《现代材料表面工程技术》课程教学大纲

《现代材料表面工程技术》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145223406课程名称（中/英文）：现代材料表面工程技术/SurfaceEngineeringTechnologyofModernMaterials课程类别：个性化选修课程学分：2总学时：32理论学时：24实验/实践学时：8适用专业：焊接技术与工程适用对象：本科先修课程：大学物理、物理化学、材料科学基础教学环境：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《现代材料表面工程技术》是焊接技术与工程专业的重要专业选修课程。通过本课程的学习使学生对现代表面技术的形成、现状和发展有基本认识。通过对主要表面技术的原理、特点和工艺的了解，为在不同工况下选用比较合适的表面技术打下基础。以一些典型表面镀层制备技术和性能测试实验，增加学生的感性认识。同时介绍本课程在焊接技术与工程在应用中所起的作用，激发学生爱国热情，树立自主创新，勇于开拓的励志情怀，在学习和今后的工作中为建设中国特色社会主义事业贡献自己的聪明才智。2.对接培养的岗位能力对接岗位能力需求，使学生能够了解和认识现代表面技术的形成、现状和发展；掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系；了解不同工艺技术的优缺点、选用原则以及最新进展。掌握焊接技术与工程领域涉及的材料表面改性、制备、表征和应用相关的复杂工程实施活动中涉及的重要工程技术指标，研究达到指标的工程技术途径。通过了解焊接技术与工程技术的国际发展趋势，具备一定的国际视野。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]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：旨在使学生掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标2：掌握金属技术与工程领域涉及的材料表面改性、制备、表征和应用相关的复杂工程实施活动中涉及的重要工程技术指标，研究达到指标的工程技术途径。（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绪论22002主题或知识点2表面工程技术基础理论22001、2主题或知识点3表面工程技术预处理技术22001、2主题或知识点4热喷涂技术22001、2主题或知识点5堆焊技术42201、2主题或知识点6电镀和化学镀42201、2主题或知识点7金属转化膜技术22001、2主题或知识点8气相沉积技术42201、2主题或知识点9高能束表面改性技术20001、2主题或知识点10热扩渗技术42201、2主题或知识点11表面微细加工技术22001、2主题或知识点12特种表面工程技术22001、2合计322480（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堆焊实验2必做52化学镀实验2必做53磁控溅射实验2必做54热扩渗实验2必做5五、教学内容及教学设计主题1绪论表面工程的涵义；表面技术的分类、主要内容及目的意义；表面技术的应用和发展动态概述。通过课堂教学和实践教学，引导学生认识到表面技术对国家经济建设的重要性，以及技术创新对国家安全的保障作用，从而增强学生的国家意识和社会责任感。表面技术的涵义、主要内容及目的意义；表面技术的应用和发展动态概述。表面技术的涵义、主要内容及目的意义。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题2表面工程技术基础理论固体表面的结构和性质；介绍表面热力学、动力学和电子学的一些基本概念。固体表面结构虽然看似微小，但它却是连接固体内部与外部环境的桥梁。同样，个体的行为和态度虽然微小，但它们却构成了社会整体的风貌和文明。通过讲解固体表面结构的重要性，可以引导学生认识到自己作为社会一员的责任和使命。培养学生的大局观和责任感，使他们意识到自己的行为和选择对社会和国家的影响。固体材料表面晶体学；表面热力学；表面动力学；表面电子学。固体材料表面动力学；表面电子学。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题3表面预处理的目的；表面预处理工艺。讲解表面预处理的作用及目的时引入《中庸》中“凡事预则立,不预则废”的原则。引导学生在学习、工作中形成自主学习的能力，充分利用各种有利条件,做好未来发展规划,完善和充实自己。表面预处理工艺。影响表面预处理工艺的条件。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题4热喷涂技术。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题5堆焊技术堆焊的基本概念；堆焊材料的类型及选择；堆焊方法；堆焊技术的应用。通过介绍堆焊技术的精细操作过程，可以引导学生理解并学习工匠精神，即追求极致、精益求精的态度。这种精神不仅适用于技术工作，也适用于学习和生活的各个方面。堆焊材料的类型及选择、堆焊方法及堆焊技术的应用。堆焊材料的类型及选择、堆焊方法及堆焊技术的合理选用。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题6电镀和化学镀电镀、电刷镀的基本原理、工艺路线和应用；化学镀的基本原理、工艺路线和应用。结合我国新能源产业发展，引导学生思考电化学在节能减排、保护环境等方面的积极作用。引导学生认识到电化学技术对国家能源安全和经济发展的重要性，激发学生的爱国情怀。电镀、电刷镀的基本原理、工艺路线；化学镀的基本原理、工艺路线。电镀、电刷镀的工艺路线；化学镀的工艺路线。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题7金属转化膜技术金属表面氧化处理技术；金属及其合金的阳极氧化、磷化处理、铬酸盐处理。在硬铬涂层技术的教学中,对硬铬涂层技术对环境的危害进行了阐述,并继续引导学生了解绿色技术取代硬铬的重要性。