《材料制備改性技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新》教學(xué)大綱

《材料制備改性技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03175012課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（實(shí)踐32學(xué)時(shí)）先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、電化學(xué)原理A后續(xù)課程：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等適用專(zhuān)業(yè)：新能源材料與器件開(kāi)課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《材料制備改性技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新》是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新課。本課程通過(guò)建立理論分析模塊、軟件分析模塊、材料改性模塊、材料性能分析模塊，以具體實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行授課，在資料查詢(xún)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)果分析及討論等方面對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)，提高學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。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：掌握材料改性原理，能夠合理地通過(guò)資料查詢(xún)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)果分析及討論等環(huán)節(jié)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)流程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。課程目標(biāo)2：通過(guò)進(jìn)行材料改性分析加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，通過(guò)分析報(bào)告可提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力和分析能力，通過(guò)分組討論可提高學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。課程目標(biāo)3：解決及分析材料改性問(wèn)題，能夠清晰表達(dá)自己的觀點(diǎn)，闡述問(wèn)題，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)立不怕困難、熱愛(ài)勞動(dòng)的觀念。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《材料制備改性技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)新能源材料與器件專(zhuān)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3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.1能夠設(shè)計(jì)針對(duì)新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的合理解決方案，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程。課程目標(biāo)1：掌握材料改性原理，能夠合理地通過(guò)資料查詢(xún)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)果分析及討論等環(huán)節(jié)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)流程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。課程目標(biāo)3：解決及分析材料改性問(wèn)題，能夠清晰表達(dá)自己的觀點(diǎn)，闡述問(wèn)題，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)立不怕困難、熱愛(ài)勞動(dòng)的觀念。H9.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)9.1具備良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，能夠理解團(tuán)隊(duì)不同角色的責(zé)任和作用，并能與其它學(xué)科成員協(xié)作互補(bǔ)。課程目標(biāo)2：通過(guò)進(jìn)行材料改性分析加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，通過(guò)分析報(bào)告可提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力和分析能力，通過(guò)分組討論可提高學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。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)分配實(shí)踐部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2實(shí)踐項(xiàng)目、實(shí)踐內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容和要求實(shí)踐學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)文獻(xiàn)檢索方法、閱讀及整理文獻(xiàn)檢索簡(jiǎn)介熱處理原理及應(yīng)用材料性能測(cè)試方法實(shí)踐內(nèi)容：了解選擇合適材料的方法，掌握制作標(biāo)準(zhǔn)試件的方法，了解預(yù)備熱處理的原理及方法、掌握材料組織及性能的測(cè)試方法。實(shí)踐要求：通過(guò)材料選材、試件制備、試件預(yù)備處理、材料性能測(cè)試等使學(xué)生對(duì)材料改性的初期準(zhǔn)備過(guò)程具有清晰的認(rèn)識(shí)，掌握材料制備與分析的原則、方法，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。21、2熱處理技術(shù)原理及特點(diǎn)熱處理影響因素分析熱處理實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容：掌握各控制參數(shù)對(duì)材料改性結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)合理的材料改性實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)踐要求：通過(guò)選擇改性方法使學(xué)生對(duì)不同材料的改性方法具有更深層次的認(rèn)識(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)把專(zhuān)業(yè)課中所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到具體實(shí)驗(yàn)應(yīng)用之中，通過(guò)具體實(shí)操設(shè)計(jì)可加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)合作能力。21、2DEFORM軟件基礎(chǔ)DEFORM軟件簡(jiǎn)介有限元分析方法簡(jiǎn)介有限元分析設(shè)計(jì)流程實(shí)踐內(nèi)容：了解有限元分析方法，了解有限元分析方法的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用，熟悉有限元分析的設(shè)計(jì)流程。實(shí)踐要求：通過(guò)具體實(shí)例使學(xué)生掌握DEFORM軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用，掌握有限元分析的步驟，了解有限元軟件各功能模塊的應(yīng)用。21、2、3DEFORM軟件應(yīng)用-鐓粗工藝鐓粗工藝設(shè)置流程熱成形分析步驟塑性成形建模方法分析實(shí)踐內(nèi)容：了解鐓粗過(guò)程的設(shè)置，掌握對(duì)稱(chēng)成形分析的簡(jiǎn)化設(shè)置，掌握對(duì)稱(chēng)邊界條件的設(shè)置，掌握物體間摩擦關(guān)系的定義，掌握熱成形分析的設(shè)置步驟，掌握熱分析的邊界條件的設(shè)置，掌握多工序成形分析的設(shè)置步驟。實(shí)踐要求：結(jié)合具體鐓粗工藝，使學(xué)生掌握DEFORM軟件在塑性成形方面的應(yīng)用，掌握塑性成形數(shù)值模擬的建模方法、分析步驟、后處理分析。41、2、3DEFORM軟件應(yīng)用-熱處理工藝齒輪模型建立齒輪熱處理數(shù)值分析齒輪熱處理分析步驟實(shí)踐內(nèi)容：針對(duì)齒輪進(jìn)行熱處理分析，掌握熱處理分析過(guò)程，相變轉(zhuǎn)換，熱處理介質(zhì)，冷卻方案。實(shí)踐要求：通過(guò)齒輪熱處理實(shí)例掌握零件熱處理分析的基本設(shè)置過(guò)程，掌握熱處理相變轉(zhuǎn)換的具體設(shè)置，掌握熱處理介質(zhì)方案的設(shè)置，掌握熱處理冷卻方案的設(shè)置。