材料综合实验教学大纲（本科）.docx

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1、材料综合实验教学大纲课程名称：材料综合实验课程编号：16128542学时/学分：2周/2.0开课学期：6适用专业：材料科学与工程课程类型：集中实践环节一、课程说明本实践是材料科学与工程专业的一次重要的实验环节，其目的是使学生在学习专业课过程中，以 材料制备、加工、改性、性能测试和组织结构分析表征的工程意义以及性能指标的测试与评价及应用 为主线贯穿始终。把理论知识和实验实际情况有一个较好的结合和比较，进一步了解本专业涉及典型 材料的制备、加工、测试的相关知识，巩固和加深对已学相关技术知识的理解，培养学生理论联系实 践和综合分析问题及解决问题的能力，为后续专业知识学习和实践应用打下良好的基础。二、

2、课程对 毕业要求的支撑毕业要求4,研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备 设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。1.1 掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、 操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。1.2 掌握材料表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测试参数， 并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。三、课程的教学目标1 .掌握金属材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条 件、操作过程等工程问题

3、的基本原理和专业知识。2 .掌握金属材料表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测试参数， 并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。四、实验方式与基本要求1 .实验方式：(1)按照实验室设备和资源情况，分组进行实验；(2)大纲列出七个部分的实验项目。确定实验项目和内容时，注意加强基本技能的训练，同时要有 一定的广度，使学生得到较全面的训练。2 .基本要求：(1)学生在实验前必须认真预习实验讲义中的相关内容，明确实验的基本原理，目的要求及安全事项，教师在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，讲清实验内容、基本要求、实验所用仪 器的使用方法及注

4、意事项；无机非金属材料学，材料工程基础，水泥与混凝土工艺原理，陶瓷工艺学，玻璃工艺学六、建议教材或参考书教材:本课程设计无指定教材，参照教师编写的课程设计指导书。参考书：1硅酸盐工业热工过程及设备，姜金宁，冶金工业出版社，20112水泥工艺学，林宗寿，武汉理工大学出版社，20123玻璃工艺学，西北轻工业学院，中国轻工业出版社，20064陶瓷工艺学，章秦娟，武汉理工大学出版社，2006七、考核方式与评分方法或标准1 .考核方式：撰写设计说明书+图纸2 .评分标准：总成绩 二 设计说明书成绩（50%） +图纸成绩（30%） +出勤情况、与指导教师沟通（20%） 八、课程教学目标与毕业要求关系表九、

5、课程的评价与持续改进机制毕业要求教学目标1 123指标点3.2q指标点4.2q指标点5.2指标点11.2q课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。主要根据学生的设计说 明书、图纸、平时表现和考勤情况进行分析。学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的 课程教学目标达成度分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环 节，以便学生更好达到毕业要求。除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检 查情况、在课程设计过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。本课程为本专业集中实践环节的主要内容之一，随

6、着材料科学与工程的新成果、新技术的不断发 展，在教学内容上根据课时情况对教学内容进行调整。材料工程课程设计教学大纲课程编号：16128539开课学期：7课程类型：集中实践环节课程设计名称：材料工程课程设计学时/学分：2周/2.0适用专业：材料科学与工程专业（高分子方向）一、课程说明材料工程课程设计是在化工原理、高分子化学、高分子物理、聚合物合成工艺学等课程的基础上 进行的一次综合性训练及进行具有总结性的实践性教学环节。通过开展课程设计，使学生综合运用了 所学的专业基础知识，并将其与工程紧密结合，为其提供了理论与实际相结合的方法与过程。培养学 生综合应用各种专业知识解决工程实际问题的能力，培养学

7、生实事求是、耐心细致及严谨负责的工作 作风，使学生走向社会后能尽快适应迅速发展的科学技术对人才的需求。二、课程对毕业要求的支撑毕业要求3设计/开发解决方案：能够综合运用基础理论知识和技术，设计针对材料复杂工程问 题的解决方案，并能够体现创新意识，兼顾社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。指标点3.2根据产品和工程要求完成并优化针对复杂材料工程问题的解决方案，能够考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等制约因素。毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具 备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。指标点4.2：掌握材料

