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1、四川理工学院课程实施大纲课程名称：材料科学基础授课班级：金属20151班任课教师：罗昌森工作部门：材料科学与工程学院联系方式：四川理工学院 制2017年2月 材料科学基础课程实施大纲基本信息课程代码：b0309015课程名称：材料科学基础学 分：4总 学 时：64学 期：1上课时间：上课地点：答疑时间和方式：答疑地点：授课班级：金属，腐蚀与防护，材化，非金属任课教师：罗昌森学 院：材料科学与工程学院邮 箱：联系电话：目 录1教学理念11.1关注学生的发展11.2关注教学的有效性11.3关注教学的策略11.4关注教学价值观12课程介绍22.1课程的性质22.2课程在学科专业结构中的地位、作用22
2、.3课程的前沿及发展趋势22.4学习本课程的必要性23教师简介23.1教师的职称、学历23.2教育背景33.3研究兴趣34先修课程45课程目标46课程内容46.1课程的内容概要46.2教学重点、难点46.3学时安排47.课程实施77.1教学单元一77.2教学单元二97.3教学单元三127.4教学单元四147.5教学单元五177.6教学单元六187.7教学单元七217.8教学单元八237.9教学单元九287.10教学单元十297.11教学单元十一327.12教学单元十二347.13教学单元十三357.14教学单元十四397.15教学单元十五407.16教学单元十六457.17教学单元十七487.
3、18教学单元十八507.19教学单元十九517.20教学单元二十537.21教学单元二十一557.22教学单元二十二577.23教学单元二十三597.24教学单元二十四627.25教学单元二十五647.26教学单元二十六667.27教学单元二十七678学生课程学习要求698.1学生自学的要求698.2课外阅读的要求698.3课堂讨论的要求699课程考核方式及评分规程699.1出勤（迟到、早退等）、作业、报告等的要求699.2成绩的构成与评分规则说明709.3考试形式及说明（含补考）7110学术诚信规定7110.1考试违规与作弊7110.2杜撰数据、信息等7110.3学术剽窃等7111课堂规范7
4、211.1课堂纪律7211.2课堂礼仪7212课程资源7212.1教材与参考书7212.2专业学术专著7312.3专业刊物7312.4网络课程资源7312.5课外阅读资源7313其他必要说明（或建议）7414学术合作备忘录（契约）7414.1阅读课程实施大纲，理解其内容7414.2同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望74681教学理念1.1关注学生的发展教学不是教师的“独台戏”，应是“以学生为中心”的互动过程。教师应关注学生的发展，倾听学生的需求。既对于材料科学基础该课程的基本内容，如材料的结构和性能，合成与制备等进行详细的讲解，还要把材料的起源、应用和分析深入到材料科学的文化特点及历史变迁
5、层面上与学生进行探讨和交流；重视材料在制备过程中的重现性、材料品质的一致性、人与自然的和谐性、资源与环境的可持续性等非常重要的实际问题；培养学生的人文关怀和道德情操。使学生能从更广的角度学习知识，更深的层次掌握知识，从而得到全面的发展。1.2关注教学的有效性教学过程还要重视教学的有效性。教学效果应以学生掌握知识的程度，灵活应用知识的能力作为评判的标准。教学过程要求教师要有时间与效益的观念。教师在教学时既不能跟着感觉走，又不能简单地把“效益”理解为“花最少的时间教最多的内容”。教学效益不取决于教师教多少内容，而是取决于对单位时间内学生的学习结果与学习过程综合考虑的结果。为了检验教学的效果，可对教
6、学的目标和结果进行适当的量化，科学地将定量与定性，结果与过程相结合从而全面地检验“教”与“学”的效果。1.3关注教学的策略为了达到有效的教学，教学过程应采用适宜的策略。教学策略是对完成特定教学目标而采取的教学活动程序、方法、形式和媒体等因素的总体考虑。怎样操作才能使教学取得更好的效果，这是教学策略所追求的目标。在教学过程中，必须重视教学策略的使用。例如：为了提高学生对该们课程的兴趣，我们可以回避一味的讲解本课程重要作用，而提出一个与生活密切相关的问题，让学生提出解决的方案；再与该课程中给出的方案相对比，让学生自己体会建立在基本理论之上的方法的科学性和有效性，从而激发学生对该课程的兴趣。1.4关
7、注教学价值观教学的过程应有自身的教学价值观。教学的过程不应只是知识的传授，更应重视培养学生的个体主动性。个体主动性应表现为学生对自身的发展进行主动的思考、批判和选择，能自我策划过程和付诸实施。当学生具有了对自身发展的主动性时，就具有了主动把握自己人生和命运的意识和能力。个体主动性是实现生命价值，获取幸福人生的内在保证。因此，培养学生的个体主动性是教育教学的最根本的任务。2课程介绍2.1课程的性质材料科学与基础是是材料类专业的一门重要专业基础理论课程，是材料类专业的核心主干课程。2.2课程在学科专业结构中的地位、作用材料科学基础其基础性强，适应面宽，在基础课与专业课之间起着桥梁的作用，为金属材料
