《金相技能创新》教学大纲

《金相技能创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03174031课程性质：学科基础创新课程学分：2学分学时：32学时（理论8学时，实践24学时）先修课程：大学物理、大学物理实验、机械工程材料、材料成型工艺基础等后续课程：专业创新课程、综合创新课程、毕业设计等适用专业：材料科学与工程、材料成型及控制工程等材料类、机械类本科专业开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《金相技能创新》是一门以培养学生金相制备技能、微观组织分析能力和工程创新能力为基础，以参加全国大学生金相技能大赛为目标的竞赛类创新选修课程。以《大学物理》、《大学物理实验》、《材料成型工艺基础》、《机械工程材料》等先修课程为基础，通过深入学习金属学理论、金属材料及热处理基础知识，理解金属材料的热处理工艺、微观组织和力学性能之间的关系，熟练掌握金相制备方法和技巧，能正确观察、识别及分析金属微观组织，评判金属材料的内在质量，使学生具备一定的材料检测分析能力和新材料设计开发能力。通过课程学习，逐步培养学生的质量意识、竞争意识和创新意识，培养学生树立创新理念和工匠精神，积累创新动力和本领，培养学生成为具有独立思考、勇于创新的高素质人才。二、课程教学目标课程目标1：了解金属学基础知识和热处理基础理论，掌握金属的成分工艺与组织性能之间的关系；熟练掌握金相制备、组织观察及金相分析技能，能运用金属材料知识和金相技能来分析和解决实际工程问题的能力，培养工程实践创新能力。课程目标2：熟悉创新思维与创新技法在材料设计和材料检测中的应用；初步具备综合利用材料成分、工艺、组织特征对材料的性能进行分析、优化和创新设计的研究能力；初步具备材料检测及新材料设计开发的研究能力，培养创新意识和创新思维能力。课程目标3：培养学生崇高的爱国主义精神、科技报国的家国情怀、大国工匠的担当意识；培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业、勇于创新、追求卓越、精益求精的工匠精神；培养学生的创新竞争意识、技术标准意识和团队协作意识，并具有良好的职业道德、较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。三、课程目标与毕业要求《金相技能创新》课程教学目标对材料类和机械类本科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2.问题分析2.1能够应用专业知识的基本原理并借助文献研究对材料制备、材料加工及机械制造领域中的复杂工程问题的影响因素进行分析，获得有效结论。课程目标1：了解金属学基础知识和热处理基础理论，掌握金属的成分工艺与组织性能之间的关系；熟练掌握金相制备、组织观察及金相分析技能，能运用金属材料知识和金相技能来分析和解决实际工程问题的能力，培养工程实践创新能力。H4.研究4.1能够对材料制备、材料加工及机械制造领域中的各类材料特性、物理、化学现象进行研究和实验验证。课程目标2：熟悉创新思维与创新技法在材料设计和材料检测中的应用；初步具备综合利用材料成分、工艺、组织特征对材料的性能进行分析、优化和创新设计的研究能力；初步具备材料检测及新材料设计开发的研究能力，培养创新意识和创新思维能力。M8.职业规范8.1有正确的价值观，了解中国国情，能够践行社会主义核心价值观，具备社会责任感。8.2具有健康的体魄、良好的心理素质和劳动观念，具备履行社会责任的基础，能够在工程实践中自觉遵守诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，履行责任。课程目标3：培养学生崇高的爱国主义精神、科技报国的家国情怀、大国工匠的担当意识；培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业、勇于创新、追求卓越、精益求精的工匠精神；培养学生的创新竞争意识、技术标准意识和团队协作意识，并具有良好的职业道德、较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。M9.个人和团队9.1理解团队合作的重要性，具有与团队成员或负责人协调合作的团队精神和能力，能够在多学科背景下的团队中独立或合作开展工作并发挥作用。课程目标3：培养学生崇高的爱国主义精神、科技报国的家国情怀、大国工匠的担当意识；培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业、勇于创新、追求卓越、精益求精的工匠精神；培养学生的创新竞争意识、技术标准意识和团队协作意识，并具有良好的职业道德、较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。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1.理论部分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.金相基础理论模块1.1金属学及铁碳合金相图基础知识1.2铁碳合金及其平衡组织1.3钢的热处理及其组织1.4其他金属材料及其组织教学要求：了解金属学及铁碳合金相图基础知识；掌握铁碳合金及其组织，熟悉钢的热处理及其组织；了解合金钢、白口铸铁、铝合金及其组织；了解工程材料创新设计方法，掌握材料成分、工艺、组织、性能之间的关系规律。重点：铁碳合金及其组织、钢的热处理难点：材料成分、工艺、组织与性能之间关系。61、22.金相大赛标准模块2.1金相大赛及其发展历程2.2金相大赛竞赛流程及竞赛规则2.3技术标准及操作规范2.4大赛耗材及设备特性分析教学要求：了解金相大赛的创赛宗旨、发展历程和行业影响力及社会地位；熟悉金相大赛竞赛流程、大赛晋级竞赛规则；掌握金相大赛的竞赛操作规则及技术要求；掌握大赛评分标准及注意事项；熟悉金相大赛的参赛样品、试剂及设备特性等。重点：竞赛流程和规则、技术标准及操作规范。难点：技术标准及操作规范。21、2、3合计82.实践部分实践部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3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1.金相技能创新模块1.1金相制样准备工作1.2金相试样的磨制1.3金相试样的抛光1.4金相试样的腐蚀1.5金相显微镜的使用和组织观察1.6常见金属的金相试样制备练习1.7典型金相组织及内部缺陷分析教学要求：了解金相技能在新材料制备、新产品开发、新工艺应用中的重要作用和地位；熟悉金相制样流程和安全操作；掌握金相试样的取样、镶嵌方法；熟练掌握试样的磨制、抛光、腐蚀及组织观察的基本方法；能熟练操作制样设备、正确使用显微镜、准确分析金相组织和缺陷，具备制样、观察、分析及评判金属组织品质的综合应用能力和材料创新意识。重点：金相试样制备、组织观察及分析。难点：金相组织观察及分析。141、22.大赛实战模拟模块2.1小组基础赛及总结2.2小组育苗赛及总结2.3小组培优赛及总结2.4小组晋级赛及总结教学要求：了解金相大赛的比赛流程，体验比赛过程，培养大赛素养；按照全国金相大赛标准要求，开展内部金相大赛，使学生将所学所练，应用于真实比赛中，锻炼学生实战能力、心理素质和综合素质，并择优选拔省赛和国赛培养对象。重点：以赛促练、实战能力和心理素质。难点：灵活应战能力和心理素质。101、2、3合计24五、教学方法及手段本项目围绕“以金相技能培养为基础，以参加金相大赛为目标”的教学目标开展教学工作，并根据模块内容及要求，采取相应的教学方式和手段。基础理论模块，以课堂教学讲授为主，配合线上教学资源，实现混合教学和互动式教学。金相技能模块，以实践操作指导为主，配合线上教学视频，实现立体化、体验式实践教学。大赛标准模块，以实践案例教学为主，配合线上教学资源，实现综合分析、技能创式教学。模拟大赛模块，以实战竞赛教学为主，配合赛后经验分享，实现以竞赛促教学的最终目标。六、课程资源1.推荐教材：（1）葛利玲.光学金相显微技术.冶金工业出版社,2020.2.参考书：（1）高红霞.工程材料实验与创新.机械工业出版社.2019.（2）张博.

