《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱（新能源材料與器件專業(yè)）

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名材料科學(xué)基礎(chǔ)課程英文名FundamentalofMaterialsScience雙語(yǔ)授課□是否課程代碼21112013課程學(xué)分4總學(xué)時(shí)數(shù)64課程類別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實(shí)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(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式閉卷□開(kāi)卷□課程論文□課程作品□匯報(bào)展示□報(bào)告課堂表現(xiàn)階段性測(cè)試平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開(kāi)課學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)課系(教研室)新能源材料與器件面向?qū)I(yè)新能源材料與器件開(kāi)課學(xué)期第4學(xué)期先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)后續(xù)課程材料物理性能、半導(dǎo)體物理與器件、材料表內(nèi)與界面、燃料電池基礎(chǔ)選用教材1.胡賡祥等編著.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》（第3版）[M].上海交通大學(xué)出版社,2009.參考書目1.崔忠圻、覃耀春主編.金屬學(xué)與熱處理(第2版)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007.2.石德珂.材料科學(xué)基礎(chǔ)(第2版)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2003.課程資源中國(guó)大學(xué)MOOC等智慧網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)課程簡(jiǎn)介材料科學(xué)基礎(chǔ)課程是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課，旨在建立學(xué)生對(duì)材料科學(xué)與工程的初步認(rèn)知，為后續(xù)專業(yè)課程提供基礎(chǔ)知識(shí)。該課程涵蓋了材料科學(xué)領(lǐng)域的基本概念、性質(zhì)與特性、材料加工和應(yīng)用等內(nèi)容。通過(guò)學(xué)習(xí)本門課程，學(xué)生應(yīng)建立對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)知，了解不同類型材料的基本特性和應(yīng)用領(lǐng)域；掌握材料的結(jié)構(gòu)與微觀組織關(guān)系，能夠分析材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀性能的影響；熟悉常見(jiàn)的材料強(qiáng)化方法，了解加工和熱處理工藝對(duì)材料性能的影響和調(diào)控；能夠運(yùn)用所學(xué)相圖知識(shí)分析材料凝固過(guò)程及室溫性能。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1學(xué)生能夠闡述和靈活運(yùn)用材料科學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，運(yùn)用擴(kuò)散、相圖等知識(shí)分析微觀組織與材料性能及之間的關(guān)系，運(yùn)用晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)分析微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，運(yùn)用形變的相關(guān)理論知識(shí)分析材料加工性能課程目標(biāo)2學(xué)生具備較強(qiáng)的概括能力、邏輯推理能力和獨(dú)立思考能力；能闡述材料科學(xué)的基本思想和方法，即結(jié)構(gòu)、性能、加工及制備之間的關(guān)聯(lián)性，并能夠運(yùn)用這種關(guān)聯(lián)性分析和解決材料工程中的相關(guān)實(shí)際問(wèn)題。課程目標(biāo)3學(xué)生能夠針對(duì)具體對(duì)象，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以研究材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相與材料制備及性能之間的關(guān)系。課程目標(biāo)4學(xué)生能夠通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)，分析工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案；具有高度的社會(huì)責(zé)任感、愛(ài)國(guó)主義情懷、辨證唯物主義的科學(xué)世界觀和正確的人生價(jià)值觀。表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識(shí)：具有從事新能源材料與器件專業(yè)相關(guān)工作所需要的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)，并能夠?qū)⑵溆糜诮鉀Q新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題?！綡】1.3：針對(duì)復(fù)雜的新能源材料與器件工程問(wèn)題，運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行分析和推演，掌握工程問(wèn)題的主要機(jī)理和關(guān)鍵指標(biāo)?！綡】課程目標(biāo)1畢業(yè)要求2：?jiǎn)栴}分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論?！綧】2.2：針對(duì)儲(chǔ)能和能量轉(zhuǎn)換材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及器件的復(fù)雜工程問(wèn)題，能夠應(yīng)用用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，結(jié)合相關(guān)工具及模型方法簡(jiǎn)化和分解復(fù)雜工程問(wèn)題，并正確的闡釋和表達(dá)?！綧】課程目標(biāo)2畢業(yè)要求3：設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足新能源材料與器件產(chǎn)品及工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)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?！綡】3.1：在新能源材料與器件的工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，系統(tǒng)掌握儲(chǔ)能和能量轉(zhuǎn)換材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及器件的設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，認(rèn)清該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的復(fù)雜工程問(wèn)題，了解影響儲(chǔ)能和能量轉(zhuǎn)換材料和器件制備和性能的各種影響因素?！綡】課程目標(biāo)3畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論?！