合肥工業(yè)大學(xué)研究生精品課程建設(shè)項目結(jié)題報告書

1、合肥工業(yè)大學(xué)研究生精品課程建設(shè)項目結(jié)題報告書課程名稱金屬凝固原理申請人程和法所在單位材料科學(xué)與工程申請日期 2009 年11月27日合肥工業(yè)大學(xué)研究生培養(yǎng)處二OO 年 月課程名稱金屬凝固原理起止年月2010年1月1日 至2011 年12月30日項目編號完成 單位材料科學(xué)與工程學(xué)院項目 負(fù)責(zé)人姓名程和法聯(lián) 系 電 話職務(wù) 職稱教授主要 貢獻(xiàn)項目建設(shè)的主要計劃 選，習(xí)題工1、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃和參考書的遴 己的編制，教學(xué)實驗的設(shè)計和實施主要 參加人姓名單 位職稱主要貢獻(xiàn)祖方遒材料學(xué)院教授教學(xué)大綱和課程內(nèi)容的建設(shè)于瑾材料學(xué)院副教授教材建設(shè)劉蘭俊材料學(xué)院副教授教學(xué)實驗和實驗大綱的建設(shè)李萌盛材料學(xué)

2、院副教授教學(xué)課件建設(shè)張博材料學(xué)院教授教學(xué)內(nèi)容建設(shè)黃中月材料學(xué)院講師教學(xué)課件建設(shè)項目計劃實施工作報告金屬凝固原理是金屬材料科學(xué)與工程中的一門重要基礎(chǔ)理論,因此，是材料材料科學(xué)與工程學(xué)科本科生和研究生應(yīng)學(xué)習(xí)和掌握的基本知識，特別是作為材料科學(xué)學(xué)科 研究生階段的重要基礎(chǔ)理論，在國內(nèi)各重點高校的相關(guān)學(xué)科的研究生培養(yǎng)中均開設(shè)了 這么課程。本項目根據(jù)本校材料科學(xué)與工程學(xué)科的碩士研究生培養(yǎng)目標(biāo)和方案，首先，對教學(xué)內(nèi)容進行了規(guī)劃、調(diào)整和不斷完善，經(jīng)過研究和提煉，確定了課程的內(nèi)容框架 和范圍，形成了一個理論體系較完整、重點和難點突出、學(xué)時分配合理的教學(xué)大綱。 在教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃方面，既講述金屬凝固的經(jīng)典基本原理，

3、 如：液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)、界面 能基本概念、液態(tài)金屬的結(jié)晶基本原理和凝固過程的溫度場與傳熱原理，金屬凝固過程的傳輸基本原及結(jié)晶形態(tài)的形成機理與影響規(guī)律，以及宏觀晶體形態(tài)的形成原理與 影響因素及其控制原理和方法。又結(jié)合凝固理論的研究進展，講述在凝固理論和技術(shù) 研究上形成的新的結(jié)果和理論，特別是相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展對凝固技術(shù)的促進作用和形成 的新的凝固技術(shù)，一些極端條件下的凝固技術(shù)與新的理論， 如：快速凝固技術(shù)和理論， 微重力條件下的凝固，超重力，高壓條件下的凝固，等。還包括了，新材料制備技術(shù)條件下的凝固技術(shù)與機理，如：復(fù)合材料、單晶材料、非晶材料等的制備原理與凝固 機制。為了配合教學(xué)內(nèi)容，對課程的教學(xué)教材和

4、參考書進行了廣泛的收集和篩選，在教材方面，經(jīng)常帥選，選用目前評價好，質(zhì)量高的研究生教材，并且，選擇了一些高質(zhì) 量的外文和國內(nèi)有關(guān)寧宮科學(xué)和技術(shù)的專著作為參考書教材。其中包括了著名的美國凝固學(xué)家 Flemings M C 的專著Solidification Process,國內(nèi)著名凝固學(xué)家周堯和著的“凝固技術(shù)”，等。在實踐教學(xué)體系的建設(shè)方面，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容的要求，進一步建立和完善了實 驗教學(xué)大綱和指導(dǎo)書，根據(jù)實驗教學(xué)內(nèi)容，逐步建立了滿足課程內(nèi)容的實驗條件， 以 提高課程的水平和教學(xué)質(zhì)量與效果。 通過建設(shè)，目前，已經(jīng)開設(shè)了一個實驗， 有關(guān)鑄 件宏觀組控制的凝固實驗，“超聲波振動條件下結(jié)晶與鑄件宏

5、觀組織的觀察”，在鑄件 的凝固過程中，對其進行超聲波振動，對正在凝固中的鑄件進行超聲波振動， 可以利 用超聲波的聲空化作用強化液態(tài)金屬的對流，對正在生長著的晶體的沖刷作用，形成 液相與周相間的相對運動，導(dǎo)致枝晶的破碎，并游離到鑄件的中心位置，從而增加液 相中的晶核數(shù)量，因而細(xì)化晶粒，有利于獲得更多的等軸晶；由于超聲波聲流振動力 的作用，促進鑄件頂部形成的晶體下落，即促近結(jié)晶雨的形成，并游離到鑄件的中心 位置，從而增加液相中的晶核數(shù)量，細(xì)化晶粒；超聲波的空化作用振動還可以引起熔 體內(nèi)部局部的溫度起伏，有利于枝晶的熔斷和增殖，從而增加液相中的晶核數(shù)量，因 而細(xì)化晶粒。通過對靜止條件下和振動條件下結(jié)

