《电缆及光缆材料》教学大纲

《电缆及光缆材料》教学大纲适用范围：202X版本科专业人才培养方案课程代码：21140151课程性质：专业必修课学分：3学分学时：48学时（理论48学时）先修课程：电介质化学、大学物理等后续课程：电力电缆结构设计、毕业设计适用专业：电缆工程开课单位：电缆工程学院一、课程说明《电缆及光缆材料》是电缆工程专业本科学生的一门专业必修课。其任务主要是通过本课程的教学使学生了解在电缆制造过程中使用的各种材料的物质结构、基本性能以及在电缆中的具体用途；使学生具备根据电缆工作的条件、性能、要求合理地选择材料，以及进行材料配合与改性的能力，为后续课程打下良好的学习基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新材料、新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握电缆材料的基本概念，熟悉金属与高聚物的结构性能及其联系。课程目标2：具备根据金属高聚物的结构，确定其性能特点的能力；掌握电缆常用的金属高聚物结构、物理性能特点及其用途的关系。课程目标3：具备能够根据电缆工作的条件，性能要求合理地选择材料，以及进行材料配合与改性的能力。具有精益求精的大国工匠精神和科技报国的家国情怀和使命担当。具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的审美观念和劳动观念。三、课程目标与毕业要求《电缆及光缆材料》课程教学目标对电缆工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够将电缆工程基础知识用于分析智能制造相关复杂工程问题并提出解决方案。课程目标1：掌握电缆材料的基本概念，熟悉金属与高聚物的结构性能及其联系。H2.问题分析2.2能够根据数学、自然科学和工程科学的基本原理分析电缆工程领域复杂工程问题，获得多种解决方案。课程目标2：具备根据金属高聚物的结构，确定其性能特点的能力；掌握电缆常用的金属高聚物结构、物理性能特点及其用途的关系。M6.工程与社会6.2能分析并正确评价针对电缆工程领域复杂工程问题的工程实践，尤其是新技术、新工艺、新材料、新产品的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。课程目标3：具备能够根据电缆工作的条件，性能要求合理地选择材料，以及进行材料配合与改性的能力。具有精益求精的大国工匠精神和科技报国的家国情怀和使命担当。具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的审美观念和劳动观念。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.金属的结构1.1固体金属结构1.2合金结构教学要求：熟练掌握金属键理论；熟悉金属及合金的结构；熟悉晶体的缺陷重点：金属键、晶体的缺陷难点：刃型位错与螺型位错31、22.金属的性能2.1金属的导电机理及影响因素2.2金属的比热、导热以及热膨胀的基本概念、导热机理2.3金属磁性的本质及顺磁性、抗磁性与铁磁性机理2.4金属的机械强度、塑性、弹性、耐冲击、疲劳、蠕变、硬度的基本概念及影响因素分析2.5金属的腐蚀原理与防腐蚀教学要求：掌握金属材料各种性能；理解金属材料结构与性能的关系，提高学生分析问题的能力重点：金属的导电机理、机械强度、塑性、电化学腐蚀原理难点：金属的磁性、摩尔热容71、23.电缆常用金属材料3.1铜的基本结构、性能和影响铜导电性因素分析；电缆常用铜合金的性能及应用3.2铝的基本结构、性能和影响铝导电性、耐腐蚀因素分析；电缆常用铝合金的性能及应用3.3银、金、铅、镍、锌、锡、铁的基本性能及应用教学要求：掌握铜、铝的性能及影响其导电性因素；理解铜、铝结构与性能的关系；了解超导电材料与银、金、铅、镍、锌、锡、铁。理解电缆常用各种金属的特点与用途关系，具有合理选择材料的能力重点：铜、铝的基本结构、性能和影响其导电性因素难点：铜、铝结构与性能的关系31、2、34.高聚物结构4.1高分子的结构4.2高聚物固体的结构4.3固体内高分子的运动教学要求：熟悉高分子的结构以及熟练掌握影响高分子链柔顺性的因素；掌握高聚物固体的结构；熟悉固体内高分子的运动，掌握粘流态的运动特点重点：高分子链的柔性与固体内高分子的运动难点：固体内高分子的运动51、25.高聚物的性能5.1电性能：介电性、导电性、耐电性5.2力学性能：拉伸强度、冲击强度、蠕变性、高弹性、粘弹性、耐磨性5.3耐热、耐燃性：热变形、热氧化、燃烧性能5.4工艺性能：高聚物熔化与熔体流动性能5.5老化性能：老化方式、机理、防止方法5.6化学性能：耐油、耐湿性教学要求：掌握高聚物各种性能；理解高聚物结构与性能的关系，提高学生分析问题的能力重点：高聚物电性能、工艺性能、老化性能及其影响因素；高弹性、粘弹性的机理难点：高聚物结构及性能关系的复杂性101、26.