《材料科学基础实1》课程教学大纲

《材料科学基础实验》实验课程教学大纲一、课程基本信息中文名称：材料科学基础实验课程英文名称：FundamentalsofMaterialsScienceExperiments课程代码：19043301课程性质：专业基础课学分：1总学时：32（其中实验：32上机：0）适用学院及专业：材料科学与工程学院无机非金属材料工程专业先修课程：无机与分析化学、大学物理B、物理化学B、材料科学基础A等开课单位：材料科学与工程学院与工程实验中心二、课程的地位与作用材料科学基础实验是学生在学习了学科基础课、材料科学基础课及基础化学实验后的专业必修实验课程。其与《无机非金属材料实验》、《专业综合设计实验》共同构成无机非金属材料工程专业的专业实验体系。通过材料科学基础实验，使学生掌握材料结构与性能基本测试技术，受到科学思维与科学实验方面的基本技能训练，加深对相关理论知识的理解与运用，增加分析问题、解决问题的能力，为以后专业课的学习以及进行材料工程基础实验、专业综合技能实践、毕业论文工作打下基础。三、实验课程教学目标本课程支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2。学生通过该课程的学习，坚定理想信念，激发爱国主义情怀，崇尚科学创新，践行工匠精神，热爱材料研究事业，增强团队合作意识，具有沟通、分享、奉献和合作的团队精神，培养和提高自觉学习性，体会到新时代的材料人肩负着光荣的历史使命与责任，要为实现中华民族伟大复兴的中国梦做出自己的贡献，达到立德树人的目标。加深对专业理论知识的理解、掌握和记忆，加强进行材料研究的基本能力和对材料研究方法的深入理解，学会数据处理的基本方法，提高独立分析问题、综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生应具备以下能力：目标1：能够对实验结果进行处理、分析和解释，并能把实验结果、理论分析和文献研究相结合，得出合理有效的结论；能够对建筑工程材料制备过程中的各类物理化学现象、材料特性进行研究和实验验证；能够基于科学原理并采用科学方法，针对建筑工程材料制备过程中的复杂工程问题制定实验方案并进行实验。（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3）目标2：能够基于工程相关背景知识，合理分析与评价无机材料制备过程的解决方案以及产品应用对社会、健康、安全的影响，并理解应承担的责任。在考虑无机材料制备过程和产品应用问题解决方案时，能够采取合理的技术手段和实验测试手段，降低或避免其不利影响。（支撑毕业要求指标点6.2）课程教学目标与毕业要求的关系矩阵教学目标毕业要求指标点达成途径考核方式目标14.1能够对无机材料制备过程中的各类物理现象、材料特性进行研究、处理、分析和解释，得出合理有效的结论。4.2能够对建筑工程材料制备过程中的各类物理化学现象、材料特性进行研究和实验验证；4.3能够基于科学原理并采用科学方法，针对建筑工程材料制备过程中的复杂工程问题制定实验方案并进行实验。通过实验前讲授、典型案例、成就、先进事迹、学生在实验操作及分析实验结果和实验后数据分析处理的过程中达成。对每次实验前预习，实验操作，及实验结果和实验后数据处理进行考查，给出成绩。目标26.2在考虑建筑工程材料制备过程和产品应用问题解决方案时，能够采取合理的技术手段降低或避免其不利影响以及产品应用对社会、健康、安全、法律以及文化的影响；理解新材料的出现和使用会给技术进步、新产业的形成，乃至整个经济和社会的发展带来重大影响。通过实验前讲授、典型案例、成就、先进事迹、学生在自行实验操作的过程中达成。对每次实验前预习，实验操作，及实验后数据处理进行考查。四、实验项目名称和学时分配序号实验项目名称（支撑毕业要求指标点）学时实验类型每组人数必做或选做1晶体对称要素、紧密堆积及典型的晶体结构（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3）6验证3必做2显微镜的使用及材料表观形貌观察（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）3验证3选做3粘土阳离子交换容量的测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）2验证3选做4粘土-水系统ζ-电位的测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）4综合3选做5陶瓷的热稳定性测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）4验证3选做6无机材料力学性能测