6、晶的鑄件凝固宏觀組織的觀察比較，就能夠說明在其它條件相同的情況下，在凝固過程中施加超聲波振動對鑄件凝固組織 形態(tài)的影響。這樣，將凝固技術(shù)理論與實際結(jié)合起來，對促進知識的理解和增強教學(xué) 效果起到很重要的作用。在教學(xué)手段和方法上，經(jīng)常建設(shè)，基本上建成了課程的課件和多媒體教學(xué)的條 件，并且，已經(jīng)經(jīng)過了兩屆的教學(xué)實踐，學(xué)生反映良好，采用多媒體教學(xué)資源，可以 將很多新的研究成果及時地融入到教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，形象生動。目前，國內(nèi)在個大學(xué)和院所的研究生金屬凝固原理課程的教學(xué)中，尚沒有完善成熟的多媒體課件出版，本項 目研制的金屬凝固原理課件，處于領(lǐng)先地位。但是，還需要進一步的完善和充實。為了配合課程的教學(xué)，和便于

7、學(xué)生學(xué)習(xí)，本項目實施中，設(shè)計了一套與課程教學(xué) 內(nèi)容學(xué)習(xí)相適應(yīng)的習(xí)題集，將重要的核心內(nèi)容設(shè)計成思考題，便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。研究工作總結(jié)：1 .課程教學(xué)內(nèi)容方面(1)根據(jù)課程建設(shè)的任務(wù)，建立了一個體系完整、重點難點突出、學(xué)時分配合理的 本課程的教學(xué)大綱，完善程教學(xué)內(nèi)容。(2)根據(jù)本課程的教學(xué)目的、要求，合理地選擇了受到廣泛好評的教材，和與本課 程教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的一套在凝固理論和技術(shù)研究方面優(yōu)秀的高水平著作作為本課程 的教學(xué)參考書。(3)開展了課程實驗教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)和實驗條件的建設(shè)，圍繞課程核心內(nèi)容，已經(jīng) 建設(shè)了一個既有理論性，又有很強的實踐性的綜合實驗，編寫配套的實驗教學(xué)大綱和 指導(dǎo)書。(4)圍

8、繞教學(xué)內(nèi)容，編寫了一套本課程的習(xí)題集。2 .師資隊伍建設(shè)方面在課程師資隊伍建設(shè)方面，取得了良好的成績，建設(shè)了一只年富力強、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)經(jīng)驗豐富的師資隊伍。本課程組現(xiàn)有具有博士學(xué)位的教師 5人，其余具有碩 士學(xué)位；其中，教授3人,副教授3人。近2年來，本學(xué)科引進了 2名從事金屬凝固 理論和新材料制備方面研究的30歲以下的年輕教師，均具有博士學(xué)位，其中一名是 留學(xué)歸國人才，黃山學(xué)者特聘教授。使得課程教師隊伍年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)較為合理，課程隊伍整體更加年輕化，科研實力得較強，從而保證課程不斷創(chuàng)新發(fā)展的需求。3 .多媒體教學(xué)手段方面開展了課程多媒體課件建設(shè)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和大綱要

9、求，建立了一套內(nèi)容生動、教 學(xué)效果良好的多媒體課件。4 .課程教學(xué)相關(guān)的實驗實踐教學(xué)條件的建設(shè)方面金屬凝固原理課程具有內(nèi)容范圍廣、 凝固技術(shù)和理論的發(fā)展迅猛，有關(guān)凝固技術(shù) 和材料的發(fā)展速度也很快，為了加強和鞏固理論教學(xué)效果，需要及時增加先進凝固技 術(shù)實驗裝備。目前在，傳統(tǒng)的金屬凝固組織控制方面，已經(jīng)具備，機械振動結(jié)晶實驗 條件，較為先進的超聲波震動結(jié)晶實驗條件。 在先進凝固技術(shù)裝備方面，也新增加了， 單棍快速凝固裝置，真空熔煉和快凝裝置等，先進的凝固實驗條件，可以為本課程的實驗和實踐教學(xué)服務(wù)。目前，已經(jīng)開設(shè)了超聲波振動條件的鑄件凝固組織實驗。項目經(jīng)費總支出萬元學(xué)校撥款學(xué)院配套 資助自籌經(jīng)費經(jīng)費

10、支出情況:(1)打印和復(fù)印材料費，2500元(2)調(diào)研信息費用1700元(3)為實驗條件的建設(shè)，購置材料和改裝費 3800元(4)制作多媒體課件500元(5)購置相應(yīng)的參考書和文獻(xiàn)資料 600元(6)其他項目建設(shè)支出900元總計：10000元 成果綜述(基本內(nèi)容、學(xué)術(shù)價值、社會效益、成果試用范圍及效果等)已取得的階段性成果(附取得成果復(fù)印件)：(1)完成教學(xué)大綱的修訂，完善了課程教學(xué)內(nèi)容(2)選用了課程教材和主要參考書，教材為：胡漢起主編，機械工業(yè)出版社出版的 金屬凝固原理，主要的參考書包括：a.周堯和主編凝固技術(shù)，機械工業(yè)出版社出版b.許云華主編金屬凝固原理及技術(shù)冶金工業(yè)出版社c.高義華金屬凝固原理西安交通大學(xué)出版社(3)圍繞教學(xué)內(nèi)容，開展了課程實驗的建設(shè)，編寫了實驗指導(dǎo)書，并完善了實驗條件 (4)基本完成了課程多媒體教學(xué)的課件， 已經(jīng)在2屆的全院碩士生課程教學(xué)中