8、表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测 试参数，并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。毕业要求5研究：使用现代工具：能够针对材料复杂工程问题，开发、选择与使用合适的技术、资源、 现代工程工具和信息技术工具，包括对本专业复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。指标点5.2：能够针对材料制备加工、结构表征过程中所遇到的复杂工程问题合理运用现代工具和专 业软件，进行综合分析、预测与模拟，并能理解模拟和预测的局限性。毕业要求11研究：项目管理：具有系统的工程实践学习经历，能够正确理解工程管理原理与 经济决策方法，并能在多学科环境中应用。指标点 11

9、.2:能够正确理解工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。三、课程的教学目标1 .掌握化工设计的基本程序与方法，以及相关设计说明书的撰写和相关数据分析软件的使用。2 .能够根据需求设计，理解和掌握材料工程管理的相关原理与经济决策方法，并能将所学知识在多学科环境中应用。四、课程基本内容和学时安排第一阶段设计准备学生应详细阅读设计任务书，明确设计任务、内容和要求，明确设计步骤，准备设计用具与资料。第二阶段设计计算（5天）根据设计任务的要求确定设计方案，选择换热器的类型及流程，计算传热面积，确定管数、管 程数及管子排列间距，确定换热器壳体直径及壳体厚度，计算换热器流体阻力，确定的换热器尺

10、寸，根据国 家有关标准选择换热器的构件。第三阶段图表绘制（3天）根据设计结果绘制流程图及换热器的装配图。第四阶段设计说明书编写（2天）设计说明书包含：目录，设计原则与依据，设计方案简介与评述，工艺设计及计算，主要设备设计，工艺流程示意图，设备一览表，引用的资料目录等，并附工艺流程图和主要设备结构图。序号阶段内容教学模式对应毕业要求指标 点对应课程教 学目标1设计准备学生自主学习+答疑3.2, 4.2, 5.21, 22设计计算学生自主计算（5天）3.2, 4.21, 23图表绘制学生自主绘制（3天）3.2, 4.214设计说明书编写学生自主编写（2天）3.2, 4.2, 5.2, 11.21,

11、 2合计两周五、先修课程高分子化学，高分子物理，化工原理，聚合物合成工艺学六、建议教材或参考书高分子材料加工厂设计，徐德增，化学工业出版社，2007简明化工制图，林大钧，化学工业出版社，2005化工设计概论，侯文顺，化学工业出版社，2005高分子材料加工设备，徐德增，中国纺织出版社，2009化工原理课程设计，天津大学化工原理教研室，天津科学技术出版社，1994七、考核方式与评分办法或标准.考核方式：撰写设计说明书+图纸。1 .评分标准：总成绩二设计说明书成绩(45%) +图纸成绩(35%) +出勤情况、与指导教师沟通(20%)八、课程教学目标与毕业要求关系表22|教学目标|121毕业要求指标点

12、3.2qq指标点4.2指标点5.2指标点11.2九、课程的评价与持续改进机制课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。主要根据学生的课程考 试试卷、平时作业和考勤情况进行分析。学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的课程 教学目标达成度分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环节, 以便学生更好达到毕业要求。除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检 查情况、在答疑和批改作业或试卷过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。本课程为材料科学与工程专业高分子材料方向的专业限定选修课，随着高分

13、子合成和反应的新成 果、新技术的不断发展，在教学内容上根据课时情况对教学内容进行调整。 要求学生严格遵守实验室管理条例和安全规范，强调安全操作，学生须经指导老师检查，符 合要求者方可离开实验室。五、实验项目的设置与内容提要下面以金属及功能材料方向进行的一个实验方向为例。铜铝银（铜83%,铝13%, 4%,质量百分比）形状记忆合金是一种，其马氏体转变温度约为100C 左右。综合试验过程中让学生通过熔炼（石墨表面覆盖防治氧化）压力加工（热轧）测相变点，热处理 （单层变在840保温10分钟，固溶处理保温热透，在水淬水中100C时效半小时，双层相变在更高温 时得到）形貌观察和性能测试等方式综合所学知识

