材料科学基础课程标准模板
《材料科学基础》课程教学大纲
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《材料科学基础》课程教学大纲课程编号:08061211课程名称:材料科学基础英文名称:Fundamental of Materials Science课程类型:学科基础课课程要求:必修学时/学分:88/5.5 (讲课学时:80 实验学时:8 上机学时:0)适用专业:材料成型与控制工程;焊接技术及工程;金属材料工程;无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律,特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论,以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课,也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解;在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练,使学生熟悉材料科学的相关基础知识,为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课:大学物理,材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程;该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习,使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律,从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础,并且理论结合实践,使其有机的结合起来,形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1.学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识,使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识,了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征,具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力;(支撑毕业能力要求1.1、1.2)2.培养学生的工程实践学习能力,使学生掌握观察材料显微组织的实验方法,获得实验技能的基本训练,具有查阅有关技术资料的能力;(支撑能力毕业要求2.1、2.3)3.培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
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《材料科学基础》课程教学大纲一、《材料科学基础》课程说明(一)课程代码:08131015(二)课程英文名称:Fun dame ntals of Materials Scie nee(三)开课对象:材料物理专业(四)课程性质:《材料科学基础》是材料科学与工程系各专业本科生的一门重要的专业基础课,以介绍工程材料的基础理论为目的,既具有较强的理论性,又与生产实际有紧密的联系。
研究材料的成份、组织结构、性能及三者间的关系。
(五)教学目的:掌握有关工程材料的基本理论和知识,训练用所学理论分析实际问题的方法和思路。
初步掌握材料的科学实验方法和有关的实验技术;掌握定量、半定量地解决工程材料问题的方法。
(六)教学内容:本课程主要包括工程材料中的原子排列、固体中的相结构、凝固、相图、固体中的扩散、塑性变形、回复与再结晶、固态相变、复合效应与界面,以上内容都是材料科学的基础理论,它对于发展新材料、培养学生创新能力具有深远的意义。
(七)学时数、学分数及学时数具体分配学时数:72学时分数:4 学分学时数具体分配:(八)教学方式:以讲授为主的教学方式。
(九)考核方式和成绩记载说明:考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况,达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定,平时成绩占40%,期末成绩占60%。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章工程材料中的原子排列教学要点:通过本章的学习使学生掌握固体中原子的排列方式和分布规律,包括固体中的原子是如何相互作用并结合起来的,晶体的特征及其描述方法,晶体结构的特点,各种晶体间的差异,以及晶体结构中缺陷的类型及性质。
这些都是本章重点介绍的内容。
这些知识不仅是学习材料学科课程的基础,也是学习其他专业课程比不可少的基础。