金相检验（第3版).北京：机械工业出版社，2022.（3）萧泽新.现代金相显微分析及仪器.西安：西安电子科技大学出版社，2015.（4）王正品.工程材料.北京：机械工业出版社.2020.9.（5）屠世润.金相原理与实践.北京：机械工业出版社，1990.（6）黄积荣.铸造合金金相图谱.北京：机械工业出版社，1980.（7）冶金工业部钢铁研究院编著.钢的金相图谱-钢的宏观组织与缺陷.北京：冶金工业出板社，1975.（8）任颂赞，叶俭，陈德华.金相分析原理与技术.上海：上海科学技术文献出版社，2013.（9）王顺兴.金属热处理原理与工艺.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2019.（10）创新设计发展战略研究项目组.材料创新设计.杭州：浙江大学出版社，2018.3.期刊：（1）张志彪,王雨时,邓涛.内部爆炸加载下变壁厚壳体破片的宏观与金相分析[J].弹箭与制导学报,2018,38(06):1-5.（2）张凯,廉海萍,杨金东等.杭州萧山老虎洞遗址出土青铜工具的金相分析及腐蚀探讨[J].文物保护与考古科学,2021,33(04):61-70.（3）王荣.机械装备的失效分析（第4讲）金相分析技术[J].理化检验(物理分册),2017,53(02):77-84.（4）宫声凯,尚勇,张继,郭喜平,林均品,赵希宏.我国典型金属间化合物基高温结构材料的研究进展与应用[J].金属学报,2019,55(09):1067-1076.（5）ChabbiL,HaslerS,RoelofsH,etal.ChallengesandInnovationinSteelWireProduction[J].MaterialsScienceForum,2017,892:3-9.（6）金月仙.现代冷珐琅工艺与其他材料融和的创新设计[J].艺术品鉴,2021(33):13-15.4网络资源（1）龚江宏.全国大学生金相技能大赛2019.09./.（2）陈光等.材料与文明、创新与发展2019.03./course/NJUST-1001752019.（3）徐林红等.金属材料及热处理.2020.03./course/CUG-1001632002.（4）北京科技大学.金属材料成分、工艺、组织和性能一体化设计虚拟仿真平台.2021.07./details/2020?id=6520&isView=true（5）上海交通大学.材料综合实验.2021.08./course/0804SJTU079-1449795173（6）金相学网站

/index.htm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综合竞赛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4。表4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10（1）根据课堂出勤情况、小组讨论、课程项目活动参与度等情况进行考核，满分100分。（2）以综合成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442课程作业20（1）主要考核学生对各个模块的知识理解、操作方法的掌握，以及创新方法应用等情况，满分100分；（2）作业包括但不限于线上作业、研究报告、创新方案设计等；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）以小组为单位完成的作业，小组成员共享本次作业成绩。（4）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。√√√8102阶段测试20主要考核学生对各模块知识点、制样方法、操作规范性的理解和掌握程度，满分100分；（2）包括理论测试和比赛操作测试，每次测验单独评分，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。8102期末综合竞赛50（1）成绩100分，以期末综合竞赛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）主要考核学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及各种创新知识的综合运用能力。（3）期末综合竞赛考核，包括金相技能操作、金相理论测试、典型金相组织分析等，要重点突出实战性、时效性和创新性。√√√15305合计：100分355411八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程采用教学过程评价和期末综合竞赛的形式进行考核。考核基本要求：过程性评价成绩100分（权重60%），包括阶段测验、课堂表现、在线学习、课程作业、技术技能创新等形式；综合竞赛成绩100分（权重40%），包括金相技能操作、金相理论测试、典型金相组织分析等，其具体综合竞赛评分标准可参考“全国金相大赛”竞赛标准执行。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5。表5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20完成线上学习内容；积极参创新课程互动，踊跃回答问题，准确率大于9