《材料工程基础》课程教学大纲

《材料工程基础》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101133123502课程名称（中/英文）：材料工程基础/FundamentalsofMaterialsEngineering课程类别：学科专业基础课程学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：大学物理、专业导论教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的本课程系金属材料工程专业的学科专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握工程材料的来源、制备方法、组织性能、成型加工、使用范围等方面的基础知识，理解材料的成分、加工工艺、组织结构和性能之间的关系，为以后学习各类材料科学的相关知识和研制开发新材料奠定良好的基础。同时介绍本课程相关知识在国民经济与国家重大工程项目中的应用，倡导尊重科学、认真负责的工作态度，激发学生努力学习专业知识的兴趣，树立开拓创新、报效祖国的远大理想。2.对接培养的岗位能力掌握本专业领域的理论基础知识，熟悉金属材料制备过程中的关键工艺步骤，具有分析解决问题的能力及实践技能，具有良好的身心素质和人文科学素养，安全责任意识，职业道德，社会责任感，以及自我学习或终身学习的能力，能不断地更新知识、拓展能力，满足经济社会发展需求；具有工程创新潜质和国际视野，具有团队合作与沟通交流能力，能够在跨学科的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。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2.1]能够运用自然科学和金属材料工程科学的基本原理，识别金属材料领域复杂工程问题。[毕业要求指标点4.1]能够基于科学原理，通过文献研究或材料分析方法，调研和分析金属材料相关的复杂工程问题的解决方案。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：掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。熟悉金属材料制备过程中的关键步骤。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标2：掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。掌握金属热处理基础知识，简单掌握热处理类型及相关组织。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标3：熟悉液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标4：结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的复杂工程问题，实现学生专业能力、实践创新精神及人文素养的培养。（支撑毕业要求指标点4.1）四、教学课时安排（一）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绪论22001主题或知识点2金属冶金88001、2、3主题或知识点3粉末冶金44001、2、3主题或知识点4金属材料热处理44001、2、3主题或知识点5铸造66002、3、4主题或知识点6压力加工44002、3、4主题或知识点7焊接44002、3、4合计323200五、教学内容及教学设计主题或知识点1绪论1.教学内容材料的进展、种类，以及本课程的目的、意义、要求。通过介绍材料科学的发展历程和最新进展，引导学生认识到材料科学在国家发展、科技进步中的重要地位，激发学生的爱国情怀和为国家科技进步贡献力量的责任感。2.教学重点材料的种类。3.教学难点材料的特点。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点2金属冶金1.教学内容冶金工艺，材料的分类及其用途，高炉炼铁的原理和设备，高炉内发生的基本反应，高炉冶炼产品，非高炉炼铁法。铝及其合金类型、铝的冶炼方法，主要熟悉Al2O3的制备、冰晶石电解铝；铜及其合金类型、铜的冶炼方法，主要是铜的火法冶炼与电解精炼；镁及其合金类型、镁的冶炼方法，镁的还原熔炼，钛及其合金类型、钛的冶炼方法，钛的还原熔炼。结合我国钢铁工业的发展历程和成就，讲述冶金工程师的奋斗故事，培养学生的艰苦奋斗精神和自强不息的品格；强调冶金过程中的节能减排和环保措施，引导学生思考科技发展与环境保护的平衡，培养可持续发展的观念。2.教学重点钢铁冶金、铝、铜、镁、钛及其合金的特征与用途。3.教学难点镁、钛的还原熔炼。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点3粉末冶金1.教学内容掌握粉末的基本属性，熟悉其制取工艺，对球磨法、还原法和雾化法做重点要求。掌握一定的成形工艺，熟悉等静压成形的原理与过程，理解干燥过程与烧结机理。强调粉末冶金技术在现代工业中的应用和重要性，如航空航天、汽车制造等领域，激发学生的专业兴趣和职业认同感。2.教学重点粉末的制取与成形。3.教学难点粉末的干燥与烧结过程。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点4金属材料热处理1.教学内容热处理基本原理、热处理种类、正火、淬火、退火、回火工艺，TTT曲线及其应用。通过热处理工艺的介绍，引导学生理解工艺优化对于提高产品质量和性能的重要性，培养精益求精的工匠精神；结合热处理技术在航空航天、能源等领域的应用实例，激发学生的爱国情怀和创新精神。2.教学重点热处理基本原理、TTT曲线。3.教学难点能熟练的使用TTT曲线分析热处理过程。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点5铸造1.教学内容铸造生产概述，液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性及其对铸件质量的影响，铸件的应力、变形和冷裂对铸件质量的影响，铸件的偏析及其对铸件质量的影响，铸件中的气体与非金属夹杂及其对铸件质量的影响，熟悉砂型铸造的流程，掌握特种铸造的类型及各自特征。通过铸造工艺的介绍，引导学生认识到传统工艺与现代科技的结合对于制造业发展的重要性，培养创新思维和跨界合作的能力；结合我国铸造工业的发展成就和国际地位，激发学生的民族自豪感和自信心，鼓励他们为铸造工业的发展贡献智慧和力量。2.教学重点液态金属的充型能力，铸造合金的收缩，铸件的应力、变形和冷裂，铸件的偏析，砂型铸造。