔ)(第二版)[M].機械工業(yè)出版社,2003.崔忠圻、覃耀春.金屬學(xué)與熱處理(第二版)[M].機械工業(yè)出版社,2007.課程資源/course/DLUT-1001944005/course/DLUT08041001569/16906097課程簡介材料科學(xué)是探究材料結(jié)構(gòu)、制備、性能和使役行為之間關(guān)系和變化規(guī)律的一門應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》是材料類各專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。此課程是依托專業(yè)教育開展勞動教育的課程。該課程系統(tǒng)、全面地介紹材料基礎(chǔ)理論知識，諸如材料的結(jié)合鍵、材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)缺陷、材料的相結(jié)構(gòu)與相圖、材料的凝固、材料中的擴散、材料的塑性變形與強化等，使學(xué)生系統(tǒng)掌握材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律。通過本課程相關(guān)基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生將具有分析、解決材料科學(xué)與工程專業(yè)復(fù)雜工程問題的基本能力，并為后續(xù)專業(yè)課的繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1能夠闡述和靈活運用材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識，包括晶體學(xué)基礎(chǔ)、形變及強化基礎(chǔ)、相圖及相變基礎(chǔ)等，能夠陳述材料及相關(guān)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的相關(guān)基礎(chǔ)知識?！井厴I(yè)要求1工程知識】課程目標2能夠概述材料組織結(jié)構(gòu)-成分-工藝-性能相互關(guān)系的基本規(guī)律和基本理論，能夠闡述新材料設(shè)計和制備-結(jié)構(gòu)性能分析-新材料技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等領(lǐng)域基本原理和知識，能夠認清面臨的工程問題，概括影響新材料制備和工藝的影響因素，設(shè)計/開發(fā)解決方案?！井厴I(yè)要求3設(shè)計/開發(fā)解決方案】課程目標3能夠運用材料組織結(jié)構(gòu)-成分-工藝-性能相互關(guān)系的基本規(guī)律和基本理論來進行研究，選擇研究路線和設(shè)計實驗方案?！井厴I(yè)要求4研究】課程目標4能夠具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識和能力，具有正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，具有精益求精的大國工匠精神，具有專業(yè)勞動能力與素養(yǎng)，能夠應(yīng)對新材料技術(shù)、創(chuàng)新前沿和技術(shù)瓶頸等問題帶來的挑戰(zhàn)?！井厴I(yè)要求12終身學(xué)習(xí)】表2課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：工程知識【H】1.1掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識，并能夠理解智能材料、光電材料等功能復(fù)合材料及其相關(guān)領(lǐng)域的基本原理及應(yīng)用背景。課程目標1畢業(yè)要求3：設(shè)計/開發(fā)解決方案【M】3.1掌握功能復(fù)合材料中新材料設(shè)計和制備-結(jié)構(gòu)性能分析-新材料技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等領(lǐng)域基本原理和知識，能夠認清該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的復(fù)雜工程問題，了解影響新材料制備和工藝的各種影響因素。課程目標2畢業(yè)要求4：研究【H】4.2能夠通過對新材料成分、結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系，選擇研究路線和設(shè)計實驗方案。課程目標3畢業(yè)要求12：終身學(xué)習(xí)【M】12.3能夠應(yīng)對新材料技術(shù)、創(chuàng)新前沿和技術(shù)瓶頸等問題帶來的挑戰(zhàn)。課程目標4三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法表3課程目標、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標學(xué)習(xí)重點難點教學(xué)方法學(xué)時1晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵1.預(yù)習(xí)：教材及課件2.線上學(xué)習(xí)：原子結(jié)構(gòu)及結(jié)合鍵3.拓展閱讀：金剛石、石墨、干冰、二氧化硅等典型晶體的結(jié)構(gòu)，學(xué)科前沿相關(guān)文獻4.課后作業(yè)1、2、3、4重點：1.