1. 掌握晶面、晶向的表示方法2 •熟悉三种典型的晶体结构3 •晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质4•位错的应力场和应变能;位错的运动与交互作用教学时数:13 学时教学内容:第一节原子键合一、固体中的原子的结合键(金属键、共价键、离子键、分子键、氢键)二、工程材料的分类第二节原子的规则排列一、晶体学基础(晶体、结构、空间点阵、布拉菲点阵晶面指数、晶向指数、晶面间距)二、晶体结构及其几何特征(金属中常见晶体结构、陶瓷的晶体结构)第三节原子的不规则排列一、点缺陷(平衡浓度、形成、结构和能量)二、线缺陷(位错的基本类型、柏氏矢量、位错密度、作用在位错上的力及位错的运动、位错的应力场与应变能位错之间的交互作用、位错的增值、塞积与交割、实际晶体中的位错)三、面缺陷(晶界、亚晶界、挛晶界和相界)考核要求:1、原子键合1.1 固体中的原子的结合键(识记)1.2 工程材料的分类(领会)2、原子的规则排列2.1 晶体学基础(领会)2.2 晶体结构及其几何特征(识记)3、原子的不规则排列3.1点缺陷(应用)3.2线缺陷(应用)3.3面缺陷(领会)第二章固体中的相结构教学要点:通过本章的学习使学生掌握固熔体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相及分子相等五类。
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课时安排:2课时教学目标:1. 知识目标:(1)了解材料科学的基本概念和发展历程。
(2)掌握材料的分类及其特点。
(3)熟悉常见材料的性能与应用。
2. 能力目标:(1)培养学生分析问题和解决问题的能力。
(3)提高学生的实验操作技能和团队合作能力。
3. 情感目标:(1)激发学生对材料科学的兴趣和热情。
(2)培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
教学重点:1. 材料的分类及其特点。
2. 常见材料的性能与应用。
教学难点:1. 材料性能与结构的关系。
2. 材料在工程中的应用。
教学过程:第一课时一、导入新课1. 提问:什么是材料?材料在我们的生活中有哪些应用?2. 引入材料科学的基本概念和发展历程。
二、讲授新课1. 材料的分类及其特点(1)无机材料:如陶瓷、玻璃、水泥等。
(2)有机材料:如塑料、橡胶、纤维等。
(3)复合材料:如碳纤维、玻璃纤维等。
(4)金属材料:如钢铁、铝、铜等。
2. 常见材料的性能与应用(1)钢铁:高强度、良好的韧性和耐腐蚀性,广泛应用于建筑、汽车、船舶等领域。
(2)塑料:轻便、耐腐蚀、易加工,广泛应用于包装、电子、家具等领域。
(3)陶瓷:耐高温、耐腐蚀,广泛应用于化工、电子、建筑等领域。
三、课堂练习1. 根据材料的分类,举例说明其特点和应用。
2. 分析一种常见材料在工程中的应用,并说明其性能优势。
四、课堂小结1. 总结本节课所学内容,强调材料的分类、性能与应用。
2. 引导学生思考材料科学在现代社会中的重要性。
第二课时一、复习导入1. 回顾上节课所学内容,提问学生对材料的分类、性能与应用的理解。
2. 引导学生思考材料性能与结构的关系。
二、讲授新课1. 材料性能与结构的关系(1)材料的结构对其性能有重要影响。
(2)常见的材料结构有:晶体结构、非晶体结构、多晶体结构等。
2. 材料在工程中的应用(1)材料在航空航天领域的应用:如钛合金、碳纤维等。
(2)材料在生物医学领域的应用:如生物可降解材料、人工器官等。
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《材料科学基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称:材料科学基础课程类别:专业基础课学分:_____总学时:_____适用专业:_____先修课程:_____后续课程:_____二、课程性质与目标(一)课程性质《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程,它是连接基础科学与工程应用的桥梁。
通过本课程的学习,学生将掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法,为后续专业课程的学习和从事材料科学与工程领域的研究、开发和应用工作奠定坚实的基础。
(二)课程目标1、知识目标(1)掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和基本理论。
(2)熟悉材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和组织的关系。
(3)了解材料科学领域的最新研究成果和发展动态。
2、能力目标(1)具备运用材料科学的基本理论分析和解决材料工程实际问题的能力。
(2)能够进行材料的成分设计、工艺设计和性能预测。
(3)具有查阅相关文献和资料,获取新知识和新信息的能力。
3、素质目标(1)培养学生的科学思维方法和创新意识。
(2)增强学生的工程意识和实践能力。
(3)提高学生的综合素质和社会责任感。
三、课程内容与要求(一)晶体结构1、晶体学基础(1)掌握晶体的基本概念,如空间点阵、晶胞、晶格常数等。
(2)熟悉晶体的对称性和晶体的分类。
2、金属的晶体结构(1)掌握常见金属的晶体结构类型,如体心立方、面心立方和密排六方结构。
(2)了解金属晶体中的原子堆垛方式和间隙类型。
3、离子晶体结构(1)掌握离子晶体的结构规则和典型离子晶体的结构。
(2)了解离子晶体的配位数和半径比规则。
4、共价晶体结构(1)掌握共价晶体的结构特点和典型共价晶体的结构。
(2)了解共价键的特性和共价晶体的性能。
(二)晶体缺陷1、点缺陷(1)掌握点缺陷的类型,如空位、间隙原子和杂质原子。
(2)熟悉点缺陷的形成能和平衡浓度的计算。
