《材料制备及分析科技创新》教学大纲

《材料制备及分析科技创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03175022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、工程材料学、材料力学性能后续课程：毕业设计适用专业：材料科学与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《材料制备与分析科技创新》是材料类专业创新课。本课程通过建立理论分析模块、工艺设计分析模块、材料制备模块、材料性能与机理分析模块，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：掌握制备工艺对材料组织性能的影响机理，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：通过进行材料制备方法创新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：解决及分析材料制备工艺与机理等问题，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《材料制备与分析科技创新》课程教学目标对材料科学与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3.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1：掌握制备工艺对材料组织性能的影响机理，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。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：通过进行材料制备方法创新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。M10.沟通10.1了解材料科学与工程领域的国际发展趋势、研究热点，能够就材料专业相关复杂工程问题，以口头、文稿、图表等方式与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。课程目标3：解决及分析材料制备工艺与机理等问题，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。L注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”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1.文献检索方法、阅读及整理实践内容：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、22.镁合金合金凝固组织控制工艺与原理实践内容：了解常见镁合金的成分、组织与性能特点，掌握熔炼制备镁合金的基本工艺，掌握镁合金凝固组织控制方法与基本原理。实践要求：通过熔炼制备工艺文献的学习使学生对熔炼制备过程中凝固组织控制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、23.C质晶粒细化剂的制备与组织分析实践内容：掌握用于Mg-Al合金的C质细化剂的组织构成与基本形态，以及细化剂的制备工艺参数对其相组成与形态的影响规律。实践要求：通过具体实例使学生掌握细化剂的制备方法，掌握制备工艺参数对其细化性能的影响机理。61、2、34.C质细化剂对Mg-Al合金组织性能的影响研究实践内容：掌握C质细化剂的组织形态，以及细化剂组织和工艺参数对Mg-Al合金组织和力学性能的影响规律。实践要求：结合具体熔炼制备工艺，使学生掌握晶粒细化剂在组织控制方面的应用，掌握细化试验方法、工艺与原理。61、2、35.超声场对Mg-Al合金组织性能的影响研究实践内容：掌握超声场的物理本质，以及超声处理工艺参数对Mg-Al合金基体组织和力学性能的影响规律。实践要求：通过超声处理工艺设计等使学生加深Mg基体晶粒尺寸改变及对性能测试的重要性，通过设计超声处理过程可增强学生的问题分析能力。41、26.超声场对Mg-Al-Si合金组织性能的影响研究实践内容：掌握超声场的物理本质，以及超声处理工艺参数对Mg-Al合金基体组织、第二相和力学性能的影响规律。实践要求：通过超声处理工艺设计等使学生加深Mg中第二相形貌改变及对性能测试的重要性，通过设计超声处理过程可增强学生的问题分析能力。61、2、37.RE对Mg-Al合金组织性能的影响研究实践内容：掌握稀土元素RE的基本性质，以及RE细化处理工艺参数对Mg-Al合金组织和力学性能的影响规律，并独立完成研究报告。实践要求：通过组织与性能分析使学生对不同RE元素对镁合金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、210.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）吴树森.铝、镁合金熔炼与成形加工技术.机械工业出版社.2012.03（2）许并社.镁冶炼与镁合金熔炼工艺.化学工业出版社，2007.03.（3）徐河.镁合金制备与加工技术手册.冶金工业出版社.2007.05.2.期刊：（1）张玲,李英龙.镁合金晶粒细化方法研究进展.铸造,2019,11(68):1195-1203.（2）张爱民,韦佳宏,马秉馨,等.A1N对Mg-Al合金凝固过程影响机制的价电子理论研究,河南工学院学报,2020,28(2):21-29.（3）余永情,李尧,杨俊杰.超声处理对稀土掺杂AM60B镁合金组织及力学性能的影响,稀有金属,2017,41(3):327-331.（4）FanZ,F.Gao,Y.Wang,etal.GrainrefinementofMg-alloysbynativeMgOparticles:Anoverview,JournalofMagnesiumandAlloys,2022,10:2919-2945.（5）YangY,XiongXM,ChenJ,etal.Researchadvancesinmagnesiumandmagnesiumalloysworldwidein2020.JournalofMagnesiumandAlloys,2021,9(3):705-747.（6）邓文文,李达,李春,等.超声-共晶溶质对铝合金组织的影响,热加工工艺,2016,45(17):22-30.3.网络资源：（1）材料制备与加工：中国大学MOOC./course/FZU-1205890825（2）镁合金熔炼加工：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总结报告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，基本能够掌握方法与步骤，实验操作过程基本正确、无协