綡】4.1：在儲(chǔ)能和能量轉(zhuǎn)換材料的組成、結(jié)構(gòu)、物相、性能以及器件設(shè)計(jì)和制備等方面，能夠熟練掌握關(guān)鍵科學(xué)知識(shí)和儀器使用方法，通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，分析工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案?！綡】課程目標(biāo)4三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)1晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵1.拓展閱讀晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)2.線上學(xué)習(xí)觀看晶體結(jié)構(gòu)的視頻課程目標(biāo)1、2重點(diǎn)：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(diǎn)：4.高分子鏈的近/遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)1.課堂講授2.作業(yè)指導(dǎo)3.線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)122.晶體學(xué)基礎(chǔ)3.幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)4.陶瓷和高分子材料的結(jié)構(gòu)特征2晶體缺陷1.點(diǎn)缺陷1.拓展閱讀晶體缺陷結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)2.線上學(xué)習(xí)觀看晶體結(jié)構(gòu)缺陷的視頻課程目標(biāo)1、2重點(diǎn)：1.點(diǎn)缺陷的形成與運(yùn)動(dòng)2.位錯(cuò)的類型及伯氏矢量難點(diǎn)：3.外表面與晶界1.課堂講授2.線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)82.位錯(cuò)3.表面及界面3形變與再結(jié)晶1.彈性和黏彈性1.線上學(xué)習(xí)觀看晶體材料回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程視頻課程目標(biāo)1-4重點(diǎn)：1.彈性變形的本質(zhì)2.滑移與孿生難點(diǎn)：3.多晶體的塑性變形4.回復(fù)階段性能與組織變化5.熱加工對(duì)組織性能的影響1.課堂講授2.線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)82.晶體的塑性變形3.回復(fù)和再結(jié)晶4.熱變形與動(dòng)態(tài)回復(fù)、再結(jié)晶4擴(kuò)散1.擴(kuò)散定律及其應(yīng)用1.拓展閱讀和了解擴(kuò)散定律的應(yīng)用實(shí)例課程目標(biāo)1-4重點(diǎn)：1.擴(kuò)散現(xiàn)象及其本質(zhì)2.影響擴(kuò)散的因素與擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力3.分子的運(yùn)動(dòng)方式及影響因素難點(diǎn)：4.擴(kuò)散第二定律的實(shí)際應(yīng)用舉例1.課堂講授2.作業(yè)指導(dǎo)3.線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)102.擴(kuò)散機(jī)制3.影響擴(kuò)散的因素4.高分子的分子運(yùn)動(dòng)5合金與相圖1.相律及純晶體凝固1.拓展閱讀和了解各種合金相圖，自主學(xué)習(xí)運(yùn)用相圖知識(shí)分析材料性能問(wèn)題課程目標(biāo)1-4重點(diǎn)：1.相平衡條件和相律2.晶核的形成與長(zhǎng)大3.杠桿定律與結(jié)晶過(guò)程分析難點(diǎn)：4.鐵碳相圖分析1.課堂講授2.作業(yè)指導(dǎo)3.線上學(xué)習(xí)指導(dǎo)182.二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵、晶體學(xué)基礎(chǔ)、典型晶體結(jié)構(gòu)、陶瓷及高分子材料結(jié)構(gòu)162%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)階段性考試自主學(xué)習(xí)期末考試2.點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、表界面23.變形、回復(fù)與再結(jié)晶34.擴(kuò)散機(jī)制、高分子的分子運(yùn)動(dòng)45.相律及純晶體凝固、二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶5課程目標(biāo)21.原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵、晶體學(xué)基礎(chǔ)、典型晶體結(jié)構(gòu)、陶瓷及高分子材料結(jié)構(gòu)17%課堂表現(xiàn)期末考試2.點(diǎn)缺陷、位錯(cuò)、表界面23.變形、回復(fù)與再結(jié)晶34.擴(kuò)散機(jī)制、高分子的分子運(yùn)動(dòng)45.相律及純晶體凝固、二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶5課程目標(biāo)31．二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶320%課堂表現(xiàn)期末考試自主學(xué)習(xí)素質(zhì)考核2.擴(kuò)散定律及其應(yīng)用、影響擴(kuò)散的因素43.塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶5課程目標(biāo)41．二元合金相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶311%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)階段性考試素質(zhì)考核2.擴(kuò)散定律及其應(yīng)用、影響擴(kuò)散的因素43.塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶5表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績(jī)比例60%課堂表現(xiàn)成績(jī)比例10%課后作業(yè)成績(jī)比例8%階段性考試成績(jī)比例10%自主學(xué)習(xí)成績(jī)比例8%素質(zhì)考核成績(jī)比例4%課程目標(biāo)170%50%50%70%50%062%課程目標(biāo)210%10%00007%課程目標(biāo)320%20%0%050%50%20%課程目標(biāo)4020%50%30%0%50%11%（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定（1）課堂表現(xiàn)（25%）：通過(guò)學(xué)生在課堂上闡明知識(shí)的情況及相關(guān)能力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。包括課堂發(fā)言、討論、提問(wèn)、回答問(wèn)題、練習(xí)等。（2）課后作業(yè)（20%）：線下章節(jié)作業(yè)，主要考核學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。（3）階段性考試（25%）：在學(xué)期中，以閉卷的方式，考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)、領(lǐng)會(huì)情況和綜合運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（4）自主學(xué)習(xí)（20%）：推送的課程資源學(xué)習(xí)情況，主要考察學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度與終身學(xué)習(xí)意識(shí)，以及在討論中表現(xiàn)出的思想素質(zhì)、世界觀與人生價(jià)值觀等。