《材料制备改性技术攻关创新》教学大纲

《材料制备改性技术攻关创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03175012课程性质：专业创新课学分：2学分学时：32学时（实践32学时）先修课程：材料科学基础、电化学原理A后续课程：毕业实习、毕业设计等适用专业：新能源材料与器件开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《材料制备改性技术攻关创新》是材料类专业创新课。本课程通过建立理论分析模块、软件分析模块、材料改性模块、材料性能分析模块，以具体实例为基础进行授课，在资料查询、方案设计、结果分析及讨论等方面对学生的认识问题、分析问题和解决问题的能力进行培养，提高学生的创新性和创造性。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：掌握材料改性原理，能够合理地通过资料查询、方案设计、结果分析及讨论等环节培养实验流程、分析实验结果的能力。课程目标2：通过进行材料改性分析加强学生的动手能力，通过分析报告可提高学生的理论应用能力和分析能力，通过分组讨论可提高学生的自学能力和团队协作能力。课程目标3：解决及分析材料改性问题，能够清晰表达自己的观点，阐述问题，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，树立不怕困难、热爱劳动的观念。三、课程目标与毕业要求《材料制备改性技术攻关创新》课程教学目标对新能源材料与器件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3.设计/开发解决方案3.1能够设计针对新能源材料与器件领域复杂工程问题的合理解决方案，设计满足国家和区域经济社会发展需求的系统、单元（部件）或工艺流程。课程目标1：掌握材料改性原理，能够合理地通过资料查询、方案设计、结果分析及讨论等环节培养实验流程、分析实验结果的能力。课程目标3：解决及分析材料改性问题，能够清晰表达自己的观点，阐述问题，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，树立不怕困难、热爱劳动的观念。H9.个人和团队9.1具备良好的团队意识，能够理解团队不同角色的责任和作用，并能与其它学科成员协作互补。课程目标2：通过进行材料改性分析加强学生的动手能力，通过分析报告可提高学生的理论应用能力和分析能力，通过分组讨论可提高学生的自学能力和团队协作能力。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实践部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实践项目、实践内容与学时实践项目实践内容和要求实践学时对应的课程目标文献检索方法、阅读及整理文献检索简介热处理原理及应用材料性能测试方法实践内容：了解选择合适材料的方法，掌握制作标准试件的方法，了解预备热处理的原理及方法、掌握材料组织及性能的测试方法。实践要求：通过材料选材、试件制备、试件预备处理、材料性能测试等使学生对材料改性的初期准备过程具有清晰的认识，掌握材料制备与分析的原则、方法，提高学生分析问题的能力。21、2热处理技术原理及特点热处理影响因素分析热处理实验方案设计实践内容：掌握各控制参数对材料改性结果的影响，设计合理的材料改性实验方案。实践要求：通过选择改性方法使学生对不同材料的改性方法具有更深层次的认识，通过实验设计把专业课中所学的理论知识应用到具体实验应用之中，通过具体实操设计可加强学生的动手能力及团队合作能力。21、2DEFORM软件基础DEFORM软件简介有限元分析方法简介有限元分析设计流程实践内容：了解有限元分析方法，了解有限元分析方法的发展趋势及应用，熟悉有限元分析的设计流程。实践要求：通过具体实例使学生掌握DEFORM软件的基础应用，掌握有限元分析的步骤，了解有限元软件各功能模块的应用。21、2、3DEFORM软件应用-镦粗工艺镦粗工艺设置流程热成形分析步骤塑性成形建模方法分析实践内容：了解镦粗过程的设置，掌握对称成形分析的简化设置，掌握对称边界条件的设置，掌握物体间摩擦关系的定义，掌握热成形分析的设置步骤，掌握热分析的边界条件的设置，掌握多工序成形分析的设置步骤。实践要求：结合具体镦粗工艺，使学生掌握DEFORM软件在塑性成形方面的应用，掌握塑性成形数值模拟的建模方法、分析步骤、后处理分析。41、2、3DEFORM软件应用-热处理工艺齿轮模型建立齿轮热处理数值分析齿轮热处理分析步骤实践内容：针对齿轮进行热处理分析，掌握热处理分析过程，相变转换，热处理介质，冷却方案。实践要求：通过齿轮热处理实例掌握零件热处理分析的基本设置过程，掌握热处理相变转换的具体设置，掌握热处理介质方案的设置，掌握热处理冷却方案的设置。41、2典型零件热处理工艺设计零件热处理工艺分析零件热处理工艺设计实践内容：针对典型零件设计合理的预备热处理的方法，设计合理的热处理工艺。实践要求：通过试件绘制、试件热处理设计等使学生加深材料的热处理对材料性能测试的重要性，通过设计热处理过程可增强学生的问题分析能力。41、2、3典型零件热处理工艺仿真零件数值建模零件热处理数值分析实践内容：掌握各控制参数对材料改性结果的影响，设计合理的材料热处理方案，并完成数值分析过程。实践要求：通过选择数值分析使学生对不同参数对结果的影响具有更深层次的认识，把专业课中所学的理论知识应用到具体应用之中，加强学生的动手能力及团队合作能力。