14、和内容。此外，铜铝银形状记忆合金根据热处理工艺的 不同具有单层记忆效应和双层记忆效应，可根据场地要求、时间安排和学生能力水平对实验周期进行 相应的调整。第一部分熔炼内容：通过熔炼炉进行铜铝银（铜83%,铝13%,锲4%,质量百分比）合金的熔炼。要求：掌握常规熔炼炉的基本操作。学会在熔炼该合金过程中对原材料进行称量和先后添加。采 用普通熔炼炉在大气中进行熔炼,熔炼过程中需要添加石墨覆盖在溶液表面防止溶液氧化。主要 工具：普通熔炼炉。第二部分压力加工一轧制内容：主要通过轧制（热轧）的方法对熔炼出的试样进行加工。要求：初步掌握热轧的加工方法，能够根据所需材料的种类和形状大小选定相应的热轧程序；通 过

15、热轧加深对材料加工工艺中锻造的测定原理、测定方法和应用范围的认识。主要工具：热轧机。第三部分相变点观察内容：对铜铝银合金形状记忆合金相变点进行测量。要求：熟悉操作相变点测量仪。主要工具：相变点测定仪。第四部分改性处理内容：对铜铝银合金进行热处理、固溶处理和时效。要求：单层相变热处理工艺为840C热处理10分钟，经固溶处理保温热透后对样品进行油淬或水淬, 随后将样品放置于100C的沸水进行时效处理。主要工具：马弗炉、淬火池、时效池。第五部分组织形貌观察内容：观察铜铝银形状记忆合金在改性前后的组织形貌，并进行比较。要求：掌握金相制备，金相显微镜的使用方法及工作原理。主要工具：金相显微镜。第六部分结

16、构观察内容：测定铜铝银形状记忆合金在改性前后的结构，并进行比较。要 求：掌握X射线粉末使用方法及工作原理。主要工具：X射线粉末衍射仪。第七部分性能测试内容：测定铜铝银形状记忆合金在改性前后的性能，并进行比较。要 求：掌握根据材料和试样形状大小的的不同选择合适的硬度计。主要 工具：硬度计。序号实验项目教学模式对应毕业要求指标 点对应课程教学目 标1形状记忆合金的熔炼现佥6学时4.112压力加工轧制实验6学时4.113相变点观察实验6学时4.1, 4.21,24改性处理实验6学时4.115组织形貌观察靖6学时4.226结构观察勤佥4学时4.227性能测试实验4学时4.22合计38学时六、实验报告1

17、 .每个实验开展前，要求学生认真预习并撰写规范的预习报告，内容包括：实验名称、目的要求、画 出主要实验装置图、提炼实验中可能存在的问题等；2 .每个实验完毕后，学生要认真写出一份规范的实验报告，内容包括：实验名称、目的要求、实 验结果分析、总结与讨论等。鼓励学生在报告中写出自己创新性，有独到之处的见解，设计方案等；3 .实验报告必须附有原始数据记录，原始数据记录中必须写明实验时间、地点、仪器组别编号、仪器的 规格型号等；4 .教师对实验报告要认真进行批阅。对报告中出现的独到见解或问题应进行批注、写出评语、课 程结束后应在规定时间内上报学生实验成绩。七、实验课的考核方式与评分办法或标准成绩评定根

18、据实验平时成绩、实验报告成绩综合评定。实验平时成绩包括考勤、实验操作能力和预习报告，占总成绩30%；实验报告成绩包括对实验基本原理的理解、实验方法的掌握以及实验结果 的分析等，占总成绩70%。八、课程教学目标与毕业要求关系表九、课程的评价与持续改进机制教学目标12毕业要求指标点4.1q指标点4.2q课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。主要根据学生的实验报 告和考勤情况进行分析。学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的课程教学目标达成度 分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环节，以便学生更好达 到毕业要求。除了学院的本科教学工