2、线缺陷(1)掌握位错的基本概念,如刃型位错、螺型位错和混合位错。
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材料科学基础教学大纲一、课程概述《材料科学基础》是材料类专业的一门重要的学科基础课程,它是研究材料的成分、结构、性能与制备之间相互关系的学科。
通过本课程的学习,使学生掌握材料科学的基本概念、基本理论和基本方法,为后续的专业课程学习以及从事材料科学与工程领域的研究、开发和生产工作奠定坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标掌握材料的晶体结构、晶体缺陷、相图、扩散、相变等基本概念和理论。
了解材料的力学性能、物理性能、化学性能等与材料结构和成分的关系。
熟悉材料的制备方法和加工工艺对材料性能的影响。
2、能力目标能够运用所学的理论知识分析和解决材料科学中的实际问题。
具备一定的实验设计和数据分析能力。
培养学生的创新思维和独立思考能力。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。
增强学生的团队合作意识和沟通能力。
激发学生对材料科学的兴趣和探索精神。
三、课程内容1、晶体结构晶体学基础:空间点阵、晶胞、晶系、布拉菲点阵等。
金属晶体结构:体心立方、面心立方、密排六方等结构的特点和原子堆积方式。
离子晶体结构:NaCl 型、CsCl 型、闪锌矿型、纤锌矿型等结构的特点。
共价晶体结构:金刚石型、石墨型等结构的特点。
2、晶体缺陷点缺陷:空位、间隙原子、置换原子等的形成和平衡浓度。
线缺陷:位错的基本类型(刃型位错、螺型位错)、柏氏矢量、位错的运动和交割。
面缺陷:晶界、相界、表面的结构和性质。
3、固体中的扩散扩散的基本概念和菲克定律。
扩散的微观机制:空位机制、间隙机制等。
影响扩散的因素:温度、晶体结构、溶质浓度等。
4、相图相图的基本概念:相、组元、相平衡等。
二元相图:匀晶相图、共晶相图、包晶相图等的分析和应用。
三元相图:成分三角形、等温截面图、垂直截面图等的分析和应用。
5、材料的形变和再结晶金属的弹性变形和塑性变形:弹性变形的本质、塑性变形的方式(滑移、孪生)。
强化机制:固溶强化、细晶强化、加工硬化、时效强化等。
回复和再结晶:回复的机制、再结晶的动力学和晶粒长大。
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《材料科学基础》学习领域(课程)标准课程编号:适用专业:光伏材料加工与应用课程类别:岗位基础学习领域课程修课方式:必修教学时数:60一、课程的性质和任务(一)课程定位《材料科学基础》学习领域是光伏材料加工与应用专业的一门核心学习领域课程。
通过本课程的学习,使学生掌握材料的组成、结构与性能间的相互关系和变化规律;无机材料在高温下的物理化学过程;相变过程;界面现象。
基本掌握各种材料制备工艺过程的物理化学基础和研究方法段,基本掌握常用仪器设备的使用与操作,能够对实验数据进行计算处理与分析,并能够撰写正确规范的实验报告。
(二)学习目标通过《材料科学基础》的学习,使学生掌握以下知识、专业能力、方法能力、社会能力等目标。
1.专业能力目标(1)学会材料组成的基础知识;(2)掌握材料结构与性能之间的变化规律;(3)学会材料在高温下的相变过程;(4)熟练掌握材料学仪器设备的使用与操作;(5)熟练材料制备工艺过程及研究方法;(6)掌握对实验数据的计算处理及分析。
2.社会能力目标(1)具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力;(2)具有团队精神和协作精神;(3)具有良好的心理素质和克服困难的能力。
3.方法能力目标(1)能独立制定工作计划并进行实施;(2)具有独立进行分析、设计、实施、评估的能力;(3)具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力;(4)具有自学能力、理解能力与表达能力;(5)具有将知识与技术综合运用与转换的能力;(6)具有综合运用知识与技术从事程度教复杂的技术工作的能力。
(三)前导课程本课程的为光伏材料加工与应用专业基础课程。
(四)后续课程《半导体材料》,《硅材料科学》,《光伏材料加工》等。
二、课程内容标准(一)学习情境划分及学时分配《材料科学基础》采用以行动为导向,基于工作过程的课程开发方法进行设计,整个学习领域由若干个学习情境组成。
学习情境的设计主要考虑以下因素:1.学习情境的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求。
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材料科学基础课程教学大纲
一、课程背景与目标
材料科学基础课程是材料科学与工程专业的一门基础性课程,旨在培养学生对材料科学基本理论和基本知识的理解和掌握,为其后续的专业学习和科研工作打下坚实的基础。
本课程通过系统地讲授材料结构、性能与应用等方面的基础知识,旨在培养学生的科学思维、分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容
1. 材料科学基础
1.1 材料科学的发展历程
1.2 材料科学的研究方法与手段
1.3 材料科学的基本概念和专业术语
2. 材料结构与性能
2.1 材料的晶体结构与非晶体结构
2.2 材料的晶体缺陷与非晶缺陷
2.3 材料的晶体结构与性能关系
