《材料科学与工程基础》课程教学大纲.docx

材料科学与工程基础课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：13134223201课程名称<中,英文）：材料科学与工程基础/Fundamenta1.sofMateria1.sScienceandEngineering课程类别：专业核心课程学分；4总学时：64埋论学时：56实5金/实践学时：8适用专业：材料物理适用对象；本科先修课程：物理化学、晶体学聪础、离等数学、大学物理教学环境：线下或混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的4材料科学与工程基础3谀程是材料物理专业的型要专业基础必修课程,考试深.本课程主要通过介绍材料科学中的共性规律，即材料的组成-形成工艺）条件-结构-性能-材料用途之间相互关系及制约规律，让学生掌握材料的琮础理论知识和荏本的实验技能，培养学生分析问题和解决问题的地本思斑能力，并为后续学习各种材料合成、生产工艺课程打下必需的理论基础.在本课程各近绪论环节，导入了自改革开放以来中国在材料领域的研究及生产成果,激发学生道路自信与爱国热忱,提高学生限务祖国、投入建材一线建功立业的热情.2 .对接培养的岗位能力：通过对课程的学习,学生具有扎实的材料学相关理论的基础.对于光伏行业，无机非金属行业的常见产品的生产原理有一定的理斛，为学生的求学、就业选择和工作中进行技术创新提供支持。三、课程教学目标1 .课程对毕业要求的支撑毕业要求指标点.2j能师竹对1：程领域的系统或过程，选择或建立相应的数学、物理模型用于进行太阳能光伏和锂需干电池等新能源材料领域纪杂工程问题的分析与评价,并利用计算机求解.毕业要求指标点2.2能够基于材料物理相关知识和原理，采用文字、图表、模型等方式表达太阳能光伏和押离子电池等新能源材料领域更杂工程何即。毕业要求指标点3.11不握太阳能光伏和锂如子电池等新能源材料制缸加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了斛影响设计目标和技术方案的各种因索.毕业要求指标点4.2能够基于新材料、新1：艺、新技术和新i殳备的研发现状，针对新能就材料制备红杂工程何题的特定性能需求,利用材料物理的基本原理.选择合理技术路线.设计可行试验方案.2 .课程校学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标I;掌握材料科学的一些茶本原理，把这些原理应用在模型建立上，井利用汁匏机求出合埋的解.去解决太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程向起的分析与评价等问题.支撑毕业要求指标点1.2）教学目标2：使学生掌握热体学的基本原理.为后续其它课程的学习奠定基础：能修对所学知识加以运用,以文字、图表、模盘等方式表达太阳能光伏和伟离子电池等新能源材料领域视架工程问题，（支掠毕业要求指标点2.2）教学目标3：使学生了材料组成、微观结构、制备方法与材料性能之间的相互关系，掌据新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目瓦和技术方案的各种因素.（支找毕业要求指标点3.1.教学目标4：培养学生利用所学理论知识解析太阳能光伏和悝国子电池相关行业前沿研究成果的能力，并把结果运用于实际生产，优化己有技术方案，设计更可行的试脸方案。（支找毕业要求指标点4.2四、教学课时安律（一）学时分也主鹿或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实脸实践主应或知识点I材料引古22OO1.2主应或知识点2晶体结构44OO1,2,3.4主题或知识点3晶体结构缺陷88OO1.2.3.4主题或知识点4非晶态结构与性质44OOI.2,3.4主题或知识点5去面结构与性质44OO!.2.3,4主题或知识点6相平衡与和图1212OOI.2.3.4主趣或知识点7基本动力学过程-扩散44OO1.2.3.4主超或知识点8材料中的相变44001,2,3,4主超或知识点9材料制备中的固态反应44001,2.3.4主主或知识点10烧结6600I.2.3.4实脸一淬冷法研究相平衡40401.2.3.4实脸二热重分析40401.2.3.4合计645680(.)实践教学安排(指含有实蛤或实践内容的课程)序号实脸/实践项目名称实验/实践学时实歌/实类型实验/实要求人数备注I淬冷法研究相平衡4综合性必做22热柬分析4综合性必做2五、校学内容及教学设计主题1.材料引音1 .教学内容：宏观的向学生介绍一些与课程相关的知识及其应用.材料科学在国民生产中的重要地位与作用.介绍材料科学在国民生产中不可取代的地位及其在现代工业体系中的应用材料科学的发展历史和和我国对此的贞做,澈发学生的民族力登丛和专业学习的兴坦.投身祖国隹设的理想，2 .教学正点：材料的分类和特点。3 .教学难点；功能材料的物理学潦理。4 .教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法，增加图片与规频内容，用圜与学生的互动.调动学生的学习积极性.主J-2晶体结构1 .教学内容：理解域体密堆积原理、配位数与配位多面体概念，掌握NaC1.、CSCh立ZnS.CaFx钙就矿等晶体结构，的林规则和硅酸盐结构,介绍材料制备技术，特别是先进材料对国家发展的更大意义，阐明我国在芯片制造领域面临的挑战,激发学生的自发图强.不断拼搏的精神.2 .教学重点：球体密堆积原理,典型晶体结构.3 .教学难点：晶体结构的计算,鲍林规则的应用和硅酸盐晶体结构的判断.4 .教学方案设计：枭用板书结合PpT的教学方法,增加图片与视领内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。