《工程材料與成型技術(shù)》課程教學(xué)大綱（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)）

《工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)課程英文名Fundamentalsofengineeringmaterialsandformingtechnology雙語(yǔ)授課□是否課程代碼24112069課程學(xué)分2.5總學(xué)時(shí)數(shù)40（含實(shí)踐6）課程類別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報(bào)展示□報(bào)告課堂表現(xiàn)□階段性測(cè)試平時(shí)作業(yè)其他（實(shí)驗(yàn)）開課學(xué)院材料科學(xué)與工程開課系(教研室)材料加工系先修課程工程圖學(xué)，大學(xué)物理，普通化學(xué)等。后續(xù)課程機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)，現(xiàn)代制造技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)等。選用教材郭永環(huán)，高麗.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2020.參考書目1.林江.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.2.李清.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,2016.課程資源中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程簡(jiǎn)介本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程之一。課程的內(nèi)容涵蓋鋼鐵材料的成分、組織、性能與熱加工工藝及其相互之間的關(guān)系。通過課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得有關(guān)工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械零件常用的金屬材料的基本理論和性能特點(diǎn)，了解強(qiáng)化材料的基本方法，初步習(xí)得鋼的熱處理原理及基本工藝，熟悉鋼鐵的牌號(hào)、性能、用途，了解材料熱成型基本工藝方法和技術(shù)。在必要的材料科學(xué)基本理論的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生初步的檢測(cè)材料組織和性能的實(shí)驗(yàn)技能及分析整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果和撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。本課程最終使學(xué)生初步具備合理選擇與使用材料、正確制定零件的熱加工工藝路線的能力，為機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)等后續(xù)課程和今后的工作打下基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1習(xí)得金屬材料的性能，金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、變形和相變?cè)?，常用金屬材料的?biāo)號(hào)、組織、性能及主要用途和鑄造、鍛壓、焊接等金屬成型方法的基本原理、工藝特點(diǎn)和主要用途。具有根據(jù)使用要求為機(jī)械零件選擇合適的材料和制定相應(yīng)的零件或毛坯成型工藝的能力。課程目標(biāo)2解釋合金的相結(jié)構(gòu)及其對(duì)材料力學(xué)性能的影響，說(shuō)明鐵碳合金的組織結(jié)構(gòu)和相圖的關(guān)系，辨別鋼鐵合金材料的組織，設(shè)計(jì)材料的組織和性能分析檢測(cè)試驗(yàn)并能操作相應(yīng)的設(shè)備檢測(cè)材料，采集和整理數(shù)據(jù)和圖片，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告和獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)3概述材料發(fā)展史及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。在機(jī)械工程設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)中，能充分考慮本機(jī)械工程項(xiàng)目對(duì)操作者、工作環(huán)境的影響，具有綠色環(huán)保意識(shí)，推動(dòng)機(jī)械工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。表2-1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題?！綡】指標(biāo)點(diǎn)1.2：掌握解決機(jī)械工程問題所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠應(yīng)用。1畢業(yè)要求2：研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)機(jī)械工程及相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、建模、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。【M】指標(biāo)點(diǎn)4.1：能夠基于科學(xué)原理對(duì)機(jī)械工程相關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)分析。2畢業(yè)要求3：環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響?！綥】指標(biāo)點(diǎn)7.1：了解環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的政策與法規(guī)，理解環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展對(duì)本專業(yè)工程實(shí)踐的重要性。3三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-1課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)10、緒論0.1.材料成形的重要意義及主要方法1.拓展閱讀：材料加工進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)論文2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程目標(biāo)1，3重點(diǎn)：材料，材料科學(xué)與工程及其發(fā)展概況難點(diǎn)：無(wú)1.講授法：針對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)2.視頻學(xué)習(xí)：針知識(shí)點(diǎn)0.220.2.材料成形原理的研究對(duì)象及其發(fā)展概況課程目標(biāo)1，20.3.本課程的任務(wù)課程目標(biāo)12一、材料的性能1.1．靜載下金屬材料的力學(xué)性能1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：材料力學(xué)性能相關(guān)作業(yè)課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：1.拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線及其對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)2.硬度難點(diǎn)：疲勞強(qiáng)度1.講授法：針對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)2.案例教學(xué)：針對(duì)1.1，1.23.討論法：針對(duì)1.331.2．動(dòng)載和高溫下金屬材料的力學(xué)性能課程目標(biāo)11.3．物理、化學(xué)和工藝性能課程目標(biāo)13材料的組織結(jié)構(gòu)及相變理論二、材料的組織結(jié)構(gòu)2.1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：材料組織結(jié)構(gòu)相關(guān)作業(yè)課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：晶向和晶面指數(shù)合金的相難點(diǎn)：化合物1.講授法：針對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)2.案例教學(xué)：針對(duì)2.2，2.3，3.2，4.2，4.33.自主學(xué)習(xí)：主要針4.44．討論法：針對(duì)4.35.視頻學(xué)習(xí)法：4.2，4.36.練習(xí)法：2.1，3.1，3.242.2.實(shí)際晶體的結(jié)構(gòu)課程目標(biāo)12.3.合金的相結(jié)構(gòu)課程目標(biāo)1，2三、二元合金相圖與鐵碳合金相圖3.1．二元合金相圖1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：相圖分析相關(guān)作業(yè)課程目標(biāo)1重點(diǎn)：二元共晶相圖分析凝固過程2.杠桿定律3.鐵碳合金相圖分析難點(diǎn)：1.杠桿定律2.鋼鐵合金的平衡組織辨認(rèn)53.2．鐵碳合金相圖課程目標(biāo)1，2四、鋼的熱處理4.1．鋼的熱處理原理1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：熱處理知識(shí)相關(guān)作業(yè)4.自學(xué)4.4課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：1．CCT曲線2．鋼的普通熱處理難點(diǎn)：1．鋼的熱處理組織辨認(rèn)2．相變?cè)?4.2．鋼的普通熱處理課程目標(biāo)1，2，34.3．鋼的表面熱處理課程目標(biāo)1，2，34.4．熱處理新技術(shù)課程目標(biāo)1，34五、常用工程材料5.1．碳鋼1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：鋼鐵相關(guān)作業(yè)課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：1．鋼的命名和編號(hào)2．鋼的用途和熱處理難點(diǎn)：鋼的熱處理與組織和性能的關(guān)系1.講授法：針對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)2.案例教學(xué)：5.245.2．合金鋼課程目標(biāo)1，25.3．鑄鐵課程目標(biāo)1，254材料熱成型工藝六、金屬的液態(tài)成形6.1．金屬液態(tài)成形理論基礎(chǔ)1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：液態(tài)成型與鑄造工藝基本概念與原理4.查閱文獻(xiàn)：某零件的鑄造工藝課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：1.金屬的凝固過程2.砂型鑄造3.焊縫金屬的合金化及成分控制難點(diǎn)：鑄造工藝設(shè)計(jì)1.講授法：針對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)2.案例教學(xué)：6.1，6.3，6.4，7.3，7.4，8.2，8.3。3.視頻學(xué)習(xí)：7.4，8.2。4.自主學(xué)習(xí)：6.4，7.4，8.346.2．金屬的液態(tài)成形方法課程目標(biāo)1，36.3．鑄造工藝設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1，36.4．鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1，2七、金屬的塑性成形7.1．塑性成形理論基礎(chǔ)1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：塑性成形基本概念與原理4.文獻(xiàn)查閱：某零件的塑性成形工藝課程目標(biāo)1，2重點(diǎn)：1.冷變形對(duì)鋼組織和性能的影響2.塑性成形方法難點(diǎn)：1.塑性變形原理2.鑄造工藝設(shè)計(jì)47.2．塑性成形方法課程目標(biāo)1，37.3．鍛件工藝設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1，37.4．鍛件與沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1，3八、金屬的焊接成形8.1．焊接成形理論基礎(chǔ)1.預(yù)習(xí)整章2.線上學(xué)習(xí)：中國(guó)大學(xué)MOOC《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》3.個(gè)人作業(yè)：：焊接基本概念和工藝4.文獻(xiàn)查閱：某零件的焊接成形工藝課程目標(biāo)1,2重點(diǎn)：1．焊接成形理論基礎(chǔ)焊接工藝難點(diǎn)：焊接接頭組織焊接工藝設(shè)計(jì)38.2．焊接成形方法課程目標(biāo)1，38.3．焊接工藝設(shè)計(jì)課程目標(biāo)1，3實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-2課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目來(lái)源教學(xué)目標(biāo)（觀測(cè)點(diǎn)、重難點(diǎn)）學(xué)時(shí)數(shù)項(xiàng)目類型要求每組人數(shù)教學(xué)方法課程目標(biāo)1實(shí)驗(yàn)1：金屬硬度測(cè)定實(shí)驗(yàn)教材理解新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義的工匠精神、勞模精神和勞動(dòng)精神的涵義與內(nèi)在聯(lián)系，能弘揚(yáng)新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義勞動(dòng)精神。2驗(yàn)證性必做5-6講授法，演示法，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)2理解工科大學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的涵義與構(gòu)成，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神。能夠敘述硬度測(cè)定的原理和測(cè)硬度的意義。能夠理解布什和洛氏硬度計(jì)的構(gòu)造和工作原理。能獨(dú)立操作布什和洛氏硬度計(jì)并能獨(dú)立使用讀數(shù)顯微鏡測(cè)壓痕直徑。