原子間的鍵合2.晶向指數(shù)和晶面指數(shù)3.三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)難點：1.晶向指數(shù)和晶面指數(shù)自主學(xué)習(xí)法：主要針對第1節(jié)課堂講授法：主要針對第2、3節(jié)案例教學(xué)法：主要針對第3節(jié)視頻學(xué)習(xí)法：主要針對第3節(jié)142.晶體學(xué)基礎(chǔ)1、43.三種典型的晶體結(jié)構(gòu)1、2、3、42晶體缺陷1.點缺陷1.預(yù)習(xí)：教材及課件2.線上學(xué)習(xí)：點缺陷3.拓展閱讀：缺陷與性能之間的關(guān)系，學(xué)科前沿相關(guān)文獻4.課后作業(yè)1、2、3、4重點：1.點缺陷的形成與運動2.位錯的類型及伯氏矢量3.外表面與晶界難點：1.位錯的類型2.實際晶體中的位錯自主學(xué)習(xí)法：主要針對第1節(jié)課堂講授法：主要針對2、3節(jié)案例教學(xué)法：主要針對第2節(jié)視頻學(xué)習(xí)法：主要針對第2節(jié)122.位錯1、2、3、43.表面及界面1、2、3、43形變與再結(jié)晶1.彈性和黏彈性1.預(yù)習(xí)：教材及課件2.線上學(xué)習(xí)：彈性和黏彈性3.拓展閱讀：塑性加工方法，學(xué)科前沿相關(guān)文獻4.課后作業(yè)1、4重點：1.彈性變形的本質(zhì)2.滑移與孿生3.塑性變形4.回復(fù)階段性能與組織變化5.熱加工對組織性能的影響難點：1.單晶體、多晶體、合金的塑性變形自主學(xué)習(xí)法：主要針對第1節(jié)課堂講授法：主要針對2、3、4節(jié)案例教學(xué)法：主要針對第2、3節(jié)，強調(diào)勞動教育的理論基礎(chǔ)視頻學(xué)習(xí)法：主要針對第2節(jié)8（含勞動教育2學(xué)時）2.晶體的塑性變形1、2、3、43.回復(fù)和再結(jié)晶1、2、3、44.熱變形與動態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶1、2、3、44擴散1.擴散定律及其應(yīng)用1.預(yù)習(xí)：教材及課件2.線上學(xué)習(xí)：影響擴散的因素3.拓展閱讀：擴散定律的實際應(yīng)用，學(xué)科前沿相關(guān)文獻4.課后作業(yè)1、2、3、4重點：1.擴散現(xiàn)象及其本質(zhì)2.擴散第二定律的實際應(yīng)用舉例3.影響擴散的因素與擴散驅(qū)動力難點：1.擴散方程的解自主學(xué)習(xí)法：主要針對第3節(jié)課堂講授法：主要針對第1、2節(jié)案例教學(xué)法：主要針對第1節(jié)視頻學(xué)習(xí)法：主要針對第2節(jié)82.擴散機制1、2、3、43.影響擴散的因素1、2、3、45合金與相圖1.單組元相圖及純晶體凝固1.預(yù)習(xí)：教材及課件2.線上學(xué)習(xí)：單組元相圖及純晶體凝固3.拓展閱讀：復(fù)雜相圖，學(xué)科前沿相關(guān)文獻4.小組討論：均勻形核必需具備的條件有哪些5.課后作業(yè)1、2、3、4重點：1.相平衡條件和相律2.晶核的形成與長大3.杠桿定律與結(jié)晶過程分析4.鐵碳相圖分析難點：1.凝固的熱力學(xué)條件2.復(fù)雜相圖分析自主學(xué)習(xí)法：主要針對第1節(jié)課堂講授法：主要針對第2節(jié)案例教學(xué)法：主要針對第2節(jié)小組討論：主要針對第1節(jié)222.二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1、2、3、4四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵150%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)期中考試期末考試2.晶體學(xué)基礎(chǔ)13.幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)14.點缺陷25.位錯26.表面及界面27.彈性和黏彈性38.晶體的塑性變形39.回復(fù)和再結(jié)晶310.熱變形與動態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶311.擴散定律及其應(yīng)用412.擴散機制413.影響擴散的因素414.單組元相圖及純晶體凝固515.二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶5課程目標21.能夠概述材料組織結(jié)構(gòu)-成分-工藝-性能相互關(guān)系的基本規(guī)律和基本理論1-515%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)課程論文期末考試2.能夠闡述新材料設(shè)計和制備-結(jié)構(gòu)性能分析-新材料技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等領(lǐng)域基本原理和知識1-53.能夠認清面臨的工程問題，概括影響新材料制備和工藝的影響因素，設(shè)計/開發(fā)解決方案2-5課程目標3能夠運用材料組織結(jié)構(gòu)-成分-工藝-性能相互關(guān)系的基本規(guī)律和基本理論來進行研究，選擇研究路線和設(shè)計實驗方案1-525%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)期中考試期末考試課程目標41.