2.4 材料的物理性质与化学性质
2.5 材料的机械性能与材料强度
3. 材料制备与加工
3.1 金属材料的制备与加工
3.2 陶瓷材料的制备与加工
3.3 高分子材料的制备与加工
3.4 复合材料的制备与加工
3.5 材料制备与加工中的工艺控制与监测
4. 材料性能测试与分析
4.1 材料性能测试的基本原理与方法4.2 材料力学性能测试与分析
4.3 材料热学性能测试与分析
4.4 材料电学性能测试与分析。
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《材料科学基础》课程教学大纲一.课程名称:材料科学基础二.课程代码:MS101三.学时:48学时(3学分)四.授课对象:本科生五.前置课程:无六.课程性质:专业基础课七.课程目标:1.使学生了解材料科学的基本概念和基本原理。
2.培养学生运用材料科学知识解决实际问题的能力。
3.激发学生对材料科学研究的兴趣。
八.教材与参考书:参考书:九.教学内容和要求:1.材料科学概述1.1材料科学的定义和研究内容1.2材料科学的发展历程1.3材料分类和材料选择原则1.4材料的性能和结构1.5材料科学与工程应用2.材料结构与组成2.1原子结构与结晶2.2晶体缺陷与非晶态材料2.3材料的组织和相变3.材料工艺与加工3.1材料的制备过程3.2材料的加工方法和加工工艺3.3材料表面处理和改性4.材料性能与评价4.1材料的物理性能4.2材料的力学性能4.3材料的化学性能4.4材料的热学性能4.5材料的电学性能4.6材料的光学性能4.7材料的磁学性能4.8材料的导热性能5.材料选型与应用5.1材料的优化设计5.2材料的可持续发展5.3材料在能源领域的应用5.4材料在医药领域的应用5.5材料在环境保护领域的应用5.6材料在信息技术领域的应用十.教学方法:1.理论教学通过课堂讲授,结合多媒体和实例分析,引导学生理解材料科学的基本概念和原理。
2.实验教学开展相关实验,使学生通过自己动手操作和观察结果,加深对材料科学的理解。
3.课外阅读鼓励学生参考相关专业书籍和论文,加强对材料科学知识的深入了解。
十一.考核方式:1.平时成绩(20%)包括课堂表现和实验报告的评分。
2.期中考试(30%)涵盖了课程的基本概念和原理。
3.期末考试(50%)对整个课程的知识和理解进行综合考察。
十二.教学进度安排:教学周数主题内容第1周材料科学概述材料科学的定义和研究内容第2周材料分类和材料选择原则材料的分类和选用原则第3周材料的结构和组成材料的原子结构和结晶第4周材料的组织和相变材料的组织和相变第5周材料的制备过程材料的制备方法和工艺第6周材料的加工方法和加工工艺材料的加工方法和工艺第7周材料表面处理和改性材料表面处理和改性方法第8周期中考试第9周材料的物理性能材料的物理性能和测试方法第10周材料的力学性能材料的力学性能和测试方法第11周材料的化学性能材料的化学性能和测试方法第12周材料的热学性能材料的热学性能和测试方法第13周材料的电学性能材料的电学性能和测试方法第14周材料的光学性能材料的光学性能和测试方法第15周材料的磁学性能材料的磁学性能和测试方法第16周材料的导热性能材料的导热性能和测试方法第17周材料的优化设计材料的优化设计方法第18周材料的可持续发展材料的可持续发展原则第19周材料在能源领域的应用材料在能源领域的应用第20周材料在医药领域的应用材料在医药领域的应用第21周材料在环境保护领域的应用材料在环境保护领域的应用第22周材料在信息技术领域的应用材料在信息技术领域的应用第23周复习第24周期末考试十三.补充说明:本课程注重理论与实践相结合,通过实验教学和课外阅读,培养学生的实际操作能力和科学研究能力。
课程规范材料
![课程规范材料](https://img.taocdn.com/s3/m/2d7413c0d15abe23492f4d08.png)
材料科学基础是应用物理专业的一门重要的学科基础课。本课程的教学目的和任务是以材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律为主线,着重介绍固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论,以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响。
能力培养任务
材料科学基础是研究材料的成分、结构与性能之间关系及其变化规律的一门应用基础科学。在材料科学基础课程的教学过程中,培养学生的抽象思维能力、空间想象能力、综合解题能力、创新能力和综合理解能力。
备注
理论教学部分(按章节顺序填写)学时:11
章
第二章固体结构
教学目的
和要求
掌握固体中原子的排列方式和分布规律,了解各种固体材料的表面结构特征和表面结构特性,了解晶体,液晶及非晶态结构特点
重点和难点
重点:材料结构的不同层次的特征和基本概念,构成描述晶体结构的几何结晶学基本知识;固体间接触面的机构特性
难点:固体中的原子的排列方式和分布规律
难点:运用第二定律求解
“三基”分析
基本知识:菲克定律,原子在各种固溶体中的扩散机制
基本理论:菲克定律,扩散机制
基本方法:菲克两个定律的计算,讲解各种扩散的机制
教学内容与
学时分配
4.1表现理论3学时
4.2扩散的热力学分析2学时
4.3扩散的原子理论2学时
4.4扩散激活能1学时
4.5无规则行走与扩散距离1.5学时
备注
理论教学部分(按章节顺序填写)学时:6
章
第五章材料的形变和再结晶
教学目的
和要求
