合肥工业大学研究生精品课程建设项目结题报告书

1、合肥工业大学研究生精品课程建设项目结题报告书课程名称金属凝固原理申请人程和法所在单位材料科学与工程申请日期 2009 年11月27日合肥工业大学研究生培养处二OO 年 月课程名称金属凝固原理起止年月2010年1月1日 至2011 年12月30日项目编号完成 单位材料科学与工程学院项目 负责人姓名程和法联 系 电 话职务 职称教授主要 贡献项目建设的主要计划 选，习题工1、教学大纲、教学内容的规划和参考书的遴 己的编制，教学实验的设计和实施主要 参加人姓名单 位职称主要贡献祖方遒材料学院教授教学大纲和课程内容的建设于瑾材料学院副教授教材建设刘兰俊材料学院副教授教学实验和实验大纲的建设李萌盛材料学

2、院副教授教学课件建设张博材料学院教授教学内容建设黄中月材料学院讲师教学课件建设项目计划实施工作报告金属凝固原理是金属材料科学与工程中的一门重要基础理论,因此，是材料材料科学与工程学科本科生和研究生应学习和掌握的基本知识，特别是作为材料科学学科 研究生阶段的重要基础理论，在国内各重点高校的相关学科的研究生培养中均开设了 这么课程。本项目根据本校材料科学与工程学科的硕士研究生培养目标和方案，首先，对教学内容进行了规划、调整和不断完善，经过研究和提炼，确定了课程的内容框架 和范围，形成了一个理论体系较完整、重点和难点突出、学时分配合理的教学大纲。 在教学内容的规划方面，既讲述金属凝固的经典基本原理，

3、 如：液态金属结构、界面 能基本概念、液态金属的结晶基本原理和凝固过程的温度场与传热原理，金属凝固过程的传输基本原及结晶形态的形成机理与影响规律，以及宏观晶体形态的形成原理与 影响因素及其控制原理和方法。又结合凝固理论的研究进展，讲述在凝固理论和技术 研究上形成的新的结果和理论，特别是相关领域的发展对凝固技术的促进作用和形成 的新的凝固技术，一些极端条件下的凝固技术与新的理论， 如：快速凝固技术和理论， 微重力条件下的凝固，超重力，高压条件下的凝固，等。还包括了，新材料制备技术条件下的凝固技术与机理，如：复合材料、单晶材料、非晶材料等的制备原理与凝固 机制。为了配合教学内容，对课程的教学教材和

4、参考书进行了广泛的收集和筛选，在教材方面，经常帅选，选用目前评价好，质量高的研究生教材，并且，选择了一些高质 量的外文和国内有关宁宫科学和技术的专着作为参考书教材。其中包括了着名的美国凝固学家 Flemings M C 的专着Solidification Process,国内着名凝固学家周尧和着的“凝固技术”，等。在实践教学体系的建设方面，根据课程教学内容的要求，进一步建立和完善了实 验教学大纲和指导书，根据实验教学内容，逐步建立了满足课程内容的实验条件， 以 提高课程的水平和教学质量与效果。 通过建设，目前，已经开设了一个实验， 有关铸 件宏观组控制的凝固实验，“超声波振动条件下结晶与铸件宏

5、观组织的观察”，在铸件 的凝固过程中，对其进行超声波振动，对正在凝固中的铸件进行超声波振动， 可以利 用超声波的声空化作用强化液态金属的对流，对正在生长着的晶体的冲刷作用，形成 液相与周相间的相对运动，导致枝晶的破碎，并游离到铸件的中心位置，从而增加液 相中的晶核数量，因而细化晶粒，有利于获得更多的等轴晶；由于超声波声流振动力 的作用，促进铸件顶部形成的晶体下落，即促近结晶雨的形成，并游离到铸件的中心 位置，从而增加液相中的晶核数量，细化晶粒；超声波的空化作用振动还可以引起熔 体内部局部的温度起伏，有利于枝晶的熔断和增殖，从而增加液相中的晶核数量，因 而细化晶粒。通过对静止条件下和振动条件下结

