《材料制備及分析科技創(chuàng)新》教學大綱

《材料制備及分析科技創(chuàng)新》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03175022課程性質：專業(yè)創(chuàng)新課學分：2學分學時：32學時（實踐32學時）先修課程：材料科學基礎、工程材料學、材料力學性能后續(xù)課程：畢業(yè)設計適用專業(yè)：材料科學與工程開課單位：材料科學與工程學院一、課程說明《材料制備與分析科技創(chuàng)新》是材料類專業(yè)創(chuàng)新課。本課程通過建立理論分析模塊、工藝設計分析模塊、材料制備模塊、材料性能與機理分析模塊，以具體實例為基礎進行授課，在資料查詢、方案設計、結果分析及討論等方面對學生的認識問題、分析問題和解決問題的能力進行培養(yǎng)，提高學生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：掌握制備工藝對材料組織性能的影響機理，能夠合理地通過資料查詢、方案設計、結果分析及討論等環(huán)節(jié)培養(yǎng)實驗流程、分析實驗結果的能力。課程目標2：通過進行材料制備方法創(chuàng)新加強學生的動手能力，通過分析報告可提高學生的理論應用能力和分析能力，通過分組討論可提高學生的自學能力和團隊協(xié)作能力。課程目標3：解決及分析材料制備工藝與機理等問題，能夠清晰表達自己的觀點，闡述問題，具有良好的社會公德和職業(yè)道德、較強的社會責任感和團隊合作精神，樹立不怕困難、熱愛勞動的觀念。三、課程目標與畢業(yè)要求《材料制備與分析科技創(chuàng)新》課程教學目標對材料科學與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度3.設計/開發(fā)解決方案3.1能夠設計針對材料科學與工程領域復雜工程問題的合理解決方案，設計滿足國家和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程。課程目標1：掌握制備工藝對材料組織性能的影響機理，能夠合理地通過資料查詢、方案設計、結果分析及討論等環(huán)節(jié)培養(yǎng)實驗流程、分析實驗結果的能力。H9.個人和團隊9.1具備良好的團隊意識，能夠理解團隊不同角色的責任和作用，并能與其它學科成員協(xié)作互補。課程目標2：通過進行材料制備方法創(chuàng)新加強學生的動手能力，通過分析報告可提高學生的理論應用能力和分析能力，通過分組討論可提高學生的自學能力和團隊協(xié)作能力。M10.溝通10.1了解材料科學與工程領域的國際發(fā)展趨勢、研究熱點，能夠就材料專業(yè)相關復雜工程問題，以口頭、文稿、圖表等方式與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流。課程目標3：解決及分析材料制備工藝與機理等問題，能夠清晰表達自己的觀點，闡述問題，具有良好的社會公德和職業(yè)道德、較強的社會責任感和團隊合作精神，樹立不怕困難、熱愛勞動的觀念。L注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配實踐部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2實踐項目、實踐內容與學時實踐項目實踐內容和要求實踐學時對應的課程目標1.文獻檢索方法、閱讀及整理實踐內容：了解選擇合適材料的方法，掌握制作標準試件的方法，了解預備熱處理的原理及方法、掌握材料組織及性能的測試方法。實踐要求：通過材料選材、試件制備、試件預備處理、材料性能測試等使學生對材料改性的初期準備過程具有清晰的認識，掌握材料制備與分析的原則、方法，提高學生分析問題的能力。21、22.鎂合金合金凝固組織控制工藝與原理實踐內容：了解常見鎂合金的成分、組織與性能特點，掌握熔煉制備鎂合金的基本工藝，掌握鎂合金凝固組織控制方法與基本原理。實踐要求：通過熔煉制備工藝文獻的學習使學生對熔煉制備過程中凝固組織控制方法具有更深層次的認識，通過實驗設計把專業(yè)課中所學的理論知識應用到具體實驗應用之中，通過具體實操設計可加強學生的動手能力及團隊合作能力。21、23.C質晶粒細化劑的制備與組織分析實踐內容：掌握用于Mg-Al合金的C質細化劑的組織構成與基本形態(tài)，以及細化劑的制備工藝參數(shù)對其相組成與形態(tài)的影響規(guī)律。實踐要求：通過具體實例使學生掌握細化劑的制備方法，掌握制備工藝參數(shù)對其細化性能的影響機理。61、2、34.C質細化劑對Mg-Al合金組織性能的影響研究實踐內容：掌握C質細化劑的組織形態(tài)，以及細化劑組織和工藝參數(shù)對Mg-Al合金組織和力學性能的影響規(guī)律。實踐要求：結合具體熔煉制備工藝，使學生掌握晶粒細化劑在組織控制方面的應用，掌握細化試驗方法、工藝與原理。61、2、35.超聲場對Mg-Al合金組織性能的影響研究實踐內容：掌握超聲場的物理本質，以及超聲處理工藝參數(shù)對Mg-Al合金基體組織和力學性能的影響規(guī)律。實踐要求：通過超聲處理工藝設計等使學生加深Mg基體晶粒尺寸改變及對性能測試的重要性，通過設計超聲處理過程可增強學生的問題分析能力。41、26.超聲場對Mg-Al-Si合金組織性能的影響研究實踐內容：掌握超聲場的物理本質，以及超聲處理工藝參數(shù)對Mg-Al合金基體組織、第二相和力學性能的影響規(guī)律。實踐要求：通過超聲處理工藝設計等使學生加深Mg中第二相形貌改變及對性能測試的重要性，通過設計超聲處理過程可增強學生的問題分析能力。