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）8综合3必做7材料电学性能测试（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3）2验证3选做8无机材料白度、光泽度及色差的测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）6验证3选做9玻璃化学稳定性与内应力测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）6综合3选做10材料紫外和荧光光谱测定与分析（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）4演示3选做11气孔率、吸水率及体积密度测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）6综合3选做12粉体真密度的测定（支撑毕业要求指标点4.1、4.2、4.3、6.2）2验证3选做五、实验项目基本要求1.晶体对称要素、紧密堆积及典型的晶体结构：掌握晶体的对称要素、晶族和晶系，掌握几何结晶学的基本内容。理解晶体紧密堆积的方式，建立晶体结构的立体概念；掌握晶体内部质点排列的基本方法及几种典型的晶体结构，深化对配位数和配位多面体概念的理解。树立实事求是的精神和严谨的科学态度。2.显微镜的使用及材料表观形貌观察：学会偏光显微镜的基本操作，并能够用显微镜对硅酸盐矿物进行表观形貌观察。认真观察，科学严谨。3.粘土阳离子交换容量的测定：了解粘土阳离子交换容量的测定原理，掌握粘土阳离子交换量的测定方法。4.粘土-水系统ζ-电位的测定：了解固体颗粒表面带电原因及其荷电性，并观察粘土胶粒的电泳现象。了解粘土-水系统ζ-电位的测定原理，掌握粘土ζ-电位的测定方法，掌握电解质用量对泥浆ζ-电位的影响。5.陶瓷的热稳定性测定：了解测定陶瓷材料热稳定性的实际意义；了解影响热稳定性的因素及提高热稳定性的措施；掌握陶瓷材料热稳定性的测定原理及方法。6.无机材料力学性能测试：了解材料力学性能测试的实验原理，掌握三点抗折、抗压、抗冲击以及耐磨性和硬度等相关仪器设备的操作规程及方法，并对实验数据结果进行综合处理分析。并理解在新材料开发中应承担的责任；树立良好的职业道德，敢于担当社会责任，为构建现代化强国做出贡献7.材料电学性能测试：了解材料电学性能测试的实验原理，掌握相关仪器的操作规程及方法，学会对实验数据结果进行综合处理分析。8.无机材料白度、光泽度及色差测定：了解白度和光泽度及色差的定义及测定意义；掌握白度计和光泽度计及色差计的测量原理和测试技术；了解材料的测试要求和测量结果的处理方法。9.玻璃化学稳定性与内应力测定：了解玻璃化学稳定性的相关概念和测试的实验原理，掌握相关仪器设备的操作规程及方法，了解影响材料化学稳定性的因素。了解玻璃应力产生的原因，掌握玻璃应力仪的操作。10.材料紫外和荧光光谱测定与分析：了解紫外和荧光光谱的实验原理，掌握相关仪器设备的操作规程及方法，学会对实验数据结果进行分析处理。11.气孔率、吸水率及体积密度测定：通过本实验，学生应了解气孔率、吸水率和体积密度的概念及在生产、科研中的应用，掌握气孔率、吸水率和体积密度的测定方法及相关仪器的操作。树立强烈的社会责任感和严谨务实的治学精神，培养学生实干、诚实守信精神。12.粉体真密度的测定：通过本实验，学生应了解粉体真密度的概念及其在科研与生产中的作用，掌握比重瓶法测定粉体真密度的原理及方法。通过实验前讲授、实验操作及实验后数据分析处理来来完成课程目标。教学方法本课程是一门专业基础课程。采用教师指导，学生自己动手操作实验的方法教学。教师讲授采用多媒体与实验现场讲授相结合的方式，通过图片、视频等影像资料进行知识点的梳理和汇总，有助于学生对相关理论知识专业知识巩固。操作实训采用实验操作的方式，使学生完成在实验室完成实验任务。实验中认真观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果。激发学生热爱材料研究事业，崇尚科学创新，践行工匠精神。激发学生热爱祖国，热爱材料研究事业。实验报告基于实验过程，学生应自主完成实验报告，强调应坚持实事求是的科学精神，抵制学术造假与学术剽窃的现象。七、实验课程考核和成绩评定方式每个实验项目根据比例（实验预习10%，实验动手能力40%，实验完成情况20%，实验报告30%）分别给出实验成绩，平均后记入总成绩，并按优、良、中、及格与不及格五级分制录入。八、实验教材、指导书和参考文献1、实验教材，材料科学与工程实验教程（第一版），北京，化学工业出版社，20192、主要参考教材和文献[1]石德珂，材料科学基础（第1版），北京，机械工业出版社，2005[2]刘智恩，材料科学