6、晶的铸件凝固宏观组织的观察比较，就能够说明在其它条件相同的情况下，在凝固过程中施加超声波振动对铸件凝固组织 形态的影响。这样，将凝固技术理论与实际结合起来，对促进知识的理解和增强教学 效果起到很重要的作用。在教学手段和方法上，经常建设，基本上建成了课程的课件和多媒体教学的条 件，并且，已经经过了两届的教学实践，学生反映良好，采用多媒体教学资源，可以 将很多新的研究成果及时地融入到教学内容当中，形象生动。目前，国内在个大学和院所的研究生金属凝固原理课程的教学中，尚没有完善成熟的多媒体课件出版，本项 目研制的金属凝固原理课件，处于领先地位。但是，还需要进一步的完善和充实。为了配合课程的教学，和便于

7、学生学习，本项目实施中，设计了一套与课程教学 内容学习相适应的习题集，将重要的核心内容设计成思考题，便于学生的学习和掌握。研究工作总结：1 .课程教学内容方面(1)根据课程建设的任务，建立了一个体系完整、重点难点突出、学时分配合理的 本课程的教学大纲，完善程教学内容。(2)根据本课程的教学目的、要求，合理地选择了受到广泛好评的教材，和与本课 程教学内容相适应的一套在凝固理论和技术研究方面优秀的高水平着作作为本课程 的教学参考书。(3)开展了课程实验教学内容的建设和实验条件的建设，围绕课程核心内容，已经 建设了一个既有理论性，又有很强的实践性的综合实验，编写配套的实验教学大纲和 指导书。(4)围

8、绕教学内容，编写了一套本课程的习题集。2 .师资队伍建设方面在课程师资队伍建设方面，取得了良好的成绩，建设了一只年富力强、学术水平高、教学经验丰富的师资队伍。本课程组现有具有博士学位的教师 5人，其余具有硕 士学位；其中，教授3人,副教授3人。近2年来，本学科引进了 2名从事金属凝固 理论和新材料制备方面研究的30岁以下的年轻教师，均具有博士学位，其中一名是 留学归国人才，黄山学者特聘教授。使得课程教师队伍年龄结构、学历结构、职称结构、学缘结构较为合理，课程队伍整体更加年轻化，科研实力得较强，从而保证课程不断创新发展的需求。3 .多媒体教学手段方面开展了课程多媒体课件建设，根据教学内容和大纲要

9、求，建立了一套内容生动、教 学效果良好的多媒体课件。4 .课程教学相关的实验实践教学条件的建设方面金属凝固原理课程具有内容范围广、 凝固技术和理论的发展迅猛，有关凝固技术 和材料的发展速度也很快，为了加强和巩固理论教学效果，需要及时增加先进凝固技 术实验装备。目前在，传统的金属凝固组织控制方面，已经具备，机械振动结晶实验 条件，较为先进的超声波震动结晶实验条件。 在先进凝固技术装备方面，也新增加了， 单棍快速凝固装置，真空熔炼和快凝装置等，先进的凝固实验条件，可以为本课程的实验和实践教学服务。目前，已经开设了超声波振动条件的铸件凝固组织实验。项目经费总支出万元学校拨款学院配套 资助自筹经费经费

10、支出情况:(1)打印和复印材料费，2500元(2)调研信息费用1700元(3)为实验条件的建设，购置材料和改装费 3800元(4)制作多媒体课件500元(5)购置相应的参考书和文献资料 600元(6)其他项目建设支出900元总计：10000元 成果综述(基本内容、学术价值、社会效益、成果试用范围及效果等)已取得的阶段性成果(附取得成果复印件)：(1)完成教学大纲的修订，完善了课程教学内容(2)选用了课程教材和主要参考书，教材为：胡汉起主编，机械工业出版社出版的 金属凝固原理，主要的参考书包括：a.周尧和主编凝固技术，机械工业出版社出版b.许云华主编金属凝固原理及技术冶金工业出版社c.高义华金属凝固原理西安交通大学出版社(3)围绕教学内容，开展了课程实验的建设，编写了实验指导书，并完善了实验条件 (4)基本完成了课程多媒体教学的课件， 已经在2届的全院硕士生课程教学中