金属材料工程专业《功能材料与器件》课程教学大纲

《功能材料与器件》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123508课程名称（中/英文）：功能材料/FunctionMaterialsanddevices课程类别：专业选修课程学分：2.0总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0/0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：材料科学基础教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《功能材料与器件》是金属材料专业的专业选修课程，学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，熟悉功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型功能材料的制备、性能与应用，培养学生成为掌握一定专业知识、视野开阔的高素质人才，为今后的学习和工作打下坚实的基础。在本课程课内授课环节，加入对中国改革开放以来的功能材料研究成绩的回顾，以及结合当前国内外科技发展的热门功能材料，起到激发学生专业自信、道路自信，投入经济建设一线建功立业的热情。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生具有一定的解决工程实际问题的能力，能够根据功能材料的特点和性能规律正确的选择和使用功能材料。具备能够综合运用材料基础理论与专业知识和技能解决功能材料生产工艺、结构和性能改进方面的能力。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.3]掌握工程基础理论和金属材料专业理论，并能够用于解决金属材料领域的复杂工程问题。[毕业要求指标点12.1]了解金属材料工程及其他交叉技术的前沿发展现状和趋势，了解新工艺、新技术和新设备的发展动态。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：通过本课程的学习，掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。（支撑毕业要求的指标点1.3）教学目标2：通过本课程的学习，掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，掌握功能材料的制备方法，具备利用理论知识研究分析功能材料生产工艺过程存在问题的能力，具备能够运用各性能之间的相互制约与变化规律解决生产及使用过程中遇到问题的能力。（支撑毕业要求的指标点1.3）教学目标3：通过本课程的学习，掌握各种功能材料的特性与原理，了解功能材料的应用及发展趋势，具备终身学习能力，了解金属材料工程及其他交叉技术的前沿发展现状和趋势，了解新工艺、新技术和新设备的发展动态。（支撑毕业要求的指标点12.1）四、教学课时安排学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1电性功能材料44001、2、3主题或知识点2敏感材料44001、2、3主题或知识点3超导材料及发展22001、2、3主题或知识点4磁性功能材料22001、2、3主题或知识点5新型能源材料66001、2、3主题或知识点6智能材料与结构44001、2、3主题或知识点7化学功能材料44001、2、3主题或知识点8生物医学功能材料22001、2、3主题或知识点9光学功能材料441、2、3合计323200五、教学内容及教学设计主题或知识点1电性功能材料1.教学内容电子导电材料；电阻材料和电热材料；快离子导体材料；导电薄膜。介绍我国导电材料的发展，介绍我国电池材料及电动车的发展与现状，树立学科和国家自豪感，激发学生投身科学和祖国建设的思想。2.教学重点电子导电材料；快离子导体材料；导电薄膜材料。3.教学难点快离子导体材料导电机理和传导特性；导电薄膜材料的制备。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点2敏感材料1.教学内容热敏陶瓷的基本概念、材料种类、物理特性和应用；气敏陶瓷种类、特性及应用；热释电陶瓷的结构、性能与应用。介绍我国敏感材料的发展现状，树立学科自豪感，使学生树立理论联系实际，自主创新，勇于开拓的科学精神。2.教学重点热敏陶瓷、气敏陶瓷和热释电陶瓷的基本概念和特性。3.教学难点热敏陶瓷、气敏陶瓷和热释电陶瓷的基本概念和特性。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点3超导材料及发展1.教学内容超导材料的基本性质；超导机理；超导材料的发展；超导材料的应用。介绍国内外超导电材料的发展现状，介绍我国高温超导及超导磁悬浮铁路及超级高铁规划，使学生树立学科和国家自豪感，激发学生投身科学创新的热情。2.教学重点超导材料的基本性质；超导机理；超导材料的发展。3.教学难点超导材料的基本性质；超导机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点4磁性功能材料1.教学内容物质的磁性来源及磁学参数；磁性金属材料；铁氧体；有机磁性材料。介绍我国稀土及磁性材料的发展，激励学生勇迎挑战、勇于创新、勇担责任，积极参与祖国科技发展的思想。2.教学重点磁学参数理解，磁性金属材料和铁氧体的材料种类及特性；磁性来源的理解。3.教学难点磁学参数理解，磁性金属材料和铁氧体的材料种类及特性；磁性来源的理解。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点5新型能源材料1.教学内容太阳能电池材料；锂离子电池与电池材料；固体燃料电池材料；储氢材料；热电材料。介绍我国新型能源材料及产业的发展，使学生树立学科和国家自豪感，激发学生投身科学创新，实现自身和社会价值的热情。2.教学重点太阳能电池材料；锂离子电池与电池材料；固体燃料电池材料；储氢材料。3.教学难点锂离子电池材料及发展；固体电解质。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点6智能材料与结构1.教学内容智能材料及结构；智能材料的设计；记忆合金；压电及电致伸缩材料；电流变体。在本节中介绍相关先进材料，使学生树立工匠精神、创新思维，树立自主创新，勇于开拓的科学精神。2.