智能材料材料科学与工程专业 课程教学大纲

《智能材料》课程教学大纲一、课程简介课程中文名智能材料课程英文名SmartMaterials双语授课□是否课程代码21112016课程学分3总学时数48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)材料科学与工程系面向专业材料科学与工程开课学期第6学期先修课程材料科学基础、材料工程基础、无机化学、分析化学、有机化学、功能材料基础后续课程无机非金属材料、纳米材料与纳米技术选用教材1.刘海鹏、金磊、高世桥、牛少华.《智能材料概论》（第1版）[M].北京理工大学出版社,2021.参考书目1.杨大智.《智能材料与智能系统》（第1版）[M].天津大学出版社，2002.2.陈莉.《智能高分子材料》（第1版）[M].化学工业出版社，2004.3.杜善义.《智能材料与结构》（第1版）[M].科学出版社，2001.4.马如璋等.《功能材料学概论》（第1版）[M].冶金工业出社，2006.5.贡长生、张克立.《新型功能材料》（第1版）[M].化学工业出版社，2001.课程资源中国知网、WebofScience核心合集、中国大学MOOC等智慧网络教学平台。课程简介智能材料是一门涉及材料科学和工程的专业教育课程，旨在了解具有智能功能和响应特性的材料。课程主要内容包括：概述各类智能材料的基本特性、合成和制备方法及其应用领域和发展前景、探讨如何设计和优化智能材料。通过学习智能材料课程，学生应理解智能材料的基本概念和原理，了解不同智能材料的特性和应用领域；具备智能材料设计和优化的基本能力，能够跟踪智能材料领域的最新研究进展，拥有持续学习和探索的能力。通过掌握以上能力，学生将为未来从事智能材料领域的研究、开发和应用工作打下坚实的基础。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1能够理解智能材料的基本概念和原理，熟悉不同智能材料的特性和应用领域。课程目标2熟悉各类智能材料常用的合成和制备方法，具备智能材料设计和优化的基本能力。课程目标3学生能够运用所学的理论知识，具备一定的动手实践能力，将智能材料应用于解决实际问题；能够跟踪智能材料领域的最新研究进展，拥有持续学习和探索的能力；具备良好的交流能力和为社会服务的能力；能够充分认识到智能材料在特定复杂工程领域的重要性，深刻认识到针对智能材料开展的基础性研究决定着国家和社会科技创新的深度和广度，具备家国情怀、社会责任感。表2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1：工程知识：【H】指标点1.1：掌握数学、自然科学、工程基础和专业基础知识，并能够理解智能材料、光电材料等功能复合材料及其相关领域的基本原理及应用背景。【H】课程目标1毕业要求2：问题分析：【H】指标点2.4：能运用自然科学及专业的基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析新材料设计和制备-结构性能分析-新材料技术开发与应用方面过程关键环节和参数，并提出有效的结论。【H】课程目标2毕业要求11：项目管理：【M】指标点11.1：能够在智能材料、光电材料等实践中，理解与应用工程管理原理与经济决策方法。【M】课程目标3三、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智能材料概述1.智能材料概念、定义，智能材料的构成和内涵，智能材料的功能特性。1.拓展阅读：功能材料和智能材料的应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-2重点：1.智能材料的构成和内涵、智能材料的功能特性1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.两类重要的功能材料3.智能材料的发展及应用2智能材料设计原理和结构实现1.智能材料的智能属性1.拓展阅读：仿生材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-2重点：1.智能材料的智能属性2.智能材料设计制造的技术路线难点：3.仿生设计思想和仿生设计范本的生物体单元结构4.智能材料设计和合成1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.仿生设计思想和仿生设计范本的生物体单元结构3.智能材料设计制造的技术路线4.智能材料设计和合成3智能光纤传感器及其传感系统1.智能材料关键传感器基础、类别和主要应用。1.拓展阅读：光钎材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.智能材料关键传感器基础难点：2.光纤传感器的结构原理1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.光纤传感器的发展历史，结构原理、特点和应用4形状记忆合金及其智能系统1.形状记忆合金概念、特性、类型、应用与研究进展。1.拓展阅读：形状记忆材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.形状记忆效应的微观机制2.形状记忆效应的热滞回线难点：3.形状记忆效应的本构关系模型1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂82.形状记忆效应的微观机制3.形状记忆效应的热滞回线4.形状记忆效应的本构关系模型5无机材料及其智能系统1.陶瓷及非金属材料的自诊断效应1.拓展阅读：无机智能材料及其最新应用，思考功能材料和智能材料的区别与联系2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.自修补自愈合陶瓷材料、可相变氧化锆材料及其应用难点：2.陶瓷及非金属材料的自诊断效应1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.自修补自愈合陶瓷材料、可相变氧化锆材料及其应用3.功能无机材料的智能化、压电、铁电陶瓷材料特点及应用6电（磁）流变液与智能控制系统1.电流变效应与材料实现1.拓展阅读：电流变材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.电流变效应与材料实现难点：2.电流变材料特性与影响因素1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.电流变材料特性与影响因素3.电流变智能控制系统及应用7磁致伸缩材料及其智能化应用1.磁致伸缩效应概述及表征1.