《環(huán)境工程材料》教學(xué)大綱

《環(huán)境工程材料》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03158401課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：理論32學(xué)時先修課程：無機(jī)化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、水污染控制工程、大氣污染控制工程等后續(xù)課程：畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明本課程是環(huán)境工程專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)選修課。其任務(wù)主要是學(xué)習(xí)環(huán)境材料的內(nèi)涵與外延、環(huán)境材料的研究方法、研究進(jìn)展以及材料結(jié)構(gòu)與性能；環(huán)境材料協(xié)調(diào)評價理論與材料的設(shè)計與加工；并對目前開展較為成熟的環(huán)保功能材料進(jìn)行了介紹。通過此課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠認(rèn)識到從源頭預(yù)防污染與提高資源、能源等利用的意義，同時了解各種環(huán)境材料的分類、環(huán)境影響評價方法，并掌握資源效率理論和材料的生態(tài)設(shè)計，以切實(shí)提高分析解決經(jīng)濟(jì)開展過程中所出現(xiàn)的資源、環(huán)境問題的能力。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：熟悉環(huán)境材料的研究意義和材料對各種不同環(huán)境體系的影響，掌握環(huán)境影響的評價技術(shù)和材料的資源化理論。同時，在學(xué)習(xí)過程中引入思政元素，教育引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。課程目標(biāo)2：掌握材料的生態(tài)設(shè)計、掌握材料的友好加工及制備；了解各種環(huán)境治理材料及廢棄物的相關(guān)回收利用技術(shù)；了解熟悉具體幾種相關(guān)環(huán)境工程材料。具有良好團(tuán)隊(duì)合作精神和有效地溝通與表達(dá)能力，適應(yīng)獨(dú)立和團(tuán)隊(duì)的工作環(huán)境。課程目標(biāo)3：對于材料與產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計、傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化改造、天然資源及可再生資源的高效利用以及典型的環(huán)境治理材料有深刻的了解和認(rèn)識。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《環(huán)境工程材料》課程教學(xué)目標(biāo)對環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表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2.問題分析2.1能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，識別和判斷材料專業(yè)相關(guān)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)。課程目標(biāo)1：熟悉環(huán)境材料的研究意義和材料對各種不同環(huán)境體系的影響，掌握環(huán)境影響的評價技術(shù)和材料的資源化理論。同時，在學(xué)習(xí)過程中引入思政元素，教育引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。M3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1能夠設(shè)計針對材料科學(xué)與工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的合理解決方案，設(shè)計滿足國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程。課程目標(biāo)2：掌握材料的生態(tài)設(shè)計、掌握材料的友好加工及制備；了解各種環(huán)境治理材料及廢棄物的相關(guān)回收利用技術(shù)；了解熟悉具體幾種相關(guān)環(huán)境工程材料。具有良好團(tuán)隊(duì)合作精神和有效地溝通與表達(dá)能力，適應(yīng)獨(dú)立和團(tuán)隊(duì)的工作環(huán)境。M4.研究4.1能夠?qū)Σ牧峡茖W(xué)與工程相關(guān)的各類材料性能、物理和化學(xué)現(xiàn)象等進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。課程目標(biāo)3：對于材料與產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計、傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化改造、天然資源及可再生資源的高效利用以及典型的環(huán)境治理材料有深刻的了解和認(rèn)識。H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)時分配1.理論部分本課程的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.材料科學(xué)概述1.1環(huán)境材料的起源和定義；1.2環(huán)境材料的研究意義；1.3環(huán)境材料的研究內(nèi)容。教學(xué)要求：全面了解課程的起源和定義、研究意義、研究內(nèi)容。重點(diǎn):環(huán)境材料的應(yīng)用研究。難點(diǎn):環(huán)境材料的應(yīng)用研究。21、22.材料對環(huán)境的影響2.1材料在國民經(jīng)濟(jì)中的租用2.2材料與資源和環(huán)境的關(guān)系2.3材料加工和使用過程中的資源和能源消耗教學(xué)要求：了解材料對環(huán)境的影響。重點(diǎn)：材料加工和使用過程中的資源和能源消耗。難點(diǎn)：材料加工和使用過程中的能源消耗。41、23.材料環(huán)境影響評價技術(shù)3.1常見的環(huán)境指標(biāo)及其表達(dá)方法3.2材料的環(huán)境影響評價方法及標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求：了解環(huán)境影響評價技術(shù)的原理及模型，及實(shí)際應(yīng)用。重點(diǎn)：LCA的技術(shù)框架及評價過程、評價模型。難點(diǎn)：LCA的技術(shù)框架及評價模型。61、2、34.材料的資源效率理論及生態(tài)設(shè)計4.1材料的資源效率4.2材料流分析4.3材料的生態(tài)設(shè)計4.4生態(tài)設(shè)計案例：家居設(shè)計、家電行業(yè)的生態(tài)設(shè)計教學(xué)要求：掌握了解材料的資源效率理論、原則及要素，并掌握材料的生態(tài)設(shè)計，并能夠根據(jù)實(shí)際生活設(shè)計出案例。。重點(diǎn)：材料流分析的研究框架及主要指標(biāo)。難點(diǎn)：材料流分析61、2、35.環(huán)境治理材料5.1大氣污染控制材料5.2水污染控制材料5.3其他污染控制材料5.4低濃度二氧化硫煙氣凈化5.5含氮氧化物的廢氣凈化5.6新材料的科學(xué)與技術(shù)在污水治理中的應(yīng)用教學(xué)要求：了解各種環(huán)境體系中的材料類型及其相關(guān)應(yīng)用、特點(diǎn)。重點(diǎn)：大氣污染控制材料及相關(guān)技術(shù)。難點(diǎn)：低濃度二氧化硫煙氣凈化、含氮氧化物的廢氣凈化。81、26.各種元素被回收利用現(xiàn)代化技術(shù)6.1固體廢棄物及資源化6.2幾種主要固體廢棄物資源化利用6.3報廢汽車資源化技術(shù)發(fā)展趨勢6.4有毒有害元素的替代技術(shù)教學(xué)要求：了解固體廢棄物的分類，掌握幾種固體廢棄物的資源化利用技術(shù)，了解目前廢物資源化的發(fā)展趨勢。