主题3晶体结构缺Pe1 .教学内容：品体结构缺陷的概含、类型，缺陷反应方程式，固溶体的概念和分类，非计IIH匕合物的概含的和类型，先诳材料的制造水平是衡崎个国家综合实力的IR要内容，与国外发达国家相比，我们还有很长的路要走，鼓励学生不断进取,拼搪奋进.2 .教学重点：缺陷反应方程式,固溶体的分类与特点，3 .教学难点：非化学计量缺陷的缺陷反应方程式,计算确定固溶体的结构类型。4 .教学方案设计：枭用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动，词动学生的学习积极性。主霖4非IK态结构与性项1 .教学内容：培体的结构、性质，被病的形成、费构、常见玻璃的类型，介绍我国科学家在此方面的贡帐,国立学生的民族自信心.2 .教学重点：SiOtii的共价模型：拈度的定义、硅酸盐熔体的拈段与温度的一般关系、化学组成对硅酸盐熔体黏度的影响,玻璃结构参数及相应计笄，玻璃形成的热力学条件、动力学条件、结晶化学条件，3 .教学难点：貂度的影响因素，成病结构参数的计算与应用.4 .教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动.调动学生的学习积极性.切S表面结构与性质1 .教学内容：固体表面力场与表面能，肉干品体在表面力场作用1.离子的极化与或排过程，弯曲表面效应，湿润与粘附，表面的IS性，多晶材裙中的晶界分类，多晶体的组织，晶界应力。介绍我国在此领域所取得的成就，鼓励同学们建立自信，继续赶超，为国争光，2 .教学中点：固体表面力场，漓子晶体表面双电层的形成,润湿的度量.润湿的类型，表面粗糙度和吸附膜对润湿的影响.弯曲表面效应.3 .教学难点：禹子热体表面双电层的形成.杨氏方程的应用.4 .教学方案设计：枭用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。主JB6.相平衡与相图1 .教学内容：相图的基本特点，通元系统相图，二元系统相图,三元系统相图,相图在工业生产中的作用.介绍我国的水泥生产技术在国际中领先的地位,树立学生的民族自信心.2 .教学重点：三元系统相图的分析,专业相图的分析。3,教学玳戊；三元系统相图上冷却析晶过程的分析，析晶过程中含地的计豫.4.教学方案设计：采用板书结合PpT的教学方法，增加图片与视频内容，覆调与学生的互动，调动学生的学习积极性，主题7基本动力学过程.扩散1 .教学内容：扩散现象的宏观规律一一菲克第一、第.定律，描述扩敢物质的浓度分布与距离、时间的关系，扩故微观机制，即扩敢过程中原子迂移的方式，扩散系数，影响扩散系数的因素.介绍我国科学家在此方面的贡献，树立学生的民疾白;我感.2 .教学重点：扩散的分类,菲克第一定律.菲克第二定律,扩侬的微观机制,扩散系数.3 .教学雄点：菲克第一定律求解稳态扩散问遨和川菲克第二定律求解非稳态扩散问题.4 .教学方案设计：枭用板耨结合PpT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。主题8.材料中的相交1.教学内容：相变的分类,M1.变的热力学分类方法，相变过程的谓度、压力和浓度条件，液固相变过程热力学.液同相变过程动力学.相变过程的影响因案.设计一些学生参与的环节，培养他们的自学能力、数据处理能力和衣达能力，提高学生媒合泰养，为将来能够更好的回报祖国哭定基础.2,教学室点：相变过程推动力，晶核形成条件，晶核形成过程动力学，晶核生长过程动力学。3 .教学难点：晶核形成与晶核生长过程动力学.4 .教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法.增加图片与视频内容,强调与学生的互动调动学生的学习积极性.主A1.9材料制备中的固态反应1 .教学内容：固相反应的分类与特征，固相反应动力学，影响固相反应得因素.介绍我国在此领域取得的成果，树立学生的民族自信心2 .教学重点：固相反应特征，固相反应一股动力学关系，化学动力学范困.扩散动力学葡国,化学动力学范用动力学方程扩散动力学范用动力学方程.3 .教学难点：杨氏方程与金斯特林格方程的假设条件、适用条件和局限性.4 .教学方案设计：枭用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视嫉内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。主JR1.o烧结1 .教学内容:烧结定义.推动力和基本模型,在纯固态和彳!1液相参与的烧结过程中,四种基本的传质产生的原因、条件、特点和动力学方程烧结过程中晶粒生长.：二次再结晶的控制.影响烧结的因素.介绍烧结技术在军工生产中的应用.一个国家的军事实力对其国际地位高低的不可代替作用.2 .教学由戊：烧结过程的推动力和各种传颐过程特点，各种传桢产生的原因、条件、特点和动力学方程。3 .教学碓点：流动传舫、扩侬传旗、气相传质和溶解沉淀传质的推动力、条件和特点.4 .教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法，斓加图片与视频内容,强调与学生的互动，调动学生的学习积极性,六、学生成定I.课程考核方式及比例本课程考核学生拱取知识的能力、应用所学知识分析问应和解决向题能力、实践动手能力和创新能力等：考核方大采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、妥个阶段等全过程的考核,使学生成绩评定更加合理多样,优化课程评价体系,进一步提升本课程教学效果.学生成缄评定去考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现PPT及讲解答料地目小论文实验成绩比例名51051015555 .课程目标考核方式评价权*本课卷教学目标与考核