了解材料在外力作用下的塑性变形过程、机理、组织结构与性能的影响规律,掌握变形材料在加热过程中产生回复再结晶
《材料科学基础》教学大纲
![《材料科学基础》教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/71ab06d5541810a6f524ccbff121dd36a32dc4b5.png)
《材料科学基础》教学大纲课程名称:材料科学基础学时:48学时学分:3学分课程目标:本课程旨在培养学生对于材料科学的基础知识与理解。
通过学习材料分类、结构、性能以及材料制备和表征的基本原理,学生将掌握材料科学基础知识,为进一步深入学习高级材料科学课程打下坚实的基础。
教学内容:第一章:材料科学概论(2学时)1.1材料科学的发展历程1.2材料在人类社会中的作用和意义1.3材料科学的研究内容和方法第二章:材料结构与性能(10学时)2.1材料的结构层次2.2结晶与非晶材料2.3晶体结构与晶格常数2.4材料的缺陷与缺陷对材料性能的影响2.5材料的力学性能、热学性能、电学性能等基本性能第三章:材料制备与处理(12学时)3.1材料的物质相与相图3.2材料的熔融法制备3.3材料的溶液法制备3.4材料的气相法制备3.5材料的固相反应制备3.6材料的表面处理与改性第四章:材料表征与分析(12学时)4.1材料的显微结构表征4.2材料的物理性能测试与测量4.3材料的化学成分分析4.4材料的表面形态与性质分析4.5材料的晶体结构表征第五章:新材料的发展与应用(12学时)5.1金属材料和合金的发展与应用5.2无机非金属材料的发展与应用5.3有机高分子材料的发展与应用5.4先进功能材料的发展与应用教学方式:本课程采用多种教学方法,包括课堂讲授、案例分析、小组讨论和实验室实践等。
通过理论与实践相结合的教学方式,促进学生对材料科学的深层次理解和应用能力的培养。
考核方式:课程考核主要包括平时成绩和期末考试。
平时成绩占总成绩的30%,包括课堂表现、小组讨论和实验报告等;期末考试占总成绩的70%,考查学生对于课程内容的理解和应用能力。
参考教材:1.王晓琪、李大鹏.材料科学基础[M].高等教育出版社.2.张安生、张雄飞、常凤祥.材料科学概论[M].高等教育出版社.3.陈传锋、郭晓义、沈宏.材料科学与工程导论[M].高等教育出版社.备注:本课程以培养学生的材料科学基础知识和理解能力为主要目标。
材料科学基础课程教学大纲
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材料科学基础课程教学大纲课程名称:材料科学基础课程代码:MSE101学分:3学分开课对象:本科一年级材料科学与工程专业学生课程教师:XXX一、课程目标材料科学基础是一门介绍材料科学与工程领域基本概念、基本原理以及基本技能的课程。
通过本课程的学习,学生将掌握材料科学与工程的基本知识,包括材料分类、材料结构与性能的关系、材料制备和加工技术等方面的知识。
同时,本课程将培养学生的问题分析与解决能力,提高其实践操作能力和科学研究能力。
二、教学内容与教学安排1.材料科学与工程概述-介绍材料科学与工程的基本定义和发展历程-大纲各个章节的介绍2.结构与性能-原子结构与晶体结构的基本概念和分类-晶体缺陷和固溶体的形成-材料的力学性能、热性能、电性能等基本性能3.材料的制备与加工-金属材料的提取、精炼和制备-陶瓷材料的制备与加工-高分子材料的合成与制备-纳米材料的制备技术4.材料性能测试与分析-材料性能测试的基本原理和方法-金属材料、陶瓷材料和高分子材料的常用测试方法-材料性能测试数据的处理和分析5.材料应用与发展-不同材料在不同工程领域中的应用-材料科学与工程在可持续发展中的作用三、教学方法与学时安排本课程采用理论与实践相结合的教学方法。
理论部分通过讲课、课堂讨论和案例分析来讲解相关知识点。
实践部分设有课堂实验和实验报告,以及期末考核。
教学安排如下:-第1-4周:材料科学与工程概述-第5-8周:结构与性能-第9-12周:材料的制备与加工-第13-16周:材料性能测试与分析-第17-18周:材料应用与发展-第19周:期末考试四、考核方式与成绩评定1.平时表现(20%)-考勤情况(10%)-课堂讨论和参与度(10%)2.实验报告(30%)-实验报告的撰写质量和实验操作技能3.期末考试(50%)-考查学生对课程内容的理解和掌握程度五、参考教材1.材料科学与工程基础,陆谦、蔡生民,高等教育出版社2. 材料科学与工程导论,William D. Callister Jr.、David G. Rethwisch,机械工业出版社1. Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch2. Introduction to Materials Science and Engineering, JamesF. Shackelford3. Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister Jr., David G. Rethwisch以上即为《材料科学基础》课程的教学大纲。
材料标准教程教案范文模板
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一、课题课题名称:《材料科学基础》二、教学目的1. 让学生掌握材料科学的基本概念、原理和方法。
2. 培养学生对材料科学的研究兴趣和创新能力。
3. 提高学生的科学素养和实际操作能力。
三、课型新授课四、课时2课时五、教学重难点1. 教学重点:材料的分类、结构、性能及其应用。