重點(diǎn)：掌握幾種廢棄物的資源化利用技術(shù)及其有毒有害元素的替代技術(shù)。難點(diǎn)：幾種主要固體廢棄物資源化利用。42、37.環(huán)境材料詳述7.1純天然材料7.2仿生材料7.3環(huán)境降解材料7.4綠色包裝材料教學(xué)要求：了解掌握純天然材料、仿生材料、環(huán)境降解材料及綠色包裝材料相關(guān)知識。重點(diǎn)：掌握環(huán)境降解材料的三種機(jī)理。難點(diǎn)：環(huán)境降解材料的三種機(jī)理22、3合計32五、教學(xué)方法及手段本課程將精選教學(xué)內(nèi)容，以靈活的自主學(xué)習(xí)平臺，通過案例教學(xué)、啟發(fā)教學(xué)、討論教學(xué)實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，以檢驗(yàn)學(xué)生對基本理論、基本知識和基本技能的掌握；培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，能夠運(yùn)用所學(xué)的知識和原理，分析和解決環(huán)境治理過程中的工程問題。六、課程資源1.推薦教材：（1）翁端.環(huán)境材料學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.（2）孫勝龍.環(huán)境材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.（3）聶祚仁,王志宏.生態(tài)環(huán)境材料學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.2.參考書：（1）山本良一著,王天民譯.環(huán)境材料[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.（2）王天民.生態(tài)環(huán)境材料[M].北京:天津大學(xué)出版社,2000.3.期刊：（1）張春暉.抗沖共聚聚丙烯微結(jié)構(gòu)、相形態(tài)及動態(tài)流變行為的研究[D].浙江大學(xué)博士論文,2011.（2）ZhuY.Sustainablepolymersfromrenewableresources[J].Nature,2016,540(7633):1885-1888.（3）彭先和.高分子材料3D打印技術(shù)的研究進(jìn)展[J].化工新型材料,2021,50(01):238-241.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）陳光.新材料概論.北京:中國大學(xué)慕課.2018.9./course/JUST-1001754019（2）皺國享.高分子材料成型工藝學(xué).北京:中國大學(xué)慕課.2018.9.https://www.icourse163.org/course/CCZU-1001755197七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況、參與教學(xué)活動、回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?52線上學(xué)習(xí)12（1）根據(jù)線上依托平臺統(tǒng)計的章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、課程音視頻學(xué)習(xí)等完成情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以線上學(xué)習(xí)平臺的統(tǒng)計成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?44作業(yè)16（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點(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)評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64期末考核60（1）結(jié)課論文成績100分，以結(jié)課論文成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；（2）主要考核論文選題、科學(xué)研究的基本過程、論文格式等內(nèi)容?！獭獭?51530合計：100分303040八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、線上學(xué)習(xí)、作業(yè)、期末結(jié)課論文等方式對學(xué)生進(jìn)行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┙Y(jié)課論文和過程性考核成績組成。其中：期末結(jié)課論文成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），期末結(jié)課論文為撰寫與專業(yè)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文；課堂表現(xiàn)、階段測試、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試內(nèi)容分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(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)30出勤率100%，不遲到早退；積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。出勤率100%，不遲到早退；認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。曠課一次；偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。曠課兩次；上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動。無故曠課三次以上，上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動。線上學(xué)習(xí)30按時進(jìn)行線上課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)；完成課程音視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)達(dá)到要求的90%以上。按時進(jìn)行線上課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)；完成課程音視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)達(dá)到要求80%以上。按時進(jìn)行線上課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)；完成課程音視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)達(dá)到要求70%以上。能進(jìn)行線上課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)；完成課程音視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)達(dá)到要求60%以上。能進(jìn)行線上課程音視頻、章節(jié)學(xué)習(xí)；完成課程音視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)小于要求的60%。作業(yè)40作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)1次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%.不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%.不交作業(yè)3次以上，準(zhǔn)確率小于60%。3.考試評分標(biāo)準(zhǔn)期末結(jié)課論文寫作要求及評分標(biāo)準(zhǔn)見表5。表5期末結(jié)課論文寫作要求和考核評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目分值考核內(nèi)容90-100分80-89分70-79分60-69