《环境工程材料》教学大纲

《环境工程材料》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03158401课程性质：专业选修课学分：2学分学时：理论32学时先修课程：无机化学、环境化学、水污染控制工程、大气污染控制工程等后续课程：毕业实习、毕业设计（论文）适用专业：环境工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明本课程是环境工程专业本科学生的专业选修课。其任务主要是学习环境材料的内涵与外延、环境材料的研究方法、研究进展以及材料结构与性能；环境材料协调评价理论与材料的设计与加工；并对目前开展较为成熟的环保功能材料进行了介绍。通过此课程的学习，学生能够认识到从源头预防污染与提高资源、能源等利用的意义，同时了解各种环境材料的分类、环境影响评价方法，并掌握资源效率理论和材料的生态设计，以切实提高分析解决经济开展过程中所出现的资源、环境问题的能力。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：熟悉环境材料的研究意义和材料对各种不同环境体系的影响，掌握环境影响的评价技术和材料的资源化理论。同时，在学习过程中引入思政元素，教育引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。课程目标2：掌握材料的生态设计、掌握材料的友好加工及制备；了解各种环境治理材料及废弃物的相关回收利用技术；了解熟悉具体几种相关环境工程材料。具有良好团队合作精神和有效地沟通与表达能力，适应独立和团队的工作环境。课程目标3：对于材料与产品的生态设计、传统材料产业的生态化改造、天然资源及可再生资源的高效利用以及典型的环境治理材料有深刻的了解和认识。三、课程目标与毕业要求《环境工程材料》课程教学目标对环境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2.问题分析2.1能够应用工程科学的基本原理，识別和判断材料专业相关复杂工程问题的关键环节和参数。课程目标1：熟悉环境材料的研究意义和材料对各种不同环境体系的影响，掌握环境影响的评价技术和材料的资源化理论。同时，在学习过程中引入思政元素，教育引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。M3.设计/开发解决方案3.1能够设计针对材料科学与工程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2：掌握材料的生态设计、掌握材料的友好加工及制备；了解各种环境治理材料及废弃物的相关回收利用技术；了解熟悉具体几种相关环境工程材料。具有良好团队合作精神和有效地沟通与表达能力，适应独立和团队的工作环境。M4.研究4.1能够对材料科学与工程相关的各类材料性能、物理和化学现象等进行研究和实验验证。课程目标3：对于材料与产品的生态设计、传统材料产业的生态化改造、天然资源及可再生资源的高效利用以及典型的环境治理材料有深刻的了解和认识。H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.理论部分本课程的教学内容、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.材料科学概述1.1环境材料的起源和定义；1.2环境材料的研究意义；1.3环境材料的研究内容。教学要求：全面了解课程的起源和定义、研究意义、研究内容。重点:环境材料的应用研究。难点:环境材料的应用研究。21、22.材料对环境的影响2.1材料在国民经济中的租用2.2材料与资源和环境的关系2.3材料加工和使用过程中的资源和能源消耗教学要求：了解材料对环境的影响。重点：材料加工和使用过程中的资源和能源消耗。难点：材料加工和使用过程中的能源消耗。41、23.材料环境影响评价技术3.1常见的环境指标及其表达方法3.2材料的环境影响评价方法及标准教学要求：了解环境影响评价技术的原理及模型，及实际应用。重点：LCA的技术框架及评价过程、评价模型。难点：LCA的技术框架及评价模型。61、2、34.材料的资源效率理论及生态设计4.1材料的资源效率4.2材料流分析4.3材料的生态设计4.4生态设计案例：家居设计、家电行业的生态设计教学要求：掌握了解材料的资源效率理论、原则及要素，并掌握材料的生态设计，并能够根据实际生活设计出案例。。重点：材料流分析的研究框架及主要指标。难点：材料流分析61、2、35.环境治理材料5.1大气污染控制材料5.2水污染控制材料5.3其他污染控制材料5.4低浓度二氧化硫烟气净化5.5含氮氧化物的废气净化5.6新材料的科学与技术在污水治理中的应用教学要求：了解各种环境体系中的材料类型及其相关应用、特点。重点：大气污染控制材料及相关技术。难点：低浓度二氧化硫烟气净化、含氮氧化物的废气净化。81、26.各种元素被回收利用现代化技术6.1固体废弃物及资源化6.2几种主要固体废弃物资源化利用6.3报废汽车资源化技术发展趋势6.4有毒有害元素的替代技术教学要求：了解固体废弃物的分类，掌握几种固体废弃物的资源化利用技术，了解目前废物资源化的发展趋势。