教学重点智能材料的设计；记忆合金；压电及电致伸缩材料；电流变体。3.教学难点压电及电致伸缩材料及制备；电流变效应及机理；电流变液组成。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点7化学功能材料1.教学内容纳米材料；化学薄膜材料；其他有机功能材料。介绍国内外纳米及薄膜材料的发展，介绍相关先进材料，使学生树立工匠精神、创新思维，树立自主创新，勇于开拓的科学精神。2.教学重点纳米材料及制备技术；化学薄膜材料及制备技术。3.教学难点纳米材料的制备技术；化学薄膜材料的制备技术。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点8生物医学功能材料1.教学内容生物医学功能材料的特征；人工器官与生物医学材料发展。在本节介绍相关生物医学功能材料，使学生树立国产替代，勇迎挑战、勇于创新、勇担责任，振兴祖国医学科技材料发展的思想。2.教学重点生物医学功能材料的特征；人工器官材料及发展；药用功能材料及发展。3.教学难点人工器官材料及发展；药用功能材料及发展。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。主题或知识点9光学功能材料1.教学内容光致发光材料的基本原理、性能参数及影响因素，激光器的工作原理与构成，光导纤维的传输原理、特性及材料种类，光子晶体的基本概念、制备和应用。在本节中介绍相关先进光学材料，激发学生对先进光学材料浓厚兴趣，培养学生分析、解决实际工程问题的能力，树立理论联系实际的科学观，激励学生勇迎挑战、勇于创新、勇担责任、报效祖国的科学精神。2.教学重点光致发光材料的基本原理、性能参数及影响因素，激光器的工作原理与构成；激光器的工作原理，光子晶体的基本概念。3.教学难点光致发光材料的基本原理、性能参数及影响因素，激光器的工作原理与构成；激光器的工作原理，光子晶体的基本概念。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、启发式等多种教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例学生成绩考核方式采用平时成绩与期末考试相结合的方式进行，平时成绩占总成绩的60%，主要根据其出勤情况、作业、课堂表现与阶段测验进行评定，其中出勤考核占总成绩5%，作业占总成绩的10%，课堂表现占总成绩的5%，小论文占总成绩的20%；期末考试（开卷考试或课程论文）占60%。学生成绩评定样表考核方式平时成绩期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√√成绩比例%510520602.课程目标考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标与考核方式评价权重表课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核小论文期末考试合计出勤及课堂表现作业教学目标1指标点2.15515~4025~50教学目标2指标点2.15515~4525~55教学目标3指标点12.100200~2020~40合计101020601003.成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（10%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力小论文（20%）深入了解功能材料的应用及发展趋势，充分查阅资料，与课本知识结合独立完成论文，具有独特的见解。较深入了解功能材料的应用及发展趋势，较充分查阅资料，与课本知识结合独立完成论文，具有一定的见解。了解功能材料的应用及发展趋势，查阅资料，与课本知识结合独立完成论文。基本了解功能材料的应用及发展趋势，能够查阅资料，与课本知识结合完成论文。不能了解功能材料的应用及发展趋势，不能够查阅资料，不能独立完成论文。课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，熟练掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。正确掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，正确掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。较正确掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，较正确掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。基本掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，基本掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。未掌握功能材料的分类，基本概念、结构与组成，未掌握各类功能材料的工作原理及影响因素。教学目标2熟练掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，熟练掌握功能材料的制备方法，能熟练分析功能材料生产工艺过程存在问题，正确解决生产及使用过程中遇到问题。正确掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，正确掌握功能材料的制备方法，能较正确分析功能材料生产工艺过程存在问题，解决生产及使用过程中遇到问题。能较正确掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，较正确掌握功能材料的制备方法，能分析功能材料生产工艺过程存在问题，较正确解决生产及使用过程中遇到问题。能基本掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，较基本掌握功能材料的制备方法，基本能分析功能材料生产工艺过程存在问题，基本解决生产及使用过程中遇到问题。不能掌握功能材料的性能、组成、结构之间的关系，不能掌握功能材料的制备方法，不能分析功能材料生产工艺过程存在问题，不能解决生产及使用过程中遇到问题。教学目标3深入理解功能材料的应用及发展趋势，深入了解功能材料领域技术的前沿发展现状和趋势。较深入理解功能材料的应用及发展趋势，较深入了解功能材料领域技术的前沿发展现状和趋