《材料科学基础II》课程教学大纲

《材料科学基础II》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134223402课程名称（中/英文）：材料科学基础II/FundamentalsofMaterialsScienceII课程类别：专业必修课程学分：2总学时：32理论学时：26实验/实践学时：6适用专业：焊接技术与工程适用对象：本科先修课程：机械制造基础、金工实习、材料科学基础I教学环境：多媒体教室/实验室开课学院：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主要介绍扩散、钢的热处理和常见工程材料三部分内容，通过学习要求学生掌握常用工程材料成分－加工工艺－组织－性能－应用之间关系的一般规律，熟悉常用的工程材料，具有根据机械零件的服役条件和失效形式、合理选用工程材料、正确设计所应采用的热处理方案的初步能力。学生应在工程实践中理解并遵守职业道德和行为规范，勇于担当，始终以贡献国家、服务社会为己任，把所学的理论知识应用于中国特色社会主义建设实践。2.对接培养的岗位能力具备良好的焊接技术与工程相关领域的材料检测分析和研究开发能力，能够胜任常用工程材料的热处理工艺制定和组织检测分析工作，并能根据零件的服役条件选择合适的材料。具有高度的安全意识和社会责任感，在生产中有团队合作精神和自我牺牲精神，始终以国家和社会利益放在第一位。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1.2]能够根据工程力学、机械设计、材料科学、电工电子等工程基础知识，运用焊接技术工作原理分析加工过程中的典型工程问题。[毕业要求指标点2.1]掌握数学、自然科学和相关工程科学原理，识别和判断问焊接工程技术领域复杂工程问题。[毕业要求指标点3.1]能够针对焊接加工领域复杂工程问题，明确设计需求，利用自然科学、材料科学及工程的基本原理和技术手段，提出焊接结构设计与加工工艺开发及优化等过程中的具体解决方案。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：通过金属材料的基本知识学习，掌握工业用钢、铸铁、有色金属等材料分类及合金化特点，并将其应用于焊接工程结构分析及加工过程中的典型工程问题的解决。（支撑毕业要求指标点1.2）教学目标2：通过学习扩散的基础知识和材料的热处理原理，能够运用材料科学基础的专业知识识别和分析焊接工程的基本问题。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标3：通过材料的热加工原理及工艺的学习，能够认识到事物的不断变化与发展，根据工程实际要求和设计需求，利用材料科学基础的基本原理和材料的工艺特点，提出在焊接结构设计与加工工艺及优化等过程中的具体解决方案。（支撑毕业要求指标点3.1）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扩散22002、3主题或知识点2钢的热处理原理88002、3主题或知识点3钢的热处理工艺86202、3主题或知识点4工业用钢86201、2、3主题或知识点5铸铁32101、3主题或知识点6有色金属及合金32101、3合计322660（二）实验/实践教学安排序号实验/实践项目名称实验/实践学时实验/实践类型实验/实践要求每组人数备注1碳钢的热处理操作及硬度测定2综合性必做22碳钢及合金钢热处理后的显微组织观察2综合性必做13铸铁和有色金属显微组织观察2综合性必做1五、教学内容及教学设计主题或知识点1扩散1.教学内容扩散定律、扩散机制、影响扩散的因素。结合扩散理论，引入社会感染力和正义感教育，培养学生的向上、正义精神。2.教学重点扩散定律、影响扩散的影响3.教学难点扩散机制4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。主题或知识点2钢的热处理原理1.教学内容概述、钢在加热时的转变、钢在冷却时的转变、钢在回火时的转变，2.教学重点钢在加热时的转变、钢在冷却时的转变3.教学难点钢在冷却时的转变、钢在回火时的转变4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。培养学生的自立、自强意识。主题或知识点3钢的热处理工艺1.教学内容钢的退火与正火、钢的淬火与回火、其他类型热处理，2.教学重点钢的退火与正火、钢的淬火与回火3.教学难点钢的淬火与回火4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。主题或知识点4工业用钢1.教学内容钢的分类和编号、合金元素在钢中的作用、工程结构用钢、机器零件用钢、工具钢、特殊性能钢。2.教学重点合金元素在钢中的作用、机器零件用钢、工具钢3.教学难点合金元素在钢中的作用4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。主题或知识点5铸铁1.教学内容概述、常用铸铁、特殊性能铸铁，2.教学重点常用铸铁3.教学难点常用铸铁4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。主题或知识点6有色金属及合金1.教学内容铝及铝合金、钛及钛合金、铜及铜合金、轴承合金，激发学生投身新材料的研发，为祖国发展贡献力量。2.教学重点铝及铝合金、铜及铜合金3.教学难点铝及铝合金4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，多媒体课件与丰富多样的课堂活动相结合，重点和难点采用启发式和案例式教学方法。