《材料科学基础》课程教学大纲

1、材料科学基础课程教学大纲课程编号 100095101课程名称 材料科学基础高等教育层次 本科课程在培养方案中的地位：课程性质 必修对应于材料科学与工程专业；属于BZ专业课程基本模块本课程的思政工作要点是理想信念教育开课学年及学期 第4学期先修课程a微积分，b大学物理，c物理化学课程总学时 88，学分 5.5 课程教学形式 0普通课程课程教学目标与教学效果评价课程教学目标（给出知识能力素养各方面的具体教学结果）教学效果评价不及格及格，中良优1知悉和理解金属、无机非金属和高分子材料的键合、晶体结构、相组成、晶体缺陷、扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态的基本特征。完全不知道，或对相关知识

2、仅有碎片化的理解。对相关主要内容能理解，但不完整。对相关主要内容能完整理解，但不系统，存在断点。对相关主要内容能完整系统地理解。2掌握金属、无机非金属材料中晶体缺陷运动、扩散、变形、再结晶、凝固和一些相变的基本规律及其影响因素。完全没能力，或仅能够运用零碎的相关知识对所涉及的材料结构组织演变、行为响应进行正确分析。整体上具备运用相关知识分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力，但缺乏系统性。整体上具备运用相关知识分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。具备运用相关知识分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力。3能够形成运用相关知识对所涉及的材

3、料结构组织演变、行为响应等从能量角度进行分析的意识。完全没有从能量角度分析材料结构、状态演变的意识。整体上具备从能量角度分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力，但缺乏系统性。整体上具备从能量角度分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。具备从能量角度分析所涉及的材料结构组织演变、行为响应的能力。4能够根据对金属、无机非金属材料的键合、晶体结构、基本相组成、晶体缺陷、固体扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态及其特征的理解，结合后续相关课程学习，开展合理、符合社会发展要求的金属、无机非金属材料的成分、微观组织设计。完全没能力，或仅具备运用相

4、关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养。整体上具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养，但缺乏系统性。整体上具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养。5能够根据对金属、无机非金属材料的键合、晶体结构、基本相组

5、成、晶体缺陷、固体扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态及其特征的理解，结合后续相关课程学习，进行合理、符合社会发展要求的金属、无机非金属材料的制备和加工工艺设计。完全没能力，或仅具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养。整体上具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养，但缺乏系统性。整体上具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养，有一定的系统性，但系

6、统性方面存在断点。具备运用相关知识零碎分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固的演变过程与材料力学性能关系综合问题的素养。6结合后续相关课程学习，具备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关系的能力。完全不具备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关系的能力基础。整体上具备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关系的能力基础，但不系统、不扎实。整体上具

7、备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关系的能力基础，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。具备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关系的能力基础。课程教学目标与所支撑的毕业要求对应关系（公共平台课无需细化到毕业要求指标点（见各专业培养方案说明书），暂无专业认证需求的专业下表可选填）毕业要求（指标点）编号毕业要求（指标点）内容课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）1.2具有金属材料、无机非金属材料及相关领域的工程基础知识和专

8、业知识。目标1：知悉和理解金属、无机非金属和高分子材料的键合、晶体结构、相组成、晶体缺陷、扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态的基本特征。目标2：掌握金属、无机非金属材料中晶体缺陷运动、扩散、变形、再结晶、凝固和一些相变的基本规律及其影响因素。4.1能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析金属材料、无机非金属材料及相关领域复杂工程问题的解决方案。目标3：能够形成运用相关知识对所涉及的材料结构组织演变、行为响应等从能量角度进行分析的意识。目标4：能够根据对金属、无机非金属材料的键合、晶体结构、基本相组成、晶体缺陷、固体扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态及其特征的

9、理解，结合后续相关课程学习，开展合理、符合社会发展要求的金属、无机非金属材料的成分、微观组织设计。目标5：能够根据对金属、无机非金属材料的键合、晶体结构、基本相组成、晶体缺陷、固体扩散、材料变形、再结晶、凝固、合金相图、亚稳态及其特征的理解，结合后续相关课程学习，进行合理、符合社会发展要求的金属、无机非金属材料的制备和加工工艺设计。4.4能对实验结果进行总结，分析和解释实现现象和实验规律，并通过综合分析得到合理有效的结论，对结论的正确性加以评判。目标6：结合后续相关课程学习，具备运用所学材料科学基本理论知识综合分析、解决材料科学中涉及晶体缺陷、扩散、变形、再结晶和凝固等演变过程与材料力学性能关

10、系的能力。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略第一章 原子结构与键1.1原子结构1.2原子的键合1.3高分子链3 1课堂讲授第二章 固体结构2.1晶体学基础2.2金属晶体结构2.3合金相结构2.4离子晶体结构2.5共价晶体结构2.6非晶态结构2.7准晶结构181，2课堂讲授第三章 晶体缺陷3.1点缺陷3.2位错3.3表面与界面14 1，2课堂讲授、讨论第四章 固体中原子及分子的运动4.1表象理论4.2扩散的热力学分析4.3扩散的原子理论4.4扩散激活能4.5无规行走与扩散距离4.6影响扩散的因素4.7反应扩散4.8离子晶体中的扩散101，2课堂讲授第

11、五章 材料的形变与再结晶5.1弹性与粘弹性5.2晶体的塑性变形5.3回复与再结晶5.4热变形与动态回复5.5陶瓷材料变性的特点101，2，3课堂讲授、讨论第六章 单组元相图及纯金属的凝固6.1单元系相变热力学与相平衡6.2纯晶体的凝固101，2，3课堂讲授第七章 二元相图及其合金的凝固7.1相图的表示和测定7.2相图热力学7.3二元相图分析7.4二元合金的凝固理论141，2，3课堂讲授、讨论第八章 三元相图8.1三元相图基础8.2固态不互溶的三元共晶相图8.3固态有限互溶的三元共晶相图8.4包共晶型三元相图81，2，3课堂讲授考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方

12、法。考核方式：本课程采用平时考核（包括作业及日常考勤等）与课程结束后考试相结合的方式对本课程的学习情况进行考核，考试以闭卷方式进行。成绩评定：本课程学习最终总成绩由平时考核成绩和课程结束后的考试成绩共同构成，平时考核成绩（包括作业及日常考勤等）占最终总成绩的20%，考试成绩占最终总成绩的80%，课程学习最终总成绩按百分制给出。60分以下为不及格，60分（含）70分为及格，70分（含）80分为中等，80分（含）90分为良好，90分（含）100分为优秀。教材，参考书:选用教材：胡赓祥,蔡珣 编.材料科学基础（修订版）M.上海：上海交通大学出版社,2006.参考书：1陶杰 等.材料科学基础M.北京：化学工业出版社，2006.2徐恒钧.材料科学基础M.北京：北京工业大学出版社,2001.3Will1am D Callister,Jr.材料科学与工程基础（英文版）.M.北京：化学工业出版社,2004.4钟家湘 等.金属学教程M.北京：北京理工大学出版社,1995.大纲说明：材料科学基础课程是材料科学与工程专业重要的专业基础课和必修课。本课程教学目的是强化创新能力培养，努力培育工程科技领域的创新人才；使