2. 教学难点:材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
六、教材使用教材:《材料科学基础》(高等教育出版社)七、教学目标1. 知识技能目标:(1)了解材料科学的基本概念、分类和结构。
(2)掌握材料的性能、制备和应用。
(3)学会查阅材料科学的相关资料。
2. 过程与方法目标:(1)通过实验、讨论、案例分析等方式,提高学生的动手操作能力和团队合作能力。
(2)培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观目标:(1)激发学生对材料科学的学习兴趣,树立创新意识。
(2)培养学生严谨的科学态度和良好的职业道德。
八、教学过程第一课时一、导入新课1. 提问:什么是材料?材料在我们生活中有哪些应用?2. 展示材料图片,引导学生思考材料的重要性。
二、讲授新课1. 材料的分类、结构及性能(1)材料的分类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
(2)材料的结构:晶体结构、非晶体结构、分子结构等。
(3)材料的性能:力学性能、物理性能、化学性能等。
2. 材料的应用(1)金属材料在建筑、交通、航空航天等领域的应用。
(2)无机非金属材料在电子、陶瓷、建筑材料等领域的应用。
(3)有机高分子材料在塑料、橡胶、纤维等领域的应用。
三、课堂小结1. 回顾本节课所学内容。
2. 强调材料的分类、结构、性能及应用的重要性。
第二课时一、复习导入1. 回顾上节课所学内容。
2. 提问:材料的微观结构与宏观性能之间有什么关系?二、讲授新课1. 材料的微观结构与宏观性能(1)晶体结构与性能的关系。
(2)非晶体结构与性能的关系。
(3)分子结构与性能的关系。
2. 材料的制备与应用(1)金属材料的制备方法。
材料科学基础课程教学大纲
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材料科学基础课程教学大纲一、课程简介材料科学基础课程是材料科学与工程专业的基础学科,旨在培养学生对材料科学的基本理论、基本知识和基本技能的掌握。
本课程旨在通过系统地讲授材料科学的基本概念、基本理论和基本原理,培养学生对材料科学的兴趣,为其后续学习和科研奠定基础。
二、课程目标1. 了解材料科学的定义、发展历程和学科体系,对材料科学学科的基本框架有初步了解;2. 理解材料的基本概念、分类以及材料性能与组成之间的关系;3. 掌握材料科学的基本原理和基本理论,能够运用这些知识解决实际问题;4. 培养学生的观察、实验和分析能力,使其具备科学研究的基本素养。
三、课程内容本课程主要内容包括以下方面:1. 材料科学基础概念:介绍材料科学的定义、特点和发展历程,引导学生了解材料科学的重要性和应用领域。
2. 材料的分类与性能:介绍材料按照物理、化学和结构特性的不同进行分类,并讲解不同类型材料的性能与组成之间的关系。
3. 材料结构与组织:介绍材料的晶体结构和非晶结构,讲解不同结构对材料性能的影响。
4. 材料表征与测试技术:介绍材料表征的基本方法和常用测试技术,包括显微镜观察、X射线衍射、热分析等。
5. 材料加工与工艺:探讨材料的加工过程和工艺方法,包括熔融法、固相法、溶剂法等。
6. 材料性能与应用:介绍材料的物理性能、化学性能和力学性能,以及不同材料在各个领域的应用。
四、教学方法与评估1. 教学方法:本课程采用教师讲授、学生讨论和实验演示相结合的教学方法,通过案例分析和实际问题讨论,培养学生的思维和分析能力。
2. 评估方式:考核方式包括平时表现、作业、实验报告和期末考试等,综合评定学生的学习成绩。
五、参考教材与参考资料参考教材:1. 《材料科学基础》(王萍主编)2. 《材料科学导论》(何选富主编)参考资料:1. Smith, W.F., Principles of Materials Science and Engineering2. Callister, W.D., Materials Science and Engineering: An Introduction六、教学计划本课程总共开设30学时,在教学时间上大致分布如下:1. 第1-2周:材料科学基础概念2. 第3-4周:材料的分类与性能3. 第5-6周:材料结构与组织4. 第7-8周:材料表征与测试技术5. 第9-10周:材料加工与工艺6. 第11-12周:材料性能与应用7. 第13-15周:复习与期末考试七、教学团队本课程的教学团队由材料科学与工程专业的教师组成,他们具有丰富的教学经验和科研背景,能够将材料科学的基本理论和实践相结合,为学生提供优质的教学服务。
材料科学基础教案模板范文
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课程名称:材料科学基础授课对象:本科一年级课时安排:2课时教学目标:1. 理解材料科学的基本概念和研究对象。
2. 掌握材料的基本分类和特点。
3. 了解材料的性能及其影响因素。
4. 培养学生运用材料科学知识分析和解决实际问题的能力。
教学重点:1. 材料科学的基本概念和研究对象。
2. 材料的基本分类和特点。
3. 材料的性能及其影响因素。
教学难点:1. 材料科学的基本概念和研究对象的理解。
2. 材料分类和性能的掌握。
教学过程:一、导入1. 引导学生回顾高中所学的物理、化学等知识,使学生认识到材料科学在各个领域的应用。