41、2典型零件熱處理工藝設(shè)計(jì)零件熱處理工藝分析零件熱處理工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容：針對(duì)典型零件設(shè)計(jì)合理的預(yù)備熱處理的方法，設(shè)計(jì)合理的熱處理工藝。實(shí)踐要求：通過(guò)試件繪制、試件熱處理設(shè)計(jì)等使學(xué)生加深材料的熱處理對(duì)材料性能測(cè)試的重要性，通過(guò)設(shè)計(jì)熱處理過(guò)程可增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題分析能力。41、2、3典型零件熱處理工藝仿真零件數(shù)值建模零件熱處理數(shù)值分析實(shí)踐內(nèi)容：掌握各控制參數(shù)對(duì)材料改性結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)合理的材料熱處理方案，并完成數(shù)值分析過(guò)程。實(shí)踐要求：通過(guò)選擇數(shù)值分析使學(xué)生對(duì)不同參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響具有更深層次的認(rèn)識(shí)，把專(zhuān)業(yè)課中所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到具體應(yīng)用之中，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)合作能力。41、2典型零件改性組織分析材料組織性能分析方法零件組織性能分析實(shí)踐內(nèi)容：掌握材料組織性能測(cè)試方法，分析改性前后材料組織性能的差異性，分析不同控制參數(shù)下組織材料性能的變化規(guī)律。實(shí)踐要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析報(bào)告可提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力和分析能力，通過(guò)分組討論可提高學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。41、2、3典型零件改性性能分析材料組織性能分析方法9.2零件組織性能分析實(shí)踐內(nèi)容：掌握材料物理性能測(cè)試方法，分析改性前后材料物理性能的差異性，分析不同控制參數(shù)下材料物理性能的變化規(guī)律。實(shí)踐要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析報(bào)告可提高學(xué)生的理論應(yīng)用能力和分析能力，通過(guò)分組討論可提高學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。41、2、310.項(xiàng)目總結(jié)實(shí)踐內(nèi)容：總結(jié)不同參數(shù)對(duì)熱處理結(jié)果的影響，分析改性前后材料組織性能、物理性能等的差異性，控制參數(shù)對(duì)材料改性組織及性能的影響規(guī)律等。實(shí)踐要求：通過(guò)總結(jié)匯報(bào)可以使學(xué)生在整體上加深對(duì)材料改性過(guò)程的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的匯總資料能力，總結(jié)成果的能力及表達(dá)能力。21、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段項(xiàng)目組擬進(jìn)行以工作過(guò)程知識(shí)和能力為核心的教學(xué)內(nèi)容，以典型情境教學(xué)為導(dǎo)向的教學(xué)方式，以線上線下教學(xué)方式為手段，以翻轉(zhuǎn)課堂為教學(xué)模式的材料制備與分析科技創(chuàng)新課程建設(shè)，本課程通過(guò)建立理論分析模塊、軟件分析模塊、材料改性模塊、材料性能分析模塊，以具體實(shí)例為基礎(chǔ)進(jìn)行授課，全面提高學(xué)生在認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從提高學(xué)生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。六、課程資源1.參考書(shū)：（1）胡建軍.DEFORM-3D塑性成形CAE應(yīng)用教程（第二版）[M].北京：北京大學(xué)出版社.2020.09.（2）張彥華.工程材料學(xué)（第二版）[M].北京：科學(xué)出版社，2019.09.（3）金榮植.金屬熱處理工藝方法700種[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.12.2.期刊：（1）王華明.金屬材料激光表面改性與高性能金屬零件激光快速成形技術(shù)研究進(jìn)展[J].航空學(xué)報(bào),2002,23(05):473-478.（2）雷姍.介入用金屬材料及其表面改性方法研究進(jìn)展[J].中國(guó)金屬通報(bào),2022(05):88-90.（3）李乃擁.改性6061鋁合金半固態(tài)漿料的蛇形通道制備和流變壓鑄[D].北京科技大學(xué),2023.DOI:10.26945/ki.gbjku.2023.000099.（4）JingHuang.Functionalizationofcovalentorganicframeworksbymetalmodification:Construction,propertiesandapplications[J].ChemicalEngineeringJournal2021,404:127136.（5）YanWang.Lightmetalmodificationandcompositepreparationbyanewsolid-stateprocessingprocess:Rotationalfrictionextrusion[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,2022,21:4886-4892.3.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）金屬材料學(xué)：江蘇大學(xué)國(guó)家精品課./course/UJS-1001752262（2）材料制備與加工：中國(guó)大學(xué)MOOC./course/FZU-1205890825（3）現(xiàn)代表面技術(shù)：中國(guó)大學(xué)MOOC./course/CHD-1206694814?from=searchPage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。（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)。√√√844實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)12（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分；（2）以實(shí)驗(yàn)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)?！?8分析報(bào)告12（1）主要考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力；（2）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?36項(xiàng)目總結(jié)60（1）根據(jù)總結(jié)報(bào)告制作PPT匯報(bào)及答辯情況進(jìn)行考核；（2）根據(jù)撰寫(xiě)的項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告進(jìn)行考核?！獭獭?51510合計(jì)：100分503020八、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)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析報(bào)告、項(xiàng)目總結(jié)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告和和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中總結(jié)報(bào)告為100分（權(quán)重60%），課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析報(bào)告等過(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)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，不參與教學(xué)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30能夠正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能夠熟練掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳實(shí)、結(jié)論清晰、討論合理。能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能夠掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)協(xié)作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確、討論適當(dāng)?；灸軌蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，基本能夠掌握方法