19、作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检 查情况、在批改实验报告过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。本课程为材料科学与工程专业的实践必修课，随着新材料的出现及技术的不断发展，可根据课时 情况对教学内容进行调整。材料工程课程设计教学大纲课程设计名称：材料工程课程设计课程编号：16128539学时/学分：2周/2.0开课学期：7适用专业：材料科学与工程专业（金属及功能材料方向）课程类型：集中实践环节一、课程说明课程设计是本专业集中实践环节的主要内容之一，是学习专业技术课所需的必要教学环节。本课 程设计要求学生根据具体设计题目的要求，综合运用学过的基础理论知识、基

20、本工具与设计课题相关 的参考资料，设计一种金属材料产品的生产工艺流程、热处理工艺及相关设备选型分析，同时对箱式 电阻加热炉进行简单的结构设计与计算。二、课程对毕业要求的支撑毕业要求3设计/开发解决方案：能够综合运用基础理论知识和技术，设计针对材料复杂工程问 题的解决方案，并能够体现创新意识，兼顾社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。指标点3.2报据产品和工程要求完成并优化针对复杂材料工程问题的解决方案，能够考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等制约因素。毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备 设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分

21、析并得到合理有效的结论。指标点4.2：掌握材料表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测 试参数，并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。毕业要求5使用现代工具：能够针对材料复杂工程问题，开发、选择与使用合适的技术、资源、现 代工程工具和信息技术工具，包括对本专业复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。指标点5.2：能够针对材料制备加工、结构表征过程中所遇到的复杂工程问题合理运用现代工具和专 业软件，进行综合分析、预测与模拟，并能理解模拟和预测的局限性。毕业要求11项目管理：具有系统的工程实践学习经历，能够正确理解工程管理原理与经济决 策方法，并

22、能在多学科环境中应用。指标点 11.2：能够正确理解工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。三、课程的教学目标1 .能够综合运用基础理论知识和技术，根据金属零件的结构和服役条件，合理选择生产方法，设 计生产工艺流程。2 .培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力，掌握箱式电阻加热炉的设计方 法。四、课程设计基本内容和学时安排设计内容有两个部分：第一部分：根据具体零件的服役条件及其可能的失效形式、工作环境及性能 要求选择合适的材料，并制定适宜的零件加工工艺路线及热处理工艺曲线；第二部分：箱式电阻加热炉 的筑炉材料选择、结构计算、加热系统计算等环节，撰写设计说明书，并画出炉

23、体结构图。第一周1 .设计准备：（2天）学生应详细阅读设计任务书，明确设计任务、内容和要求，明确设计步骤， 准备设计用具，查找相关资料。2 .设计计算（3天）按设计任务进行选择材料，制定零件加工工艺和热处理工艺曲线。第二周1 .图表绘制（3天）箱式电阻加热炉的筑炉材料选择、结构计算、加热系统计算等环节，根据设计结果绘制炉体结构 图。2.设计说明书编写（2天）计说明书包含：目录，设计原则与依据，生产方法和工艺流程及产品方案介绍，原材料及产品的 技术指标，工艺计算，计算结果，设备一览表，引用的资料目录等。五、先修课程机械制图，工程材料学，材料科学基础，材料工程基础，热处理原理与工艺六、建议教材或参

24、考书1工程材料及其热处理，崔明铎 ，机械工业出版社，20092金属热处理工艺学，夏立芳，哈尔滨工业大学出版社 ，20083热处理设备,王书田 ，中南大学出版社，2011七、考核方式与评分办法或标准1 .考核方式：撰写设计说明书+图纸。2 .评分标准：总成绩=设计说明书成绩（40%） +图纸成绩（30%） +出勤情况、与指导教师沟通（30%）八、课程教学目标与毕业要求关系表教学目标123毕业要求卜、指标点3.2q指标点4.2q指标点5.2指标点11.2q材料工程课程设计教学大纲课程名称：材料工程课程设计课程编号：16128539学时/学分：2周/2.0开课学期：6适用专业：材料科学与工程（建筑材