能夠共同進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、處理、報(bào)告結(jié)果和結(jié)果分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2實(shí)驗(yàn)2：金相樣品制備及金相組察實(shí)驗(yàn)教材理解新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義的工匠精神、勞模精神和勞動(dòng)精神的涵義與內(nèi)在聯(lián)系，能弘揚(yáng)新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義勞動(dòng)精神。4驗(yàn)證性必須5-6講授法，演示法，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)2理解工科大學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的涵義與構(gòu)成，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神，形成勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)保意識(shí)。能敘述金相顯微鏡，金相拋光機(jī)等設(shè)備的工作原理和構(gòu)造。能夠獨(dú)立進(jìn)行手工磨制、拋光和腐蝕試樣。能夠獨(dú)立進(jìn)行金相顯微鏡的操作從而觀察和拍照金相組織。能夠協(xié)作進(jìn)行金相照片處理與分析，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)1材料成形原理的研究對(duì)象及其發(fā)展概況緒論67%課程學(xué)習(xí)表現(xiàn)、課程作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、閉卷考試靜載下金屬材料的力學(xué)性能材料的性能物理、化學(xué)和工藝性能金屬的晶體結(jié)構(gòu)材料的組織結(jié)構(gòu)及相變理論實(shí)際晶體的結(jié)構(gòu)合金的相結(jié)構(gòu)二元合金相圖鐵碳合金相圖鋼的熱處理原理鋼的普通熱處理鋼的表面熱處理碳鋼常用工程材料合金鋼鑄鐵金屬液態(tài)成形理論基礎(chǔ)材料熱成型工藝金屬的液態(tài)成形方法塑性成形理論基礎(chǔ)塑性成形方法19.焊接成形理論基礎(chǔ)20.焊接成形方法課程目標(biāo)2靜載下金屬材料的力學(xué)性能材料的性能22%金屬的晶體結(jié)構(gòu)材料的組織結(jié)構(gòu)及相變理論3.合金的相結(jié)構(gòu)4.鐵碳合金相圖5.鋼的熱處理原理6.合金鋼常用工程材料7.金屬液態(tài)成形理論基礎(chǔ)材料熱成型工藝8.塑性成形理論基礎(chǔ)9.焊接成形理論基礎(chǔ)課程目標(biāo)3鋼的普通熱處理液態(tài)成型理論基礎(chǔ)11%鋼的表面熱處理鑄造工藝設(shè)計(jì)材料熱成型工藝鍛件工藝設(shè)計(jì)鍛件與沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊接成形方法焊接工藝設(shè)計(jì)表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績(jī)比例60%課堂表現(xiàn)比例10%實(shí)驗(yàn)比例10%平時(shí)作業(yè)比例20%課程目標(biāo)170%70%40%70%67%=60×70%+10×70%+10×40%+20×70%課程目標(biāo)220%20%40%20%22%=60×20%+10×20%+10×40%+20×20%課程目標(biāo)310%10%20%10%11%=60×10%+10×10%+10×20%+20×10%（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定（占總成績(jī)的40%）（1）課堂表現(xiàn)（×25%）：通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況、與課堂互動(dòng)答題正確率，來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生相關(guān)的能力。（2）作業(yè)完成情況（×50%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計(jì)。如讓學(xué)生簡(jiǎn)述對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，考核學(xué)生對(duì)于概念的理解情況，幫助學(xué)生將定義轉(zhuǎn)化為自己的理解。（3）實(shí)驗(yàn)（×25%）：圍繞課程實(shí)驗(yàn)開展，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度、完成情況，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程實(shí)踐的掌握情況。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定（占總成績(jī)的60%）閉卷考試。課終考查主要考察學(xué)生對(duì)基本概念和基本公式的理解和應(yīng)用，要求學(xué)生有一定的分析問題的能力?？荚囃ㄟ^試卷命題進(jìn)行。3.總成績(jī)?cè)u(píng)定總成績(jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)（40%）+期末成績(jī)（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)閉卷以試卷參考答案及評(píng)分細(xì)則為準(zhǔn)。非試卷考核項(xiàng)目以表4-3為準(zhǔn)。表4-3課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與期末考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)能夠積極發(fā)言、回答問題，互動(dòng)效果良好，問題回答正確。能夠積極發(fā)言、回答問題，互動(dòng)效果良好，問題回答較為正確。課堂發(fā)言、回答問題不夠積極，互動(dòng)效果較好，問題回答基本正確。課堂發(fā)言、回答問題不夠積極，互動(dòng)效果一般，問題回答不正確。課堂沒有發(fā)言，從不參與課堂互動(dòng)。平時(shí)作業(yè)能夠按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案正確率≥90%完成作業(yè)，并且字跡工整能夠按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案正確率≥80%完成作業(yè)，并且字跡工整；正確率≥90%；但字跡過于潦草或有部分抄襲行為。能夠按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案正確率≥70%完成作業(yè)，并且字跡工整；正確率≥80%；但字跡過于潦草或有部分抄襲行為。能夠按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案正確率≥60%完成作業(yè)，并且字跡工整；正確率≥70%；但字跡過于潦草或有部分抄襲行為。能夠按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案正確率<60%完成作業(yè)；不交作業(yè)或者大部分或者全部抄襲作業(yè)。實(shí)驗(yàn)1：金屬硬度測(cè)定（1）能夠完全正確操作設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)；（2）能出色地完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完全正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析并得出結(jié)