8、工程、无机材料工程、材料腐蚀与防护、材料化学等专业的后续课程奠定必要的理论基础。同时，该课程也是国内绝大多数高校，材料类硕士研究生入学考试的必考专业课之一，该课程在材料类专业课程中具有非常重要的作用。2.3课程的前沿及发展趋势目前，随着科学技术的飞速发展，材料科学得到了迅猛的提高；许多新材料、新工艺层出不穷。如纳米材料出现和发展带给科学和日常生活巨大的进步：纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用；纳米材料做成的存储设备可以实现存储容量较现有硬盘成千倍的增长；纳米金属涂层可以成倍提高材料的耐磨性总的来看，材料科学的发展呈现从单一材料向复合材料转变、从单一功
9、能向复合功能转变、从宏观尺度向微观尺度深入、从以实验研究为主转变到计算机辅助理论模拟计算与实验相结合。2.4学习本课程的必要性材料科学基础作为材料类专业学生的一门重要的专业基础课，其任务是引导学生进入纷繁多彩的材料世界，领略材料和材料科学的无穷奥秘。通过本课程的学习，使学生掌握材料科学中基础和共性的知识，为后续专业课的学习，以及为毕业后从事材料工程的实际工作、材料科学研究和新材料的开发打下理论基础。3教师简介3.1教师的职称、学历罗昌森 男 教授 学士3.2教育背景罗昌森 l 1980.09-1984.07，武汉理工大学 金属材料及热处理专业，本科学习；l 2004.01-至今， 四川理工学院
10、材料科学与工程学院，教师。邮 箱：联系电话：139900565623.3研究兴趣罗昌森：主要从事金属材料相变及性能检测。4先修课程以高等数学、大学物理、物理化学、等课程为先修课程。5课程目标完成课程后，学生应该能够：（1）了解材料科学的发展历史和现状以及材料科学对于社会进步的重要作用；（2）掌握材料的内部原子排列的方式以及典型的晶体结构；（3）能从材料的结构分析其所具有的基本性能；（4）对于晶体的缺陷有一定的认识，掌握其对材料性能的影响；（5）能利用二元相图分析材料的相转变过程；（6）能分析材料凝固时晶核的形成与长大过程；（7）对材料的变形与断裂的基本理论有一定的认识，掌握变形与断裂的微观机制
11、；（8）了解金属、陶瓷、高分子材料的基本制备和加工方法；（9）建立学习的“主动性”，培养“实事求是”的科学态度。6课程内容6.1课程的内容概要材料科学基础主要包括：材料多尺度结构（电子结构、晶体结构、纳米结构、微结构）的基本知识，材料“成分结构制备性能”之间的“四面体”关系，相图的基本理论，材料在制备和服役过程（凝固、沉积、固态相变、服役等）中微结构形成和演变的一般规律等内容。6.2教学重点、难点材料科学基础课程概念多，基本理论多，很多概念抽象难懂。课程的教学重点主要是典型的晶体结构、材料的结构与性能之间的关系、固态相变理论、金属变形与断裂的机制；难点主要在于复杂相图的分析及位错相关理论。6.
12、3学时安排本课程共64学时，习题课2学时，期中考试占用2学时，具体安排如下：材料科学基础部分（理论教学60学时）导论 2学时第一章 材料结构的基本知识 4学时第一节 原子结构第二节 原子结构键第三节 原子排列方式第二章 材料中的晶体结构 6学时第一节 晶体学基础第二节 纯金属的晶体结构第三节 离子晶体的结构第四节 共价晶体的结构第四章 晶体缺陷 6学时第一节 点缺陷第二节 位错的基本概念第三节 位错的能量及交互作用第四节 晶体中的界面第六章 材料的凝固与气相沉积 8学时第一节 材料凝固时晶核的形成第二节 材料凝固时晶体的生长第三节 固溶体合金的凝固第四节 共晶合金的凝固第五章 材料的相结构及相
13、图 12学时第一节 材料的相结构第二节 二元相图及其类型第三节 复杂相图分析第七章 扩散与固态相变 4学时第一节 扩散定律及其应用第二节 扩散机制第八章 材料的变形与断裂 18学时第一节 金属变形概述第二节 金属的弹性变形第三节 滑移与孪晶变形第四节 单晶体的塑性变形第五节 多晶体的塑性变形第六节 纯金属的变形强化第七节 合金的变形与强化第八节 冷变形金属的组织与性能第九节 金属的断裂第十节 冷变形金属的回复阶段第十一节 冷变形金属的再结晶第十二节 金属的热变形、蠕变和超塑性7.课程实施7.1教学单元一7.1.1教学日期 第1周（第一次课）7.1.2教学目标建立材料和材料科学学科的基本概念，了解本课程的主要内容、要求和学习方法。7.1.3教学内容（含重点、难点）内容：导论重点：材料的分类及各种材料的主要特点7.1.4教学过程1.材料定义及其重要地位2.材料的分类金属材料无机非金属材料高分子材料复合材料3.材料科学与材料工程的关系材料科学材料工程4.本课程的主要内容5.本课程的特点及学习方法特点：概念术语及涉及相关学科多，知识抽象难于理解学习方法：理论联系实际，善于总结归纳；通过参考书和网络资源，博览相关知识7.1.5教学方法课堂讲授和提问7.1.6作业安排及课后反思作业：阅读材料工程