3.教学难点液态金属的充型能力，铸造合金的收缩，铸件的应力。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点6压力加工1.教学内容压力加工生产概述，应使学生掌握金属的塑性加工成型性，熟悉锻造、压制、冲裁、拉拔等成型加工过程，金属原材料的成型加工质量控制，毛坯或零件的成型加工。通过压力加工技术的介绍，引导学生认识到金属材料的可塑性和加工性对于制造业的重要性，培养材料加工技术的兴趣和热情。2.教学重点金属的塑性加工成型性、热加工及冷加工过程中的组织及性能变化。3.教学难点加工及冷加工过程中的组织及性能变化。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。主题或知识点7焊接1.教学内容焊接生产概述，应使学生掌握金属材料的焊接性，熟悉电弧焊原理及其过程，了解焊接接头组织，了解特种焊接方法。强调焊接过程中的安全操作和防护措施，引导学生树立安全意识，保护自身和他人的安全；引导学生认识到焊接在现代工业中的广泛应用和重要性，培养焊接技术的兴趣和职业认同感。2.教学重点金属材料的焊接性、电弧焊。3.教学难点金属材料的焊接性。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目大作业其他√√√√成绩比例%10101010602.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（%）过程性考核期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点2.17415~2526~36教学目标2指标点2.16515~2026~31教学目标3指标点2.17610~2523~38教学目标4指标点4.10510~2015~25合计2020601003.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（20%）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。阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀。完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良。完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等。完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格。没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格。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熟练掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。熟悉金属材料制备过程中的关键步骤。准确掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。清楚金属材料制备过程中的关键步骤。掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。了解金属材料制备过程中的关键步骤。基本掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。基本了解金属材料制备过程中的关键步骤。不能掌握钢铁材料的冶炼方法，冶炼过程控制，有色金属铝、铜、镁、钛的基础知识，合金系列，各自的冶炼方法和冶炼特点。不熟悉金属材料制备过程中的关键步骤。教学目标2熟练掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。熟练掌握金属热处理基础知识，掌握热处理类型及相关组织。准确掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。准确掌握金属热处理基础知识，掌握热处理类型及相关组织。掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。掌握金属热处理基础知识，简单掌握热处理类型及相关组织。基本掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。基本掌握金属热处理基础知识，简单掌握热处理类型及相关组织。不能掌握粉末的制取，烧结，粉末冶金在材料中的应用，以及其它特种冶金方法。不能掌握金属热处理基础知识，以及热处理类型及相关组织。教学目标3熟练掌握液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。熟练掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。准确掌握液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。准确掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。掌握熟悉液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。基本掌握液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。基本掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。不能掌握液态金属的充型能力，铸造合金的收缩特性，铸件的应力、变形和冷裂，铸件中的偏析。不能掌握金属的塑性加工成型原理及其类型，金属材料的焊接性、焊接方法等。教学目标4熟练结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的复杂工程问题。准确结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的复杂工程问题。结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的复杂工程问题。结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的工程问题。不能结合金属材料工程专业知识，解决和分析相关的工程问题。七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：毕大森主编.材料工程基础.机械工业出版社,2011主要参考书：（1）齐乐华主编.工程材料与机械制造基础（第2