（5）素質(zhì)考核（10%）：主要包括學(xué)生在言行中表現(xiàn)出的家國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任、學(xué)科專業(yè)意識(shí)、世界觀與人生價(jià)值觀、學(xué)習(xí)紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)精神、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力水平與終身學(xué)習(xí)意識(shí)。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定期末考試以閉卷的方式進(jìn)行。試題類型包括選擇、填空、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、分析與計(jì)算題共五種題型。期末考試主要考察學(xué)生對(duì)基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和具體方法的融會(huì)與運(yùn)用情況，并能夠綜合運(yùn)用這些知識(shí)分析解決材料工程相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。3.總成績(jī)?cè)u(píng)定課程期末總成績(jī)由平時(shí)考核成績(jī)和期末考核成績(jī)構(gòu)成。期末總成績(jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)×（40%）+期末成績(jī)×（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)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(wèn)題正確，且能進(jìn)行解釋（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，問(wèn)題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，但問(wèn)題無(wú)深度或無(wú)創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀點(diǎn)基本正確，但問(wèn)題無(wú)深度、無(wú)創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題錯(cuò)誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀點(diǎn)有部分錯(cuò)誤，或邏輯不嚴(yán)密（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題錯(cuò)誤率超過(guò)50%，且不能解（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀點(diǎn)錯(cuò)誤，思路不清晰，邏輯不嚴(yán)密（50%）。如出現(xiàn)錯(cuò)誤價(jià)值觀、反黨反社會(huì)言論，記為0課后作業(yè)（1）答案正確率超過(guò)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(wú)抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無(wú)抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無(wú)抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無(wú)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(gè)作業(yè)完成方法、思路無(wú)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分自主學(xué)習(xí)（1）按時(shí)學(xué)完推送資源的自主學(xué)習(xí)（60%）。（2）能夠就自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論或課堂討論，觀點(diǎn)正確，問(wèn)題有深度、有創(chuàng)新（40%）。（1）學(xué)完推送資源80-89%（60%）。（2）能夠就自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論或課堂討論，觀點(diǎn)正確，但問(wèn)題深度、創(chuàng)新性不夠（40%）。（1）學(xué)完推送資源70-79%（60%）。（2）能夠就自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論或課堂討論，觀點(diǎn)基本正確，但問(wèn)題深度、創(chuàng)新性不夠（40%）。（1）學(xué)完推送資源60-69%（60%）。（2）能夠就自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論或課堂討論，但觀點(diǎn)部分不正確，或存在明顯復(fù)制現(xiàn)象（40%）。（1）學(xué)完推送資源不足60%（60%）。（2）無(wú)法就自學(xué)內(nèi)容進(jìn)行小組討論或課堂討論，存在明顯復(fù)制現(xiàn)象（40%）。素質(zhì)考核（1）學(xué)習(xí)態(tài)度端正，能按時(shí)完成課前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)習(xí)興趣濃厚，經(jīng)常問(wèn)問(wèn)題；遵守紀(jì)律，課堂發(fā)言積極（20%）。（2）熱愛(ài)科學(xué)，有刻苦鉆研的科學(xué)精神（20%）（3）討論發(fā)言世界觀、價(jià)值觀正確（30%）。（4）有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷（30%）。（1）學(xué)習(xí)態(tài)度較端正，大部分時(shí)間能按時(shí)完成課前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)任務(wù)；有學(xué)習(xí)興趣，有時(shí)會(huì)問(wèn)問(wèn)題；課堂上有主動(dòng)發(fā)言；遵守紀(jì)律（20%）。（2）熱愛(ài)科學(xué)，有一定刻苦鉆研的科學(xué)精神（20%）。（3）討論發(fā)言世界觀、價(jià)值觀正確（30%）。（4）有社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷（30%）。（1）學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，經(jīng)常不按時(shí)完成課前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)習(xí)興趣不夠濃厚，很少問(wèn)問(wèn)題；課堂上從不發(fā)言；遵守紀(jì)律（20%）。（2）不夠熱愛(ài)科學(xué)，缺乏艱苦奮斗精神（20%）（3）討論發(fā)言世界觀、價(jià)值觀正確（30%）。（4）有一定的社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷（30%）。（1）學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，一半以上的時(shí)間不按時(shí)完成課前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)任務(wù)；基本沒(méi)有學(xué)習(xí)興趣，從不問(wèn)問(wèn)題；課堂上從不發(fā)言；不太遵守紀(jì)律（20%）。（2）不熱愛(ài)科學(xué)，沒(méi)有刻苦鉆研的科學(xué)精神（20%）（3）討論發(fā)言世界觀、價(jià)值觀基