拓展阅读：超磁致伸缩材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.磁致伸缩效应概述及表征难点：2.超磁致伸缩材料的智能化应用1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂62.超磁致伸缩材料3.超磁致伸缩材料的智能化应用8智能高分子材料1.智能高分子结构特点、体积相变特性、智能响应特性、分类1.拓展阅读：智能高分子材料及其最新应用2.小组讨论3.PPT资料搜集课程目标1-3重点：1.智能高分子结构特点、体积相变特性、智能响应特性2.高分子凝胶及其刺激响应性1.讲授法2.拓展阅读3.翻转课堂42.高分子凝胶及其刺激响应性、智能高分子材料的应用领域、高分子材料智能化及其发展前景四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4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.智能材料的构成和内涵，智能材料的功能特性。161%自主学习平时作业课堂表现期末考试2.各类智能材料的特点3、4、5、6、7、83.智能材料关键传感器基础3课程目标21.智能材料设计与合成制备3、4、5、6、7、829%自主学习平时作业课堂表现期末考试2.仿生设计思想和仿生设计范本的生物体单元结构23.智能材料设计制造的技术路线2课程目标31.跟踪各类智能材料发展前景和最新应用、深入持续学习3、4、5、6、7、810%素质考核表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标期末考试50%课堂表现10%自主学习10%平时作业20%素质考核10%考核占比课程目标170%60%60%70%061%课程目标230%40%40%30%029%课程目标30000100%10%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（10%）：通过学生在课堂上的表现情况、专题发言、讨论与提问等情况，评价学生知识、能力、价值等目标的达成情况。评价重点为价值目标，特别是：专业认同、理想信念、家国情怀、社会责任、学习态度、学习兴趣、科学精神与创新精神、工匠精神、工程伦理与法律意识、环保意识与可持续发展理念、团队合作与终身学习意识。（2）作业完成情况（20%）：围绕课程的学习目标进行设计课后作业，如让学生撰写论文小报告等。考察学生收集资料能力，研究设计能力，解决实际问题能力和合作研究能力。（3）自主学习（10%）：如通过课堂教案设计、课堂片段展示与汇报，训练学生的课堂实践能力，使学生真正明确教学技能在实际教学中的应用，将知识内化吸收。（5）素质考核（10%）：主要包括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、学习纪律、学习态度、学习兴趣、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核主要考察学生对考核内容中涉及的重难点知识点的理解与运用等，考核方式为提交课程论文等（50%）。要求学生熟悉基本知识、培养思维和表达能力、提高对智能材料相关文献和资料的调研、阅读和综合分析能力，培养对专业课程和新材料的研发兴趣。3.总成绩评定总成绩（100%）=平时成绩（50%）+期末成绩（50%）（三）评分标准表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）课堂纸练习、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、有创新（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，但问题无深度或无创新（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、无创新（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（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分自主学习（1）按时学完推送资源的自主学习（60%）。（2）能够就自学内容进行小组讨论或课堂讨论，观点正确，问题有深度、有创新（40%）。（1）学完推送资源80-89%（60%）。（2）能够就自学内容进行小组讨论或课堂讨论，观点正确，但问题深度、创新性不够（40%）。（1）学完推送资源70-79%（60%）。（2）能够就自学内容进行小组讨论或课堂讨论，观点基本正确，但问题深度、创新性不够（40%）。（1）学完推送资源60-69%（60%）。（2）能够就自学内容进行小组讨论或课堂讨论，但观点部分不正确，或存在明显复制现象（40%）。（1）学完推送资源不足60%（60%）。（2）无法就自学内容进行小组讨论或课堂讨论，存在明显复制现象（40%）。素质考核（1）学习态度端正，能按时完成课前网络平台学习任务；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，大部分时间能按时完成课前网络平台学习任务；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，经常不按时完成课前网络平台学习任务；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，一半以上的时间不按时完成课前网络平台学习任务；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）讨论发言世界观、价值观基本正确（30%）。（4）社会责任感和家国情怀不强（30%）。（1）学习态度不端正，从未按时完成课前网络平台学习任务，从未问问题，课堂讨论从未发言、提问；或不遵守纪律（20%）。（2）不热爱科学，不能吃苦耐劳（20%）（3）讨论发言世界观、价值观不完全正确（30%）。（4）没有社会责任感和家国情怀（30%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0分。期末考试（课程论文）（1）论文选题符合课程性质，选题范围适中，具有较高的研究价值和意义，表现出很强的问题意识（10%）（2）论证过程严谨，所使用的证据或材料充分，结论清晰，具有相当的说服力和解释力（60%）（3）文章结构合理，组织严密，连贯一致。（10%）（4）语言表达准确，叙述清楚。（10%）（5）论文符合学术规范（10%）（1）论文选题恰当合理，具有较高的研究价值和意义，表现出较强的问题意识（10%）（2）论证过程较为严谨，所使用的证据或材料较为充分，结论清晰，具有较强的说服力和