重点：掌握几种废弃物的资源化利用技术及其有毒有害元素的替代技术。难点：几种主要固体废弃物资源化利用。42、37.环境材料详述7.1纯天然材料7.2仿生材料7.3环境降解材料7.4绿色包装材料教学要求：了解掌握纯天然材料、仿生材料、环境降解材料及绿色包装材料相关知识。重点：掌握环境降解材料的三种机理。难点：环境降解材料的三种机理22、3合计32五、教学方法及手段本课程将精选教学内容，以灵活的自主学习平台，通过案例教学、启发教学、讨论教学实现课堂翻转，以检验学生对基本理论、基本知识和基本技能的掌握；培养学生独立思考的能力，激发学生的创新思维，具有较强的工程实践能力和创新能力，能够运用所学的知识和原理，分析和解决环境治理过程中的工程问题。六、课程资源1.推荐教材：（1）翁端.环境材料学[M].北京:清华大学出版社,2011.（2）孙胜龙.环境材料[M].北京:化学工业出版社,2002.（3）聂祚仁,王志宏.生态环境材料学[M].北京:机械工业出版社,2004.2.参考书：（1）山本良一著,王天民译.环境材料[M].北京:化学工业出版社,2003.（2）王天民.生态环境材料[M].北京:天津大学出版社,2000.3.期刊：（1）张春晖.抗冲共聚聚丙烯微结构、相形态及动态流变行为的研究[D].浙江大学博士论文,2011.（2）ZhuY.Sustainablepolymersfromrenewableresources[J].Nature,2016,540(7633):1885-1888.（3）彭先和.高分子材料3D打印技术的研究进展[J].化工新型材料,2021,50(01):238-241.4.网络资源：（1）陈光.新材料概论.北京:中国大学慕课.2018.9./course/JUST-1001754019（2）皱国享.高分子材料成型工艺学.北京:中国大学慕课.2018.9.https://www.icourse163.org/course/CCZU-1001755197七、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12（1）根据课堂出勤情况、参与教学活动、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。√√√552线上学习12（1）根据线上依托平台统计的章节学习次数、课程音视频学习等完成情况进行考核，满分100分。（2）以线上学习平台的统计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16（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。√√√664期末考核60（1）结课论文成绩100分，以结课论文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）主要考核论文选题、科学研究的基本过程、论文格式等内容。√√√151530合计：100分303040八、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、线上学习、作业、期末结课论文等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末结课论文和过程性考核成绩组成。其中：期末结课论文成绩为100分（权重60%），期末结课论文为撰写与专业相关的学术论文；课堂表现、阶段测试、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试内容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30出勤率100%，不迟到早退；积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。出勤率100%，不迟到早退；认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。旷课一次；偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。旷课两次；上课不认真，偶尔参与教学活动。无故旷课三次以上，上课不认真，不参与教学活动。线上学习30按时进行线上课程音视频、章节学习；完成课程音视频学习任务、章节学习次数达到要求的90%以上。按时进行线上课程音视频、章节学习；完成课程音视频学习任务、章节学习次数达到要求80%以上。按时进行线上课程音视频、章节学习；完成课程音视频学习任务、章节学习次数达到要求70%以上。能进行线上课程音视频、章节学习；完成课程音视频学习任务、章节学习次数达到要求60%以上。能进行线上课程音视频、章节学习；完成课程音视频学习任务、章节学习次数小于要求的60%。作业40作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80%，字迹工整。不交作业1次以内，准确率大于70%.不交作业2次以内，准确率大于60%.不交作业3次以上，准确率小于60%。3.考试评分标准期末结课论文写作要求及评分标准见表5。表5期末结课论文写作要求和考核评分标准项目分值考核内容90-100分80-89分70-79分60-69