《材料与环境》课程教学大纲

《材料与环境》课程教学大纲一、课程简介课程中文名材料与环境课程英文名Materialsandenvironment双语授课□是否课程代码21122003课程学分2总学时数32课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质□必修选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式□闭卷开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告课堂表现□阶段性测试平时作业☑其他（可多选）开课学院材料科学与工程学院开课系(教研室)材料化学系面向专业材料化学开课学期第7学期先修课程《材料科学基础》《材料合成与制备技术》后续课程材料科技与人类文明选用教材1.阿诗笔.材料与环境[M].上海：上海交通大学出版社,2016.参考书目1.翁端编著.环境材料(第2版)[M].北京：清华大学,2015年9月.2.黄占斌编著.环境材料(第2版)[M].北京：冶金工业出版社,2017年12月.3.福建师范大学环境材料开发研究所编著.环境友好材料[M].北京：科学出版社,2019年1月.课程资源教案和PPT课程简介《材料与环境》是一门专业选修课程，本课程主要介绍从天然资源的消费及其派生、产品材料的节能优选及其使用周期到符合环保标准的回收利用率和可持续性发展的前景，使得现代材料研究者对“何为耗能材料”及其相应“排碳量的计算”有了更明确、更具体的理解。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1针对材料使用工况，充分考虑社会、法律和环境等影响因素，设计/制备高性能材料。课程目标2能够阐述材料的设计、生产与使用与环境之间的作用关系及机制，说明利用材料的研发、加工、回收、处理等有效技术手段降低材料对环境负荷的影响。课程目标3明确材料的社会价值，可以基于材料化学相关背景知识分析材料在研发、制备、使用和回收处理过程中的问题，提出合理的对策，评价专业工程实践和复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，明确应承担的责任；提升马克思主义理论水平，树立爱国主义情怀，贯彻社会主义可持续发展理念，践行“绿水青山就是金山银山”发展理念。课程目标4针对现代材料化学的特定，提倡绿色化学，阐述对复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。表2-1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求3：设计/开发解决方案3.1掌握材料化学领域工程设计和产品开发全周期、全流程的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。1毕业要求4：研究4.1能够根据材料化学学科特点，通过文献研究或理论分析、工程实践等手段，调研和分析材料化学领域复杂工程问题的解决方案。24.3能够根据材料化学领域实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据；2毕业要求6：工程与社会6.1了解材料化学专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对工程活动的影响；36.2能分析和评价材料化学专业复杂工程问题工程实践对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任。3毕业要求7：环境和可持续发展7.1了解材料化学领域相关的职业和行业的研发与开发、设计与生产、环境保护和社会可持续发展等方面的方针、政策和法律法规，知晓和理解“联合国可持续发展目标”。4填表说明：（1）如面向多个专业，因毕业要求和指标点不同，需每个（或类）专业单独一张对应表；（2）课程目标与毕业要求及指标点的对应关系需参照专业人才培养方案，若支撑强度在培养方案中没有明确，可结合课程实际自行确定；（3）一个课程目标不要同时覆盖多个不同类型毕业要求的指标点，1个指标点不要牵涉过多课程目标，因为交叉覆盖会导致指标点无法评价；（4）对应的课程目标填写序号即可。备注说明：课程目标与毕业要求的对应关系需参照专业人才培养方案，若支撑强度在培养方案中没有明确，可结合课程实际自行确定。三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3-1课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1绪论1.概论1.线上学习：通过学习通学习关于材料与环境之间相互作用的视频材料2、4重点：1.材料与资源、能源和环境的互相关系2.气、液、固态污染物的排放难点：3.减少材料对环境负荷的措施讲授法：能够促进学生对材料与环境等基本概念方面的认识22.材料的发展简史43.不可生资源的依赖34.材料与环境2、3、42材料对环境的影响1.材料的国民经济地位1.个人作业：（1）调研国内资源存储与消耗现状；（2）举例分析材料环境污染的防护措施2、3重点：1.资源的消耗与储备2.材料—能源—碳排放的三角关系难点：3.材料污染新形式1.讲授法：能够引导学生熟悉资源存储、污染形式、防护等概念2.调研：能够提高学生查阅文献能力42.材料与自然环境关系2、33.资源存储与消耗现状24.材料环境污染形式与防护措施23环境材料评价方法1.环境材料的判定依据1.线上学习：通过学习通学习几种典型材料生命周期评估的视频材料1、4重点：1.材料生命周期的评价方法2.材料环境影响评价方法与技术难点：3.材料生命周期的评价方法讲授法：能够引导学生熟悉材料的生命周期及环材的评定依据42.材料的生命周期13.生命周期评估24废弃材料的利用与处理1.材料的再生循环1.拓展阅读：前沿研究文献2重点：1.材料的再生循环技术2.废料回收利用技术难点：3.材料的完全再生循环设计讲授法：学生熟悉掌握典型材料的再生循环技术及再利用设计案例教学:促进学生对材料循环再利用前沿领域的了解62.不同材料类型的再生循环技术2、33.材料的完全再生循环设计2、35材料的生态设计1.材料的环境友好加工技术1.个人作业：通过查阅文献分析几种典型材料的环境加工技术2重点：1.材料可持续发展的策略2.材料的环境友好加工与基本技术难点：3.降低材料环境负荷的技术手段1.讲授法：学生熟悉掌握环境友好材料的加工技术和制备手段2.查阅文献:促进学生自主学习的能力62.材料的环境友好制备手段23.材料产业的可持续发展策略2、44.材料的生态设计16材料有害元素的替代技术1.无铅焊料1.小组作业：以小组形式汇报列举无铅焊材在工业中的应用2、3重点：1.有毒元素代替材料的研究进展2.有毒元素代替材料的研究背景难点：3.各种有毒元素代替材料的作用原理1.