2. 提出问题:什么是材料?材料科学的研究对象是什么?二、新课讲解1. 材料科学的基本概念和研究对象- 材料是构成物质世界的基础,具有使用价值。
- 材料科学是研究材料的组成、结构、性能和加工工艺的科学。
2. 材料的基本分类和特点- 金属材料:具有良好的导电性、导热性、延展性等。
- 非金属材料:包括陶瓷、塑料、橡胶等,具有绝缘性、耐腐蚀性等特点。
- 复合材料:由两种或两种以上不同材料复合而成,具有优异的综合性能。
3. 材料的性能及其影响因素- 强度、硬度、韧性、塑性、导电性、导热性等。
- 影响因素:材料的组成、结构、加工工艺等。
三、案例分析1. 举例说明材料科学在实际生活中的应用,如建筑材料、交通工具、电子产品等。
2. 分析案例中材料的选择依据,使学生理解材料性能与实际应用的关系。
四、课堂练习1. 学生根据所学知识,对以下材料进行分类:- 钢铁、铝、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、复合材料等。
2. 分析以下材料的性能特点:- 钢铁:强度高、韧性好、耐腐蚀等。
- 塑料:绝缘性、耐腐蚀、轻便等。
五、总结与拓展1. 总结本节课所学内容,强调材料科学在各个领域的应用。
2. 引导学生关注材料科学的发展动态,拓展知识面。
教学反思:1. 通过本节课的学习,学生能够掌握材料科学的基本概念、分类和性能。
2. 注重案例分析,使学生将理论知识与实际应用相结合。
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《材料科学基础》学习领域(课程)标准课程编号:适用专业:光伏材料加工与应用课程类别:岗位基础学习领域课程修课方式:必修教学时数:60一、课程的性质和任务(一)课程定位《材料科学基础》学习领域是光伏材料加工与应用专业的一门核心学习领域课程。
通过本课程的学习,使学生掌握材料的组成、结构与性能间的相互关系和变化规律;无机材料在高温下的物理化学过程;相变过程;界面现象。
基本掌握各种材料制备工艺过程的物理化学基础和研究方法段,基本掌握常用仪器设备的使用与操作,能够对实验数据进行计算处理与分析,并能够撰写正确规范的实验报告。
(二)学习目标通过《材料科学基础》的学习,使学生掌握以下知识、专业能力、方法能力、社会能力等目标。
1.专业能力目标(1)学会材料组成的基础知识;(2)掌握材料结构与性能之间的变化规律;(3)学会材料在高温下的相变过程;(4)熟练掌握材料学仪器设备的使用与操作;(5)熟练材料制备工艺过程及研究方法;(6)掌握对实验数据的计算处理及分析。
2.社会能力目标(1)具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力;(2)具有团队精神和协作精神;(3)具有良好的心理素质和克服困难的能力。
3.方法能力目标(1)能独立制定工作计划并进行实施;(2)具有独立进行分析、设计、实施、评估的能力;(3)具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力;(4)具有自学能力、理解能力与表达能力;(5)具有将知识与技术综合运用与转换的能力;(6)具有综合运用知识与技术从事程度教复杂的技术工作的能力。
(三)前导课程本课程的为光伏材料加工与应用专业基础课程。
(四)后续课程《半导体材料》,《硅材料科学》,《光伏材料加工》等。
二、课程内容标准(一)学习情境划分及学时分配《材料科学基础》采用以行动为导向,基于工作过程的课程开发方法进行设计,整个学习领域由若干个学习情境组成。
学习情境的设计主要考虑以下因素:1.学习情境的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求。
学习情境是在职业院校实训场地对真实工作过程的教学化加工,以完成具体的工作任务为目标。
2.学习情境的前后排序要符合学生认知规律,按典型材料加工过程中的具体工作进行设计。
根据典型材料加工的真实工作任务为载体,结合职业能力培养规律,整合选取了四个典型工作过程,学习情境的划分如下表1—1所示,教学内容按照结构完整的工作过程教学组织,即划分为“确定工作任务”、“计划”、“实施”、“检查评价”几个阶段,意在培养学生完成综合性工作的能力(二)学习情境描述三、课程实施建议(一)课程教学模式为实现本课程的目标,体现本课程的基本理念,提倡多种教学形式。
广大教师应结合实际情况,创造性开展教学,在教学中总结经验,探索教学规律。
下面就教学方面的一些问题提出建议。
1.落实课程理念,倡导探究性学习本课程的基本理念中强调对学生的科学素质的培养。
科学素质是指学生将来参加社会生活、从事经济生产、作出个人决策做必学的对科学概念和过程的理解,以及一定的探究能力,能较好地理解科学技术与社会的相互关系和科学的本质,形成科学的态度和正确的价值观。
所以倡导探究性学习,对我们的教学工作具有重要的指导意义,应当贯彻在我们的全部教学活动中。
《材料科学基础》学习领域课程的教学,是以材料实际加工过程中组织性能的变化为参照系,将物理化学及结构化学的知识贯穿其中。
2.明确教师在教学活动中的地位,强调以学生为中心的教学。
材料科学的教学是材料加工过程中材料组织及其性能变化的教学,让教师成为教学活动的组织者,以学生为中心,培养其自我判断能力。
其次要让学生有多种机会在不同的情境下去应用它们所学的知识,最后要让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案。