树脂与塑料6.1聚乙烯、交联聚乙烯、乙烯共聚物6.2聚氯乙烯6.3氟塑料6.4聚酯、聚酰胺、聚丙烯教学要求：掌握聚乙烯、交联聚乙烯、聚氯乙烯的结构与性能；了解氟塑料、乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚丙烯的结构与性能；理解聚乙烯等各种塑料结构与性能的关系；理解电缆常用各种塑料的特点与用途关系，具有合理选择塑料与改性能力重点：聚氯乙烯、聚乙烯及交联聚乙烯的性能及特点难点：塑料结构与性能的关系41、2、37.橡胶与橡皮7.1天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡胶、氟橡胶等橡胶的结构、性能与应用教学要求：熟悉各种橡胶结构与性能；理解各种橡胶结构与性能的关系；理解电缆常用各种橡胶的特点与用途关系，具有选择塑料与配合、改性能力重点：天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、氯化聚乙烯、硅橡胶的结构与性能难点：橡胶结构与性能的关系41、2、38.聚合物合金8.1聚合物合金基本理论8.2聚合物共混改性8.3热塑性弹性体教学要求：掌握聚合物合金基本理论；熟悉聚合型与共混型热塑性高聚物结构特点与性能重点：热塑性弹性体难点：聚合物相容性，动态硫化41、2、39.复合材料9.1玻璃纤维的结构与性能9.2碳纤维的结构与性能9.3芳纶纤维的结构与性能9.4环氧树脂与增韧剂的结构与性能教学要求：了解各种纤维的结构；熟悉各种纤维的性能；熟悉环氧树脂与增韧剂的性能重点：各种纤维的性能特点难点：玻璃与碳纤维的结构21、2、3气体电介质与液体电介质10.1空气与氮气、电负性气体10.2电缆油与浸渍剂教学要求：熟悉空气与氮气、电负性气体电性能特点；熟悉电缆油与浸渍剂性能特点；掌握电缆油与浸渍剂的净化方法重点：空气、电缆油的性能特点难点：气体击穿机理21、2、3光纤光缆材料11.1光纤材料11.2光缆材料教学要求：熟悉无机玻璃性能特点；了解其他透明材料；了解光缆材料。重点：无机玻璃光纤难点：无机玻璃结构和光纤传播光信号的机理41、2、3合计48五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。六、课程资源1.推荐教材郭红霞.电线电缆材料:结构·性能·应用[M].北京：机械工业出版社,2017.2.参考书（1）黄丽.高分子材料[M].北京：化学工业出版社,2017.（2）徐应麟.电线电缆手册（第3册）（第3版）[M].北京：机械工业出版社,2017.（3）巫松桢,谢大荣,陈寿田,俞丙莉.电气绝缘材料科学与工程[M].西安：西安交大出版社,1996.（4）张书华,刘伟军.\o"高性能电缆材料及其应用技术"高性能电缆材料及其应用技术[M].上海：上海交通大学出版社,2015.3.期刊（1）电线电缆,上海电缆研究所.（2）中国材料进展,中国材料研究学会.（3）JournalofAppliedPolymerScience,WileyOnlineLibrary.（4）AdvancedMaterials,WileyOnlineLibrary.（5）AdvancedFunctionalMaterials,WileyOnlineLibrary.4.网络资源（1）中国电线电缆网：/.（2）电缆论坛：/.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664测验12（1）主要测试学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√444作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√444期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核金属、高聚物材料的基本概念和结构特点；电缆与光缆常用材料的特点和用途，以及材料的选择、分析与应用；（3）考试题型为：选择题、填空题、简述题、判断题和分析计算题等。√√√252510合计：100分393922八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、测验、作业、期末考核等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简述题、综合分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确