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和创新能力等；考核方式采用出勤及课堂表现、作业、章节测验、期中考试等多种形式、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。学生成绩评定表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小论文实验√√√√√成绩比例%515101020402.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（%）过程性考核实验期末考试合计出勤及课堂表现作业期中考试教学目标1指标点1.2452~5712~2031~41教学目标2指标点2.1663~6810~1630~38教学目标3指标点3.1542~5512~1830~38合计1515102040100备注：各教学目标及评价方法的权重教师可以根据实际情况进行微调。3.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（15%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，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（15%）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%）完成慕课线上阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成超星慕课线上阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为良好完成超星慕课线上阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成线上阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格完成线上阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩不及格实验（20%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表基本规范。能够完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中提出的问题，对实验中遇到的问题进行讨论。实验报告基本能够独立完成，内容完整，数据图表齐全，基本完成实验报告中提出的问题。实验报告不能独立完成，存在抄袭现象，报告中提出的问题没有或基本没有回答。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熟练掌握工业用钢、铸铁、有色金属分类及合金化特点，能够非常正确根据机械零件、工程结构使用性能选用合理的材料和最优化的选材方案。准确掌握工业用钢、铸铁、有色金属分类及合金化特点，能够正确根据机械零件、工程结构使用性能选用合理的材料和优化的选材方案。掌握工业用钢、铸铁、有色金属分类及合金化特点，能够较正确根据机械零件、工程结构使用性能选用合理的材料。基本掌握工业用钢、铸铁、有色金属分类及合金化特点，基本能够根据机械零件、工程结构使用性能选用较为合理的材料。不能掌握工业用钢、铸铁、有色金属分类及合金化特点，不能够根据机械零件、工程结构使用性能选用合理的材料。教学目标2熟练掌握钢的热处理原理，能够熟练运用钢的热处理原理知识进行钢的热处理工艺制定。熟练掌握扩散的本质、定律和影响因素，熟练能够运用扩散定律识别和分析钎焊等典型问题。准确掌握钢的热处理原理，能够运用钢的热处理原理知识进行钢的热处理工艺制定。准确掌握扩散的本质、定律和影响因素，能够运用扩散定律识别和分析钎焊等典型问题。掌握钢的热处理原理，能够较好运用钢的热处理原理知识进行钢的热处理工艺制定。掌握扩散的本质、定律和影响因素，能够较好运用扩散定律识别和分析钎焊等典型问题。基本掌握钢的热处理原理，基本能够运用钢的热处理原理知识进行钢的热处理工艺制定。基本掌握扩散的本质、定律和影响因素，基本能够运用扩散定律识别和分析钎焊等典型问题。不能掌握钢的热处理原理，不能运用钢的热处理原理知识进行钢的热处理工艺制定。不能掌握扩散的本质、定律和影响因素，不能运用扩散定律识别和分析钎焊等典型问题。教学目标3能够熟练分析材料的成分、组织与性能之间的对应关系。根据工件的性能要求，提出最优化的材料和工艺方案，并能够提出提高工件质量的有效措施。能够准确分析材料的成分、组织与性能之间的对应关系。能够准确地根据工件的性能要求，提出材料的选用和工艺处理方案，减少和消除工件缺陷、提高工件质量的有效措施。能够分析材料的成分、组织与性能之间的对应关系。能够根据工件的性能要求，较好的进行材料选用和工艺处理，减少和消除工件的缺陷、提高工件质量的措施。基本能够分析材料的成分、组织与性能之间的对应关系。基本能够根据工件的性能要求进行材料选用和工艺处理，提出减少和消除工件缺陷、提高工件的质量措施。不能分析材料的成分、组织与性能之间的对应关系。不能根据工件的性能要求进行材料选用和工艺处理，不能提出消除工件缺陷和提高工件质量的有效措施。八、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：（1）崔忠圻等主编.金属学与热处理（第3版）.机械工业大学出版社，2022（2）赵品等主编.材料科学基础教程.哈尔滨工业大学出版社，2015主要参考书：（1）胡骞祥等主编.材料科学基础.上海交