这就要求我们教师在教学过程中尽力帮助学生自己进行知识构建,而不是去复制知识,即教师要引导学生自己去认识和发现知识,认识和发现科学的方法,创造和实现知识与科学方法的应用。
为此,教师就要精心设计每一次的教学活动,要根据不同层次的教学对象,课程的不同内容以及的目标要求灵活多样的组织教学。
或讲授,或讨论,或课题设计,或问题解决,或设立情境。
3.学习领域课程的成绩评价学习领域课程的成绩评价主要分为成果评定、学生自我评价、教师评价三个部分,成绩评价在每一学习情境结束时进行,即进行阶段成绩评价,所有阶段成绩的总和就是课程的成绩。
成绩评价是对工作任务的客观评价,学生自我评价是学生对自己工作过程的主观评价,教师评价是教师对学生在工作过程中的表现所作的主观评价。
学习领域课程的一个显著特征是通过学习,学生将获得典型工作任务的成果。
因而,对成果的评定是衡量学习质量的重要指标。
对于《材料科学》学习领域课程,学习情景的主要工作成果是认识在生产过程中,材料组织性能对于其力学性能的影响。
学习领域课程的实施有赖于学生的学习主动性及较高的自我认同感。
因而,学生自我评价表现出的是学生对自己工作成果的判断,其实质是学生通过这个环节对自己的思维方式、工作方法、工作能力进行反思,从而不断改进,获得提高。
对于以小组方式来完成学习任务时,要按组开展自我评价,这种按组来集体进行的反思,能更清晰、更准确、更客观地反映学生的工作能力水平。
教师评价是指教师对学生在学习过程中表现出的社会能力和方法能力的评价。
主要包括:工作量、工作难度、在小组中作用、工作态度、沟通协调能力等。
(二)教学方法1.引导文法——即引导文教学法。
它是借助专门引导课文(即教学文件,常以引导问题的形式出现),通过工作计划和自行控制工作过程等手段,引导学生独立学习和工作的教学方法。
2.项目教学法——职业教育中,项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的工作任务。
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学行动。
3.四阶段法——遵循“资讯计划、决策、实施、检查评估”这一完整的行动过程序列,在教学中教师与学生互动,让学生通过“独立地获取作息”、“独立地制定计划”、“独立地实施计划”、“独立地评价计划”,在自己动手的实践中,掌握职业技能、习得专业知识,从而构建属于自己的经验和知识体系。
四阶段法是对六阶段法进行简化,合并了决策与计划、检查与评价后形成的教学方法。
4.行动导向教学方法的实施,充分体现了工作行动的整体性,不论各情境中部件及工艺流程的要求的复杂程序如何,都要求完成确定的工作任务,并经过资讯、决策、计划、实施、检查和评价这一普适性过程,使学生在完整、综合性的行动中进行思考和学习,达到学会学习、学会工作,培养方法能力的目的。
从而有效避免了传统教学重视获取信息,忽视如计划和检查这些关键性环节,造成了人才培养的结构性缺陷,如缺乏计划和评估能力,而这些能力恰恰是形成创新能力的基础。
5.团队协作法,这类综合性的工作任务,尤其是加工工艺过程的制定,必须通过小组学习方式,即以一个团队的力量,才能达到目的。
学习的过程中,自然要涉及与本组成员的合作和与其它组成员的合作问题,这就要求学生学会共处、学会作人,在学习过程中培养了社会能力。
(三)教学条件1.标准与规范满足教学需要的标准教室,材料学实验装置,工程热力学实验装置等。
2.教学设施(1)工程热力学试验实训,材料学实验实训、仿真软件。
(2)差热膨胀分析仪、电子显微镜,数码金相显微镜、金相显微镜、金相切割机、金相试磨抛机,镶嵌机,砂轮机,膨胀机、卧式显微镜,仿真,通用计算机,课件,黑板,多媒体、测量工具、测量说明书等。
3.实训条件(1)机加工中心(2)数控加工中心(3) 校外企业(四)课程考评方法本课程采用任务驱动教学法,为实施过程考核提供了条件。
采用过程考核(任务考核)与课程考核(期末考评)相结合的方法,强调过程考评的重要性。
过程考核占70分,课程考核占30分(具体见下表), 取代了依靠一次期末考试来确定成绩的方式。
1.素质考核素质考核由指导的考核教师完成,素质考核总分为10分。
参考以下考核表进行考核。
学生素质考核表2.任务单考核每个学习任务有学生学习的任务工单,考查学生完成任务工单的情况。
参考任务工单考核表进行。
任务单考核=成果评定×60%+学习过程评价30%+团队合作评价10%1.成果评定=自我评分分值20%+班组评分分值×30%+教师评分分值×50%。
2.学习过程评价=自我评分分值20%+班组评分分值×30%+教师评分分值×50%。
3.团队合作评价=自我评分分值20%+班组评分分值×30%+教师评分分值×50%。
3.成绩计算成绩=素质考核成绩总和/15+(任务单考核成绩总和/15)*60%+期末考核成绩*30%。
四、参考文献(一)教材《材料科学基础》(第三版),西北工业大学出版社,2000第一版,教育部高等院校推荐教材。
(二)实训指导书《材料科学》实训指导书校本教材。
(三)参考资料1. 《无机材料科学基础教程》,化学工业出版社,2004.1,胡志强主编.2.《无机材料科学基础(第二版)》,武汉工业大学出版社,1996,陆佩文主编.3.《无机材料物理化学》,中国建筑工业出版社,1986,叶瑞伦编.4.《材料科学基础》,北京航空航天大学出版社,1999,谢希文主编.5.《材料科学基础教程》,哈尔滨工业大学出版社,2003,赵品主编.6.《材料科学基础教程习题及解答》,哈尔滨工业大学出版社,2003,赵品主编.。