能夠具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識和能力，具有正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，1-510%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)課程論文2.具有精益求精的大國工匠精神，具有專業(yè)勞動能力與素養(yǎng)33.能夠應(yīng)對新材料技術(shù)、創(chuàng)新前沿和技術(shù)瓶頸等問題帶來的挑戰(zhàn)1-5表4-2課程目標與考核方式矩陣關(guān)系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例60%期中考試成績比例10%課堂表現(xiàn)成績比例9%課后作業(yè)成績比例9%課程論文成績比例12%課程目標165%80%20%20%0%50%課程目標25%0%20%10%80%15%課程目標330%20%30%20%0%25%課程目標40%0%30%50%20%10%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（30%）：通過學(xué)生在課堂上闡明知識的情況及相關(guān)能力水平進行評價。包括課堂發(fā)言、討論、提問、回答問題、練習(xí)等。（2）課后作業(yè)（30%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標進行作業(yè)的設(shè)計。如讓學(xué)生簡述對知識的認識，考核學(xué)生對于概念的理解情況，幫助學(xué)生將定義轉(zhuǎn)化為自己的理解，主要考核學(xué)生綜合運用知識的能力。（3）課程論文（40%）：學(xué)生收集資料能力，展示與匯報能力，研究設(shè)計能力，解決實際問題能力和合作研究能力，同時考察學(xué)生的知識掌握情況、自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度與終身學(xué)習(xí)意識，以及表現(xiàn)出的思想素質(zhì)、世界觀與人生價值觀等。2.期中成績評定期中考核主要考察在教學(xué)中期學(xué)生對所學(xué)基本概念、原理和具體方法的理解與運用等。方式為閉卷考試。要求學(xué)生掌握基本概念、原理，運用具體方法解決相關(guān)問題。3.期末成績評定期末考核主要考察在課程完全結(jié)束后學(xué)生對所學(xué)基本概念、原理和具體方法的理解與運用等。方式為閉卷考試。要求學(xué)生掌握基本概念、原理，運用具體方法解決相關(guān)問題。4.總成績評定總成績應(yīng)由平時考核成績、期中考核成績和期末考核成績構(gòu)成?？偝煽儯?00%）=平時成績（30%）+期中成績（10%）+期末成績（60%）。（三）評分標準本課程試卷考核項目（期中及期末考核）以試卷參考答案及評分細則為準。本課程非試卷考核項目評分標準如表5。表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)（1）課堂紙練習(xí)、回答問題正確，且能進行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點有部分錯誤，或邏輯不嚴密（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴密（50%）。如出現(xiàn)錯誤價值觀、反黨反社會言論，記為0課后作業(yè)（1）答案正確率超過90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。未提交作業(yè)記0分。課程論文（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出很強的問題意識。（2）論證過程嚴謹，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當(dāng)?shù)恼f服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴密，連貫一致。（4）語言表達準確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語規(guī)范。（5）論文符合學(xué)術(shù)規(guī)范。（1）論文選題恰當(dāng)合理，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出較強的問題意識。（2）論證過程較為嚴謹，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴密，連貫一致。（4）語言表達較為準確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，無明顯錯誤。（1）論文選題較為合理，具有一定的研究價值和意義，表現(xiàn)出一定的問題意識。（2）論證過程具有一定的嚴謹性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴密。（4）語言表達較為準確，敘述較為清楚，所使用的教育專業(yè)術(shù)語較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯誤。（1）論文主題具有一定的研究價值和意義，但選題凝練不夠，問題意識欠佳。（2）論證過程較為合理但不太嚴謹，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的