《材料与化学》教学大纲

《材料与化学》教学大纲课程编号：13220202英文名称：MaterialsandChemistry学分：2.5学时：总学时44学时，其中理论36学时，实践8学时先修课程：工程图学基础、高等数学课程类别：专业课程授课对象：机械电子工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第3学期一、课程描述和目标《材料与化学》是一门阐述工程材料和材料化学的基本理论，说明材料的成分、工艺、组织、结构与性能之间的关系，介绍常用机械工程材料及其应用的基础知识的专业基础课。通过本课程学习，使学生在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具备根据使用条件和性能要求，合理选择常见工程材料的能力，以及制定零件加工工艺路线的初步能力。同时，让学生通过本课程的学习熟悉材料化学的基本知识，了解课程所涉及的各种合成方法、结构、性能在材料研究和开发中的具体应用。通过掌握材料化学和工程材料基础知识，能用于复杂机械工程问题的具体过程中，同时能够理解和综合工程影响因素，设计机械制造工艺流程。课程目标1：让学生通过本课程的学习熟悉材料化学的基本知识，了解课程所涉及的各种合成方法、结构、性能在材料研究和开发中的具体应用。能够从材料的结构、性能、制备等基本要素出发，认识和理解工程材料中的相关化学问题。使学生在获得有关金属学，热处理的基本理论和机械工程材料的一般知识的基础上了解常用机械工程材料的成份、组织和性能之间的关系及其热处理工艺和用途。通过掌握材料科学工程基础知识，能够用于复杂机械工程问题的具体过程中。课程目标2：使学生在学完本课程后，应具有常用机械工程材料的正确选择，合理使用及其主要处理工艺方案和工艺路线安排等方面也应具有相关的基础，并为学习其他有关课程和将来从事技术工作准备必要的条件。能够运用材料科学工程基础知识和科学基本原理，构建工程问题的分析模型，识别和表达机械工程相关技术要素。同时能够理解和评价复杂机械工程领域问题对环境、社会可持续发展的影响。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-1：具有从事机械电子工程所需的数学和自然科学基本知识，并能用于解决复杂工程问题。课程目标10.6课程目标20.4指标点2-2：能够运用数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，建立复杂机电工程问题的模型，并进行问题的表达。课程目标10.6课程目标20.4指标点2-3：能够综合运用数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，并结合文献研究，对复杂机电工程问题进行分析，以获得有效结论。课程目标10.4课程目标20.6三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论认知材料发展的历史及分类；认知课程的性质、研究思路和基本要求；熟悉工程材料的分类。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神3讲授式启发式课程目标1课程目标22机械零件失效形式及其抗力指标零件过量变形失效及其抗力指标；零件在静载和冲击载荷下的断裂；零件在交变载荷下的疲劳断裂；零件的腐蚀失效；零件在高温下的蠕变变形与断裂；零件的磨损。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标23晶体学基础晶体结构的周期性和点阵；晶体结构的对称性；离子晶体结构与性质；晶态和非晶态材料的特性。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标24碳钢纯铁的组织和性能；铁碳合金中的相和组织组成物；Fe-Fe3C相图；杂质元素对钢的性能影响；压力加工对钢组织和性能影响。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式讨论式课程目标1课程目标25钢的热处理合金钢的概述；合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标26铸铁铸铁的石墨化；石墨化过程举例；灰口铸铁的特点及应用。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标27有色金属及其合金铝合金；铜合金；滑动轴承合金。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标28高分子材料高分子材料概述；高分子材料性能特点和常用高分子材料。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神3讲授式练习式课程目标1课程目标29陶瓷材料陶瓷材料概述；工程结构陶瓷材料；金属陶瓷。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神3讲授式练习式课程目标1课程目标210复合材料复合材料概述；复合材料的增强相和增强机制；常用复合材料。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神3讲授式练习式课程目标1课程目标211零件失效分析与选材原则各种失效形式(畸变失效、断裂失效、磨损失效及腐蚀失效)；理解机械零件选材原则。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标212典型工件的选材及工艺路线设计齿轮(机床和汽车齿轮)、轴类零件、刃具的工作条件、失效形式、性能要求及选材，工艺路线分析；弹簧(如汽车板簧、气门弹簧)的工作条件、失效形式、性能要求、选材，工艺路线分析。德育要求：严谨治学，精益求精的科学精神4讲授式练习式课程目标1课程目标2合计36序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1金相试样的制备及金相显微镜的使用掌握金相样品的制备，认知金相显微镜的构造、成像原理，学习金相显微镜的使用方法。4验证课程目标1课程目标22铁碳合金的显微组织观察观察不同成分的铁碳合金的显微组织；分析铁碳合金在平衡状态下的组织形貌。4验证课程目标1课程目标2合计8四、课程教学方法采用集中讲授、讨论、练习和实验等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、实验成绩、期末考核组成，均按百分制计分，其中平时作业成绩占20%、实验成绩占30%，期末考核成绩占50%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1平时作业1010202实验成绩1020303期末考试203050课程目标对应分值4060100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对相关专业问题进行识别、分析。2.实验考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验成绩实验内容正确无误，正确率90%以上。实验内容基本正确，正确率70%~89%。实验内容基本正确，正确率60%~69%。实验内容不正确，正确率59%及以下。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1.《机械工程材料（第4版）》，沈莲主编，机械工业出版社，2018年6月版；2.《材料化学（第三版）》，李奇主编，高等教育出版社，2019年7