41、2典型零件改性组织分析材料组织性能分析方法零件组织性能分析实践内容：掌握材料组织性能测试方法，分析改性前后材料组织性能的差异性，分析不同控制参数下组织材料性能的变化规律。实践要求：通过实验报告和分析报告可提高学生的理论应用能力和分析能力，通过分组讨论可提高学生的自学能力和团队协作能力。41、2、3典型零件改性性能分析材料组织性能分析方法9.2零件组织性能分析实践内容：掌握材料物理性能测试方法，分析改性前后材料物理性能的差异性，分析不同控制参数下材料物理性能的变化规律。实践要求：通过实验报告和分析报告可提高学生的理论应用能力和分析能力，通过分组讨论可提高学生的自学能力和团队协作能力。41、2、310.项目总结实践内容：总结不同参数对热处理结果的影响，分析改性前后材料组织性能、物理性能等的差异性，控制参数对材料改性组织及性能的影响规律等。实践要求：通过总结汇报可以使学生在整体上加深对材料改性过程的认识，提高学生的汇总资料能力，总结成果的能力及表达能力。21、2、3合计32五、教学方法及手段项目组拟进行以工作过程知识和能力为核心的教学内容，以典型情境教学为导向的教学方式，以线上线下教学方式为手段，以翻转课堂为教学模式的材料制备与分析科技创新课程建设，本课程通过建立理论分析模块、软件分析模块、材料改性模块、材料性能分析模块，以具体实例为基础进行授课，全面提高学生在认识问题、分析问题和解决问题的能力，从提高学生的创新性和创造性。六、课程资源1.参考书：（1）胡建军.DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程（第二版）[M].北京：北京大学出版社.2020.09.（2）张彦华.工程材料学（第二版）[M].北京：科学出版社，2019.09.（3）金荣植.金属热处理工艺方法700种[M].北京：机械工业出版社，2018.12.2.期刊：（1）王华明.金属材料激光表面改性与高性能金属零件激光快速成形技术研究进展[J].航空学报,2002,23(05):473-478.（2）雷姗.介入用金属材料及其表面改性方法研究进展[J].中国金属通报,2022(05):88-90.（3）李乃拥.改性6061铝合金半固态浆料的蛇形通道制备和流变压铸[D].北京科技大学,2023.DOI:10.26945/ki.gbjku.2023.000099.（4）JingHuang.Functionalizationofcovalentorganicframeworksbymetalmodification:Construction,propertiesandapplications[J].ChemicalEngineeringJournal2021,404:127136.（5）YanWang.Lightmetalmodificationandcompositepreparationbyanewsolid-stateprocessingprocess:Rotationalfrictionextrusion[J].JournalofMaterialsResearchandTechnology,2022,21:4886-4892.3.网络资源：（1）金属材料学：江苏大学国家精品课./course/UJS-1001752262（2）材料制备与加工：中国大学MOOC./course/FZU-1205890825（3）现代表面技术：中国大学MOOC./course/CHD-1206694814?from=searchPage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。（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。√√√844实验设计12（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分；（2）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√48分析报告12（1）主要考核学生对实验结果的分析能力；（2）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。√√√336项目总结60（1）根据总结报告制作PPT汇报及答辩情况进行考核；（2）根据撰写的项目总结报告进行考核。√√√351510合计：100分503020八、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、实验设计、分析报告、项目总结等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由项目总结报告和和过程性考核成绩组成。其中总结报告为100分（权重60%），课堂表现、实验设计、分析报告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，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。实验设计30能够正确设计实验，能够熟练掌握方法与步骤，实验操作过程熟练、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果详实、结论清晰、讨论合理。能够设计实验，能够掌握方法与步骤，实验操作过程正确、规范，遵规守纪、团结协作，实验结果正确、讨论适当。基本能够设计实验，基本能够掌握方法