《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)2》課程教學(xué)大綱

《材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)2》課程教學(xué)大綱一、基本信息中文名稱:材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)（2）英文名稱：FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering（2）課程代碼：19043202課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)分：2.5總學(xué)時：40（其中理論：40實驗：0上機：0實踐：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)先修課程：高等數(shù)學(xué)A、大學(xué)物理B、無機與分析化學(xué)、物理化學(xué)B開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)系二、課程地位與作用本課程是高分子材料與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。與高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料研究方法、材料化工基礎(chǔ)等共同構(gòu)成高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識體系。該課程是學(xué)生學(xué)習(xí)高分子材料與工程專業(yè)其他專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是今后從事材料研究與制備工作的基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、2.1、3.1學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，堅定理想信念，厚植愛國主義情懷，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，踐行工匠精神，達到立德樹人的育人目標(biāo)。通過掌握材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能及設(shè)備和加工等知識，使其具備初步分析材料結(jié)構(gòu)、簡單設(shè)計材料制備工藝的能力，為今后專業(yè)學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：課程目標(biāo)1：掌握高分子材料與工程專業(yè)知識，包括固溶體、晶體學(xué)等基本概念、理解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的基本制備方法及原理等知識。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3）課程目標(biāo)2：掌握材料科學(xué)的基本理論和分析方法。包括利用位錯滑移和攀移的規(guī)律分析材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生原因；利用堆積系數(shù)的計算方法分析材料的致密程度；使用晶向指數(shù)、晶面指數(shù)能夠標(biāo)定晶向、晶面等。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點2.1）課程目標(biāo)3：能夠利用高分子材料的基本制備方法及原理，初步提出合理的聚合物材料設(shè)計方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點3.1）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點教學(xué)方式考核方式目標(biāo)11.3掌握工程基礎(chǔ)知識，并能針對高分子材料相關(guān)工程問題進行分析與設(shè)計。課堂講授、典型案例分析、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)課程期末考試課程作業(yè)目標(biāo)22.1掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論和分析方法，具有較強的計算和數(shù)據(jù)處理、分析能力。課堂講授、典型案例分析、課后答疑、課后討論、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和課程作業(yè)課程期末考試課程作業(yè)目標(biāo)33.1掌握高分子材料加工的基礎(chǔ)知識，能夠?qū)Ω叻肿硬牧系脑O(shè)計和加工等環(huán)節(jié)提出合理的設(shè)計方案。課堂講授、典型案例分析課程作業(yè)四、主要教學(xué)內(nèi)容第1章材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（10學(xué)時,支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、2.1）教學(xué)要求：了解材料結(jié)構(gòu)的含義；了解固體表面的特性；了解固體擴散的宏觀規(guī)律及擴散的微觀機制。理解共價鍵、離子鍵、金屬鍵、范德華鍵、氫鍵的特點；理解雜化軌道、分子軌道理論及費米能級和能帶的概念；理解線缺陷的概念，固溶體、中間相的基本概念；晶體缺陷的分類及特點，點缺陷的分類。掌握晶體學(xué)基本概念，并能夠使用晶向指數(shù)、晶面指數(shù)標(biāo)定晶向、晶面，給出晶向指數(shù)、晶面指數(shù)能夠畫出對應(yīng)的晶向、晶面；掌握熱缺陷與雜質(zhì)缺陷的區(qū)別，位錯的分類，位錯滑移和攀移的規(guī)律；掌握表界面，表面張力和表面自由能的基本概念。重點：晶向指數(shù)、晶面指數(shù)；位錯。難點：柏格斯矢量的確定第2章材料組成與結(jié)構(gòu)（10學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、3.1）教學(xué)要求：了解材料和組成的基本內(nèi)容；理解聚合物的組成和結(jié)構(gòu)的基本特征；理解金屬材料、合金材料的組成和結(jié)構(gòu)；理解無機非金屬材料中的簡單晶體結(jié)構(gòu)，非晶體結(jié)構(gòu)，及陶瓷和碳化合物的組成和結(jié)構(gòu)；掌握復(fù)合材料的定義、組成、結(jié)構(gòu)及界面。重點：復(fù)合材料的組成好結(jié)構(gòu)難點：復(fù)合材料的界面第3章材料的性能（6學(xué)時,支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、3.1）教學(xué)要求：了解復(fù)合材料的性能；了解納米材料及效應(yīng)。理解材料的電學(xué)性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能相關(guān)的基本概念及特性；掌握固體材料的力學(xué)性能、熱性能的基本概念及特性；掌握材料的耐腐蝕性。重點與難點：固體材料的力學(xué)性能、熱性能第4章材料的制備及加工（6學(xué)時,支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、3.1）教學(xué)要求：理解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料的基本制備方法及原理；掌握金屬材料的加工工藝性和聚合物的成型加工特性及成型加工方法。重點：聚合物的成型加工特性及成型加工方法。難點：金屬材料的加工工藝性第5章高分子材料（4學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3、3.1）教學(xué)要求：了解高分子合金的相容性，了解熱塑性塑料、工程塑料及熱固性塑料的基本組成、制備及應(yīng)用；理解橡膠的結(jié)構(gòu)及性能，天然纖維和合成纖維的基本概念及性能，膠粘劑、涂料的的基本概念及應(yīng)用；理解吸附性高分子材料、高分子功能膜材料的概念；掌握螯合樹脂、離子交換樹脂的吸附機理；掌握膜分離機理。舉例說明材料發(fā)展的歷程，突出創(chuàng)新精神助力中國發(fā)展，通過科學(xué)家的科學(xué)精神厚置愛國主義情懷。重點：螯合樹脂、離子交換樹脂的吸附機理第6章金屬材料（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3）教學(xué)要求：了解金屬材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；了解超耐熱合金、超低溫合金、超塑合金、非晶態(tài)金屬材料的基本概念，理解形狀記憶合金的概念及形狀記憶效應(yīng)機理，儲氫合金概念及儲氫原理。重點及難點：狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)機理第7章無機非金屬材料（2學(xué)時，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.3）教學(xué)要求：了解無機非金屬材料的分類和特點；理解水泥與玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體材料和超導(dǎo)材料的基本概念。重點：半導(dǎo)體材料和超導(dǎo)材料。難點：超導(dǎo)現(xiàn)象及臨界條件。五、教學(xué)方法課堂講授、翻轉(zhuǎn)課堂、課堂討論、作業(yè)、考試等多種形式進行，通過典型案例將課程思政融入課程當(dāng)中。六、課程考核和成績評定方式課程考核：采用閉卷和平時考核方式結(jié)合，考試成績占70%，平時考核（平時作業(yè)）占30%。七、教材及參考文獻1、教材顧怡，趙長生，材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)（第二版），北京，化學(xué)工業(yè)出版社，20112、主要參考教材和參考文獻[1]胡庚祥，蔡珣，戎詠華，材料科學(xué)基礎(chǔ)（第二版），上海，上海交通大學(xué)出版社，2006[2]曾兆華，楊建文，材料化