《材料改性技术课程设计》教学大纲

《材料改性技术课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03165034课程性质：集中实践课学分：3学分周数：3周先修课程：材料科学与工程基础、传递过程原理、材料制备与加工等并修课程：热处理工艺与设备、表面工程技术适用专业：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《材料改性技术课程设计》是《热处理工艺与设备》等课程教学中的一个重要实践性环节。经过课程设计环节，使学生学习常用金属材料热处理改性的设计思路和操作方法，掌握材料改性的常见工艺和一般处理过程，了解体会材料改性技术的功能和效果。学生通过针对性的实物操作，可以巩固已有的材料科学基础理论和工程基础知识，提高动手能力，在充满挑战性的课程设计过程中掌握材料改性技术的基本知识与实践技能。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：根据课程设计要求，进行金属材料常用的退火、正火、淬火、回火、表面处理等改性技术的针对性实物操作，熟悉常用金属材料热处理改性的设计思路和操作方法，掌握材料改性的常见工艺和一般处理过程，进而巩固已有的材料科学基础理论和工程基础知识。课程目标2：掌握材料改性工艺设计和实物操作能力，具备对工艺流程和参数进行优化的能力，为学生学习后续课程及从事技术工作、工程研究以及开拓新技术领域打下良好基础；在环节中培养学生的专业创新能力和团队协作能力。课程目标3：具有良好的材料改性技术专业素质；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；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。三、课程目标与毕业要求《材料改性技术课程设计》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持强度1.工程知识1.1能够应用数学、自然科学、工程基础和材料科学与工程专业知识对材料改性相关问题进行合理表述。课程目标1：掌握材料表面工程技术的基本概念、原理、特点以及应用情况；熟悉表面工程相关的材料、工艺、设备、检测和产品质量等方面的基础理论和专业知识；了解表面工程技术的发展现状和趋势。M2.问题分析2.3能够综合应用自然科学与材料科学与工程的基本原理和方法，对复杂材料改性问题的解决方案进行合理性论证并获得有效结论。课程目标2：掌握材料改性工艺设计和实物操作能力，具备对工艺流程和参数进行优化的能力，为学生学习后续课程及从事技术工作、工程研究以及开拓新技术领域打下良好基础。H3.设计/开发解决方案3.1能够针对复杂材料改性技术工程问题，提出解决问题的技术方案。课程目标2：掌握材料改性工艺设计和实物操作能力，具备对工艺流程和参数进行优化的能力；在环节中培养学生的专业创新能力和团队协作能力。M9.个人和团队：9.1具有团队合作意识，能在专业领域独立承担团队分配的工作任务。课程目标3：具有良好的材料表面工程技术专业素质；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；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。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，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.检索查阅一种以上关键基础金属材料整体改性相关的技术资料教学要求：以典型材料热处理为例讲解课程设计的过程，下达任务书。学生根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体内容及设计过程。重点：不同材料热处理制度制定的依据及工艺确定过程。难点：热处理工艺方案的确定。2天1、22.针对分组后指定的钢材设计多种热处理工艺方案，制定工艺流程教学要求：根据课设要求，结合专业理论进行改性方案的初步设计，并制定相关操作流程。重点：改性工艺的制定与操作流程的确定。难点：改性工艺的制定。2天1、2、33.选择具体工艺参数，按照设计方案开展退火、正火、淬火和回火等实验步骤教学要求：根据设计的工艺，选择相关工艺参数。重点：改性工艺参数的合理选择。难点：工艺设计与材料应用的适用性。4天1、2、34.对材料热处理前后及过程中的组织和基本性能进行对比检测分析教学要求：能够独立对改性工艺处理后的试样进行组织与性能分析，并对结果进行总结分析。重点：对试样进行显微组织和性能检测分析。难点：对实验结果进行分析，讨论改性工艺的合理性。2天1、2、35.根据实验结果进行流程或工艺改进优化教学要求：根据已获得的实验结果对原定改性工艺进行适当合理的调整优化。重点：工艺的调整依据与方法。难点：针对存在的问题进行工艺调整。2天1、2、36.处理数据，汇总分析，编制课程设计报告教学要求：对课程设计过程中计算和实验得到的数据进行处理，绘制适宜的图表，并在此基础上进行分析讨论，并完成课程报告。重点：实验结果的分析讨论。难点：实验数据的处理分析。2天1、37.课程设计总结答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是教师对学生论文的一次会诊和指导。考核内容包括学生对设计手册、资料的运用。教师提问的内容包括材料选择、工艺设计、实验操作、结果分析等。重点考察学生课程报告的质量，环节过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。重点：相关原理与实验的整体考核。难点：课程设计质量的检验。1天1、2、3合计15天五、教学方法及手段由于课程内容与生产实践紧密结合，学生应根据课程设计选题及要求，查阅相关工具书、手册、技术标准、科技文献等，以自学为主、教师讲授为辅，按时汇报并积极讨论，学会综合应用相关资源和条件进行材料改性处理的通用方法，并养成自觉遵守国家标准的习惯。六、教材和参考书1.推荐教材：(1)王志刚,刘科高.金属热处理综合实验指导书[M].冶金工业出版社,2012.04.2.参考书：（1）潘健生,胡明娟.热处理工艺学[M].高等教育出版社,2009.01.（2）崔忠圻,刘北兴.金属学与热处理原理[M].哈尔滨工业大学出版社,2018.01.（3）潘清林,孙建林.材料科学与工程实验教程.金属材料分册[M].冶金工业出版社,2012.08.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计报告书质量和答辩成绩五部分构成，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分值考核/评价细则课程目标123学习态度10(1)主要考核学生学习纪律、答疑和值日等情况。(2)教师根据课程整体表现情况评分。√√55工作量完成情况10(1)主要考核学生完成课程任务量情况。(2)教师根据学生完成任务情况评分。√√√334设计能力40(1)主要考核综合运用理论知识和实践技能处理专业工程实际问题的能力。(2)教师根据题目的开展水平进行评分。√√2020设计报告书质量30(1)主要考核学生报告的内容正确性、表达准确性、思路合理性、报告规范性等。(2)教师根据设计报告的质量进行评分。√√√101010答辩成绩10(1)主要考核学生答辩自述和回答问题情况。(2)教师根据答辩自述情况和回答问题正确性与否进行评分。√√√334合计：100454510八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计报告书质量和答辩成绩。其中：(1)学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；(2)工作量完成情况占10%；(3)设计能力占40%；(4)设计报告书质量占30%；(5)答辩成绩占10%。最后一周进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生选材和工艺设计的合理性、内容的准确性、报告的规范性、过程中分析与解决问题的能力及课程态度和答辩情况等进行综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）课堂表现10学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好遵守纪律，学习态度良好，表现中等遵守纪律，学习态度一般，表现一般学习纪律较差，表现较差工作量完成情况10完成课程设计任务的90%以上完成课程设计任务的80%以上完成课程设计任务的70%以上完成课程设计任务的60%以上完成课程设计任务的60%以下设计能力40综合运用理论知识、实验条件、计算机技能较强，能够较好地处理工程实际问题综合运用理论知识、实验条件、计算机技能较好，能够处理工程实际问题综合运用理论知识、实验条件、计算机技能一般，基本能够处理工程实际问题综合运用理论知识、实验条件、计算机技能一般，不能合理处理工程实际问题综合运用理论知识、实验条件、计算机技能较差，不能处理工程实际问题设计报告书质量30工艺设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；报告质量较高工艺设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；报告质量良好工艺设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法基本合理；基本达到课程设计规定的要求；报告质量