61、2、37.RE對Mg-Al合金組織性能的影響研究實踐內容：掌握稀土元素RE的基本性質，以及RE細化處理工藝參數(shù)對Mg-Al合金組織和力學性能的影響規(guī)律，并獨立完成研究報告。實踐要求：通過組織與性能分析使學生對不同RE元素對鎂合金的影響具有更深層次的認識，把專業(yè)課中所學的理論知識應用到具體應用之中，加強學生的動手能力及團隊合作能力。41、210.項目總結實踐內容：總結不同參數(shù)對熱處理結果的影響，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)對材料改性組織及性能的影響規(guī)律等。實踐要求：通過總結匯報可以使學生在整體上加深對材料改性過程的認識，提高學生的匯總資料能力，總結成果的能力及表達能力。21、2、3合計32五、教學方法及手段項目組擬進行以工作過程知識和能力為核心的教學內容，以典型情境教學為導向的教學方式，以線上線下教學方式為手段，以翻轉課堂為教學模式的材料制備與分析科技創(chuàng)新課程建設，本課程通過建立理論分析模塊、軟件分析模塊、材料改性模塊、材料性能分析模塊，以具體實例為基礎進行授課，全面提高學生在認識問題、分析問題和解決問題的能力，從提高學生的創(chuàng)新性和創(chuàng)造性。六、課程資源1.參考書：（1）吳樹森.鋁、鎂合金熔煉與成形加工技術.機械工業(yè)出版社.2012.03（2）許并社.鎂冶煉與鎂合金熔煉工藝.化學工業(yè)出版社，2007.03.（3）徐河.鎂合金制備與加工技術手冊.冶金工業(yè)出版社.2007.05.2.期刊：（1）張玲,李英龍.鎂合金晶粒細化方法研究進展.鑄造,2019,11(68):1195-1203.（2）張愛民,韋佳宏,馬秉馨,等.A1N對Mg-Al合金凝固過程影響機制的價電子理論研究,河南工學院學報,2020,28(2):21-29.（3）余永情,李堯,楊俊杰.超聲處理對稀土摻雜AM60B鎂合金組織及力學性能的影響,稀有金屬,2017,41(3):327-331.（4）FanZ,F.Gao,Y.Wang,etal.GrainrefinementofMg-alloysbynativeMgOparticles:Anoverview,JournalofMagnesiumandAlloys,2022,10:2919-2945.（5）YangY,XiongXM,ChenJ,etal.Researchadvancesinmagnesiumandmagnesiumalloysworldwidein2020.JournalofMagnesiumandAlloys,2021,9(3):705-747.（6）鄧文文,李達,李春,等.超聲-共晶溶質對鋁合金組織的影響,熱加工工藝,2016,45(17):22-30.3.網(wǎng)絡資源：（1）材料制備與加工：中國大學MOOC./course/FZU-1205890825（2）鎂合金熔煉加工：中國大學MOOC./course/CHD-1206694814?from=searchPage七、課程考核對課程目標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成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核。（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?44實驗設計12（1）根據(jù)每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質量單獨評分；（2）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！?8分析報告12（1）主要考核學生對實驗結果的分析能力；（2）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?36總結報告60（1）根據(jù)總結報告制作PPT匯報及答辯情況進行考核；（2）根據(jù)撰寫的項目總結報告進行考核?！獭獭?51510合計：100分503020八、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)、實驗設計、分析報告、項目總結等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇身椖靠偨Y報告和和過程性考核成績組成。其中總結報告為100分（權重60%），課堂表現(xiàn)、實驗設計、分析報告等過程性考核成績?yōu)?00分（權重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40筆記完整，積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。筆記完整，認真參與教學活動，回答問題準確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學活動，回答問題準確率大于70%。上課不認真，上課不記筆記，偶爾參與教學活動。上課不認真，上課不記筆記，不參與教學活動。實驗設計30能夠正確設計實驗，能夠熟練掌握方法與步驟，實驗操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結協(xié)作，實驗結果詳實、結論清晰、討論合理。能夠設計實驗，能夠掌握方法與步驟，實驗操作過程正確、規(guī)范，遵規(guī)守紀、團結協(xié)作，實驗結果正確、討論適當?；灸軌蛟O計實驗，基本能夠掌握方法與步驟，實驗操作過程基本正確、無協(xié)