25、料方向）课程类型：集中实践环节一、课程说明材料工程课程设计是本专业集中实践环节的主要内容之一，是学习专业技术课所需的必要教学环 节。通过课程设计的教学实践，使学生所学的基础理论和专业知识得到巩固，并使学生得到运用所学 理论知识解决实际问题的初步训练。课程设计的设置应使学生接触和了解实际工程生产工艺设计从收 集资料、方案比较、计算的全过程，进一步提高学生的分析、综合能力以及工程设计的基本能力，为 今后的毕业设计做必要的准备。二、课程对毕业要求的支撑毕业要求3设计/开发解决方案：能够综合运用基础理论知识和技术，设计针对材料复杂工程问 题的解决方案，并能够体现创新意识，兼顾社会、健康、安全、法律、文

26、化以及环境等因素。指标点3.2根据产品和工程要求完成并优化针对复杂材料工程问题的解决方案，能够考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等制约因素。毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备 设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。指标点4.2：掌握材料表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测 试参数，并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。毕业要求5使用现代工具：能够针对材料复杂工程问题，开发、选择与使用合适的技术、资源、现 代工程工具和信息技术工具，包括对本专业复杂工程问题的预

27、测与模拟，并能够理解其局限性。指标点5.2：能够针对材料制备加工、结构表征过程中所遇到的复杂工程问题合理运用现代工具和专 业软件，进行综合分析、预测与模拟，并能理解模拟和预测的局限性。毕业要求11项目管理：具有系统的工程实践学习经历，能够正确理解工程管理原理与经济决 策方法，并能在多学科环境中应用。指标点 11.2：能够正确理解工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。三、课程的教学目标1.要求学生根据具体设计题目的要求，综合运用学过的基础理论知识、基本工具、与设计课题相关 的参考资料，设计一种无机非金属材料产品的生产工艺流程及相关设备选型分析。要求学生了解无机 非金属材料的生产设备

28、，理解无机非金属材料的生产工艺基本原理，掌握无机非金属材料的 生产工艺流程，熟练掌握无机非金属材料生产制备过程中原料配比计算、烧成制度确定、热量平衡和 物料平衡计算等工艺设计方法。2 . 了解无机非金属材料领域的新材料、新工艺、新设备和先进的材料制备与加工生产方法，以及木 专业的发展现状和趋势；培养综合运用相关课程的理论、结合生产实际分析和解决工程实际问题的能 力，掌握设计方法，熟悉整个设计过程。3 .培养学生理论联系实践、运用扎实的理论和创新思维分析问题、解决问题的基本思维能力和素质。 四、课程设计基本内容和学时安排本蝴门综合性设计课程，内容涵盖冰泥与湖疑土工艺原理、陶瓷工艺学、瓒离工艺学等

29、课 程各主要章节。本课程要求完成设计报告一份，具体内容包括：1 .材料制备前的准备工作（1天）选择一种无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）的生产制备工艺设计的题目作为设计课题，明确 设计任务、内容和要求，明确设计步骤，准备设计资料。2 .设计计算（4天）按照设计任务中制备材料要求，选择适合的原料，预设对原料进行预处理，分析预处理前后原料 在组成、结构与性能方面的变化，确定适宜的原料预处理工艺；根据成分要求，进行配料计算，进行 配方设计；设计制备工艺流程与相应工艺参数的范围，关于水泥回转窑、玻璃池窑或陶瓷隧道窑的热工 制度的确定需详细说明，。3 .图表绘制（2天）对于原料预处理及无机非金属材料的生产过程中采用的主要工艺设备要根据已知条件进行选型分 析，画出制备工艺流程图，画出热工设备结构示意图，画出车间布置图。4 .撰写设计说明书（2天）设计说明书包含：目录，设计原则与依据，生产方法和工艺流程及产品方案介绍，原材料及产品 的技术指标，工艺计算，计算结果，设备一览表，引用资料目录等。序号项目教学模式对应毕业要求指标 点对应课程教学目 标1准备工作1天3.2, 4.21, 22设计计算4天3.2, 4.2, 5.2, 11.21, 2, 33图表绘制2天3.2, 4.2, 5.2, 11.21, 2, 34设计说明书撰写2天4.2, 5.2, 11.22, 3合计9天五、先修课程