《专业综合实验》教学大纲（本科）.docx

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1、专业综合实验教学大纲课程英文名Design for Integrative Experiment of Materials课程代码05P0005学分3总学时48课程类别专业课课程性质必修先修课程材料科学基础材料工艺学材料结构表征材料性能测试适用专业材料科学与工程开课学院材料与化学学院执笔人审定人专业建设 委员会制定时间2020年10月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位专业综合实验课程是材料科学与工程专业的重点实验必修课，在专业人材培养中， 主要培养基本的操作技能和动手能力，加深理论课程内容的理解，对于正确理解和应用

2、材料 学课程内容起到巩固的作用。训练学生对多种材料的制备工艺及性能测试的实验技能，掌握 烧结、相变、相平衡、固相反应、电化学反应、介电常数、电阻率等的实验方法和测试技术， 验证、巩固材料科学基础与材料现代研究方法课堂上讲授的基本原理，培养进入专业学习后 的实际动手操作能力，根据实验室条件，做到人人动手操作。（二）课程目标1 .熟悉材料科学研究的一般程序，对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征整 个过程具备全面了解与掌握，理解材料的设计思路和研究方法。2 .能够利用各种测试表征手段对实验室制备的材料进行成分的鉴定，对其微观组织结 构，物理化学等性能进行分析测试，能够对实验数据进行处理和分析。

3、3 .能够将理论知识与实践技能有机结合在一起，掌握综合运用所学知识分析问题、解 决问题的能力。二、课程目标达成的途径与方法专业综合实验课程教学以实践教学为主，结合自主学习，针对某种特殊材料，要求 学生根据所学习到的知识，综合性的实验来解决材料研究中遇到的问题,培养学生分析问题、 解决问题、设计实验以及团队合作和创新等能力，具备解决复杂工程问题的能力。（1）实验前通过自主学习环节，对材料的用途、制备、测试表征整个过程全面了解，能够 对材料的组分、工艺、测试等制定设计方案。（2实验教学部分，每个学生选择3个实验，训练实验操作技能、提高培养处理问题的能力 和团队协作能力。（3）实验总结报告部分，通过

4、学生对实验结果的总结分析，培养理论知识的应用能力，数 据分析处理能力以及思考问题的能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求9毕业要求10课程目标工H (0.5)M (0.2)M(0.1)M(0.2)M(0.2)课程目标2M (0.1)H (0.4)H0(0.5)H(0.6)L(O.l)课程目标3H (0.4)H(0.4)H(0.4)M(0.2)H(0.7)注：L支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）;（3）设计/开发解决方案：能 够针对新材料的组分设计、性 能检测、工艺制定

5、和质量管理 等多方面综合性的复杂工程 问题提出合理解决方案，在材 料设计、生产与工程应用坏力 中体现创新意识，考虑社会、 健康、安全、法律、文化以及 环境等因素，设计并制订特定 性能的新材料开发全周期、标 准和规范。3-2能够进行系统或工艺全周 期、全流程设计，并能够针对 特定需求进行可行性分析，体 现创新意识；专业综合实验 （0. 20）（4）研究：能够应用材料科 学与工程基本原理及相关学 科知识对新材料的产品设计、 性能检测、工艺制定和质量管 理等复杂工程问题进行创新 性研究，包括材料成分设计、 生产工艺规范制定、产品检 测、数据分析等多个相互关联 的子问题，并通过信息综合得 到合理有效的

6、结论。4-2能够针对复杂工程问题设 计实验、获取对象特性，选择 研究路线，设计实验方案；专业综合实验。30）4-3能够应用创新实践、材料 类专业、工程基础等相关知识 构建实验系统、采集实验数 据、进行有效分析、得到合理 结论。专业综合实验（0.20）(5)使用现代工具：能够针 对新材料的产品设计、性能检 测、工艺制定和质量管理等复 杂工程问题，体现创新意识， 选择、使用适当的互联网技 术、文献资源、现代工程工具、 信息技术工具和材料专用分 析软件，对新材料的产品设 计、性能检测、工艺制定和质 量管理等多方面复杂工程问 题进行分析、预测与模拟，了 解新材料计量检测领域的前 沿理论与发展趋势。5-

7、4能够对具体对象选用现代 工具,预测与模拟专业问题， 理解使用工具的局限性。专业综合实验(0.25)(9)个人与团队：具有一定 的组织管理能力、表达能力和 人际交往以及在团队中发挥 作用的能力，能够在多学科背 景下的团队中承担个体、团队 成员以及负责人的角色。9-2能够在新材料研发、计量 检测及工程应用中承担不同 的角色并帮助项目团队实现 目标。专业综合实验。20)(10)沟通：能够就新材料的 产品设计、性能检测、工艺制 定和质量管理等多方面的复 杂工程问题，与材料类行业的 同行及社会公众进行有效沟 通和交流，并具备一定的国际 视野，能够在跨文化背景下进 行沟通和交流。10-2能够了解新材料计

8、量检 测领域的国际发展趋势、研究 热点，能撰写项目总结报告、 产品检测报告和技术文稿，并 能正确答辩或解答提出的问 题；专业综合实验(0.20)四、课程内容及基本要求序 号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性 质实验类别1锂离子电池的工作原 理、制备及充放电性 能测试16掌握锂离子电池的工作原理及 制备流程，学习锂离子电 池的性能测量系统；根据 结果判断工艺、组织、性 能之间的关系。综合选做2稀土掺杂玻璃的制备 及性能测试16掌握稀土掺杂玻璃的制备流 程，了解稀土离子的发光 机理和测试方法，并能根 据结果判断制备工艺与发 光性能之间的关系，根据 结果判断工艺、组织、性 能之间的关系。综合选做

9、3水热法制备纳米磁性 材料16掌握水热法制备纳米氧化锌基 稀磁半导体的工艺；掌握 纳米氧化锌基稀磁半导体 水热法制备的工艺实验原 理、方法与一定的操作技 能。综合选做4Metal-free纳米半导 体材料的合成及可见 光催化性能测试16掌握Metal-free层状氮化碳的 结构特征及其应用背景； Metal-free层状氮化碳半 导体纳米材料的合成过 程；理解光催化反应原理； 掌握光催化降解测试方 法；综合选做5电化学恒电位仪的制 作与使用16掌握电化学恒电位仪的原理与 制作综合选做6TiAI合金晶体学仿真 计算实验16掌握材料计算原理，用Materials Studio 软件、VASP软件、

10、VESTA软件等进行仿真计算综合选做7不锈钢的焊接及性能 和组织观察16掌握不锈钢及其焊接工艺特 点，了解常用的钎料和钎 齐1，掌握奥氏体不锈钢的 钎焊方法、性能评价及其 显微组织的观察综合选作8太阳能电池辅助全解 水制氢系统的设计及 性能表征16掌握太阳能电池辅助制氢原 理，电极测试及效率评价。综合选作注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。五、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核实验操作、实验报告实验方案设计，实践操作能 力以及发现问题和解决问题 的能力；实验数据分析总结 能力。共 100%期末考核考核类别考查成绩登记方式百分制六、推荐教材与主要参考书（-）推荐教材：自编教材专业综合实验