讲授法：学生熟悉掌握汞、镉等代替材料在工业中的应用2.小组讨论：引导团队成员有效、包容地沟通与合作62.无毒塑料稳定剂2、33.汞、镉等代替材料2、37材料的优选及各种材料的环保信息1.材料优选原理1.线上学习：学习关于各种环保材料的视频材料1、4重点：1.优选标准2.聚合物材料的环保信息难点：3.替代比例方程式1.讲授法：学生掌握环保材料的优选原理及实例2.案例教学：提高学生理论联系实际的能力42.环保材料的优选实例1、3、43.各种材料的基本性能14.各种材料的环保信息2、4填表说明：（1）“学习任务”栏：为了达到相应课程目标所设计的特定的学习项目或活动。如拓展阅读、练习、线上学习、个人作业、小组作业等。（2）“课程目标”栏：对应的课程目标填写序号即可。（3）“教学方法”栏：根据教学需要选择合适的教学方法，如课堂讲授、实验指导、视频学习、查阅文献、案例教学、调研、小组讨论、自学等，并简要说明该教学方法的作用，即能够怎样引导学生学习，促进学生哪些方面知识、能力和素质的发展。备注说明：若课程中无实验学习内容，需删除“（一）理论学习内容及要求”标题及下一页内容。四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.环境材料的判定依据320%期末考试课堂表现2.材料的生命周期33.材料的生态设计54.材料优选原理75.环保材料的优选实例76.各种材料的基本性能7课程目标21.材料自然环境关系160%期末考试课堂表现平时作业2.资源存储与消耗现状13.材料环境污染形式与防护措施14.生命周期评估35.材料的再生循环46.不同材料类型的再生循环技术47.材料的完全再生循环设计48.材料的环境友好加工技术59.材料的环境友好制备手段510.材料产业的可持续发展策略5课程目标31.不可生资源的依赖115%课堂表现平时作业素质考核2.材料与环境13.材料的国民经济地位24.无铅焊料65.无毒塑料稳定剂66.汞、镉等代替材料6课程目标41.概论15%课堂表现素质考核2.材料的发展简史13.各种材料的环保信息7表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比（此处需与上表基本一致）期末考试成绩比例60%课堂表现比例15%平时作业成绩比例15%素质考核10%课程目标130%10%0019.5%课程目标270%50%60%058.5%课程目标3010%40%60%13.5%课程目标4030%040%8.5%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（15分）：通过学生在课堂练习、提问、发言情况，来评价学生专业认同、学习态度、学习兴趣、团队合作与终身学习意识。（2）作业完成情况（15分）：围绕课程的学习目标进行作业的设计。考核学生对考核学生对专业知识的理解情况。（3）素质考核（10分）：通过学生在言行中表现出的家国情怀、社会责任、学科专业意识、世界观与人生价值观、科学精神、创新精神与创新能力水平与终身学习意识。2.期末成绩评定期末考试以开卷的方式进行。主要考察学生对摩擦、磨损、润滑基本概念的理解、对固体表面性质和接触原理的学习理解、对常见纳米润滑材料和耐磨材料的了解和对机械系统润滑与耐磨方案的认识与选择。3.总成绩评定总成绩（100%）=平时成绩（40%）+期末成绩（60%）。表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现（1）课堂练习、回答问题正确，且能进行解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，问题有深度（50%）。（1）课堂测验、回答问题正确，但解释欠清楚（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，但问题无深度（50%）。（1）课堂测验、回答问题大部分正确，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点基本正确，但问题无深度（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率在30~50%之间，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点有部分错误，或逻辑不严密（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率超过50%，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点错误，思路不清晰，逻辑不严密（50%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0课后作业（1）答案正确率超过90%（80%）。（2）部分作业完成方法、思路有创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在80~89%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在70-79%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写较规范，无抄袭，态度基本端正（10%）。（1）作业正确率在60-69%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不够规范，或有少量抄袭痕迹（10%）。（1）作业正确率在60%以下（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不规范，有明显抄袭，或有部分作业未完成（10%）。未提交作业记0分素质考核（1）学习态度端正；学习兴趣浓厚，经常问问题；遵守纪律，课堂发言积极（20%）。（2）热爱科学，有刻苦钻研的科学精神（20%）（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有强烈的社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度较端正；有学习兴趣，有时会问问题；课堂上有主动发言；遵守纪律（20%）。（2）热爱科学，有一定刻苦钻研的科学精神（20%）。（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度不够端正；学习兴趣不够浓厚，很少问问题；课堂上从不发言；遵守纪律（20%）。（2）不够热爱科学，缺乏艰苦奋斗精神（20%）（3）讨论发言世界观、价值观正确（30%）。（4）有一定的社会责任感和家国情怀（30%）。（1）学习态度不端正；基本没有学习兴趣，从不问问题；课堂上从不发言；不太遵守纪律（20%）。（2）不热爱科学，没有刻苦钻研的科学精神（20%）（3）讨论发言世界