现代表面技术与环境密切相关,还应该向学生宣传环境保护的重要性,在教学过程中强化学生环保意识的，在学生心中植人“关注环境,以我做起”的思想萌芽。金属表面氧化处理技术的概念及工艺应用；阳极氧化处理的原理以及工艺应用；磷化处理的原理以及工艺应用。不同金属转化膜技术的特点及其不同之处，如何根据生产需要合理选用金属表面氧化处理技术。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题8气相沉积技术薄膜及其制备方法；真空技术基础；真空蒸镀；溅射镀膜；离子镀；化学气相沉积；分子束外延；离子束合成薄膜技术。在气相沉积技术中通过讲解多品硅和单品硅的生产技术,鼓励学生要发挥“两弹一星"精神。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。新形势下,推动高质量发展,维护国家安全,必须下苦功夫掌握关键核心技术。各种薄膜的制备方法；物理气相沉积原理、分类、工艺及应用；化学气相沉积的原理、工艺及应用。如何合理选用不同的薄膜制备方法，以及影响薄膜制备质量的因素。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题9热高能束表面改性技术激光表面改性；电子束表面改性；离子注入表面改性。通过“神舟十三号航天员顺利返回”视频播放，讲解航空发动机表面激光熔覆热障涂层，引导学生关注社会发展和热点问题。感受我国的科技实力，树立文化自信和民族自豪感，激励其为国家振兴、民族强盛而努力学习。等离子体及离子注入技术的原理和应用；激光束、电子束和离子束等表面改性技术。如何根据生产需要合理选用激光束、电子束和离子束等热高能束表面改性技术，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题10热扩渗技术热扩渗的基本原理及分类；热浸镀；渗碳与渗氮。讲授渗氮处理技术时,对比传统的高温渗氮技术和低温渗氮技术,引人了著名科学家卢柯明与现代表面工程相关的论文。论文对材料表面进行了纳米级低温氮化处理。将最新的科学技术研究成果引入课堂,旨在促进学生的创新意识,提高学生的科学研究能力。热扩渗、热浸镀、渗碳与渗氮的基本原理及工艺方法。热扩渗、热浸镀、渗碳与渗氮原理、工艺方法和应用条件的区别，以及根据生产需要合理选用不同的热扩渗技术。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题11表面微细加工技术表面加工技术简介；微电子微细加工技术；纳米电子技术等。讲述国内外专家学者对纳米科学技术的发展起到推动作用，尤其是我国著名爱国科学家钱学森对于纳米科技推动和科技部的“纳米973计划”大力支持。结合党史，尤其是改革开放史，让学生深刻认识到中国特色社会主义理论体系在科学技术快速发展过程中所扮演的至关重要的角色。微电子微细加工技术；纳米电子技术等。影响微电子微细加工技术和纳米电子技术加工的因素。，同时授课过程中穿插问题互动式、讨论式、案例式，启发式等教学方法，激发学生探索未来，为国家发展贡献力量。主题12特种表面工程技术表面喷丸强化及其作用；电火花强化；溶胶-凝胶法成膜技术；搪瓷涂覆技术；表面粘涂技术。通过介绍电火花强化技术的发展历程和最新成果，可以激发学生的创新意识和探索精神。让他们认识到技术创新是推动社会进步和发展的重要动力，鼓励他们在学习和生活中勇于尝试新方法、新技术。表面喷丸强化、电火花强化、溶胶-凝胶法成膜技术的原理、工艺及应用。表面喷丸强化、电火花强化、溶胶-凝胶法成膜技术的原理、工艺及应用的区别，如何根据生产需要合理选用不同的特种表面成膜技术。，同时授课过程中穿插问题互动式、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重点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、作业、课堂表现、期中考试、实验、期末考试等多种形式、多个阶段全过程的考核，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%51052010502.课程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期中考试实验教学目标1支撑指标点2.15551015~2540~50教学目标2支撑指标点3.15551025~3550~60合计10101020501003.课程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期中考试（10%）完成期中考试，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成期中考试，根据参考答案评定分，总评成绩为良好完成期中考试，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成期中考试，根据参考答案评分，总评成绩为及格完成期中考试，根据参考答案评分，总评成绩不及格实验（20分%）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熟练掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；充分理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系。正确掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；较好理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系。掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系。基本掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；基本理解材料成分、处理工艺、组织结构和性能的关系。未能掌握电镀、化学镀、热喷涂、表面纳米化、物理气相沉积和化学气相沉积表面处理技术的基本原理、基本工艺；未能理