《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程英文名稱：ExperimentsofMaterialScienceFundamental課程代碼：19044105課程性質(zhì)：專業(yè)核心課學(xué)分：1總學(xué)時(shí)：32（其中實(shí)驗(yàn)：32上機(jī)：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)先修課程：無機(jī)與分析化學(xué)、大學(xué)物理B、物理化學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A等開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)中心二、課程的地位與作用材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在學(xué)習(xí)了學(xué)科基礎(chǔ)課、材料科學(xué)基礎(chǔ)課及基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)后的專業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課程。其與材料工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)A、專業(yè)綜合技能實(shí)踐共同構(gòu)成材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)體系。通過材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握材料結(jié)構(gòu)與性能基本測試技術(shù)，受到科學(xué)思維與科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的基本技能訓(xùn)練，加深對相關(guān)理論知識(shí)的理解與運(yùn)用，增加分析問題、解決問題的能力，為以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及進(jìn)行材料工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)A、專業(yè)綜合技能實(shí)踐、畢業(yè)論文工作打下基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，在知識(shí)、能力、育人等方面應(yīng)達(dá)到如下目標(biāo)。育人目標(biāo)方面，面向?qū)W生的成長成才，立德樹人，要求學(xué)生堅(jiān)定理想信念，厚植愛國主義情懷，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，踐行工匠精神。激發(fā)學(xué)生熱愛祖國，熱愛材料研究事業(yè)。通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體操作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)溝通、分享、奉獻(xiàn)和合作的團(tuán)隊(duì)精神。在團(tuán)隊(duì)合作中進(jìn)行分工與協(xié)作，正確處理個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系；進(jìn)一步堅(jiān)定理想信念，崇尚科學(xué)創(chuàng)新。作為新時(shí)代的材料人肩負(fù)著光榮的歷史使命與責(zé)任，要為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢做出自己的貢獻(xiàn)。知識(shí)目標(biāo)方面，使學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到加深對理論知識(shí)的理解和掌握。培養(yǎng)和提高學(xué)生的自覺學(xué)習(xí)性、進(jìn)一步鞏固和綜合運(yùn)用所學(xué)的基本理論知識(shí)，加強(qiáng)對材料研究方法的深入理解。能力目標(biāo)方面，培養(yǎng)和提高學(xué)生進(jìn)行材料研究的基本能力，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理的基本方法。培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立分析問題、綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)1：掌握材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。能夠?qū)o機(jī)材料制備過程中的各類物理現(xiàn)象、材料特性進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1）目標(biāo)2：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對無機(jī)材料制備及質(zhì)量控制中涉及的問題進(jìn)行研究。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.2）目標(biāo)3：能夠制定實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)，能夠綜合理論分析、文獻(xiàn)研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出合理有效的結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3）目標(biāo)4：能夠基于工程相關(guān)背景知識(shí)，合理分析與評價(jià)材料制備過程的解決方案以及產(chǎn)品應(yīng)用對社會(huì)、健康、安全的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.2）目標(biāo)5：在考慮材料制備過程和產(chǎn)品應(yīng)用問題解決方案時(shí)，能夠采取合理的技術(shù)手段和實(shí)驗(yàn)測試手段，降低或避免其不利影響。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.3）課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成途徑考核方式目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)34.1能夠?qū)o機(jī)材料制備過程中的各類物理現(xiàn)象、材料特性進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對無機(jī)材料制備過程中相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題制定實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4.3能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能把實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析和文獻(xiàn)研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)前講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理的過程中達(dá)成。對每次實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作，及實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫進(jìn)行考核。目標(biāo)4目標(biāo)56.2能夠基于工程相關(guān)背景知識(shí)，合理分析與評價(jià)無機(jī)材料制備過程的解決方案以及產(chǎn)品應(yīng)用對社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。6.3在考慮無機(jī)材料制備過程和產(chǎn)品應(yīng)用問題解決方案時(shí)，能夠采取合理的技術(shù)手段降低或避免其不利影響。通過實(shí)驗(yàn)前講授、典型案例、成就、先進(jìn)事跡、學(xué)生在自行實(shí)驗(yàn)操作的過程中達(dá)成。對每次實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作，及實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫進(jìn)行考核。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱和學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)必做或選做1晶體對稱要素、緊密堆積及典型的晶體結(jié)構(gòu)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3）6驗(yàn)證3必做2顯微鏡的使用及材料表觀形貌觀察（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）3驗(yàn)證3選做3粘土陽離子交換容量的測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）2驗(yàn)證3選做4粘土-水系統(tǒng)ζ-電位的測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）4綜合3選做5陶瓷的熱穩(wěn)定性測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）4驗(yàn)證3選做6無機(jī)材料力學(xué)性能測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）8綜合3必做7材料電學(xué)性能測試（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3）2驗(yàn)證3選做8無機(jī)材料白度、光澤度及色差的測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）6驗(yàn)證3選做9玻璃化學(xué)穩(wěn)定性與內(nèi)應(yīng)力測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）6綜合3選做10材料紫外和熒光光譜測定與分析（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）4演示3選做11氣孔率、吸水率及體積密度測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）6綜合3選做12粉體真密度的測定（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1、4.2、4.3、6.2、6.3）2驗(yàn)證3選做五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本要求1、晶體對稱要素、緊密堆積及典型的晶體結(jié)構(gòu)：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從嚴(yán)從實(shí)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。掌握晶體的對稱要素、晶族和晶系，掌握幾何結(jié)晶學(xué)的基本內(nèi)容。理解晶體緊密堆積的方式，建立晶體結(jié)構(gòu)的立體概念；掌握晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的基本方法及幾種典型的晶體結(jié)構(gòu)，深化對配位數(shù)和配位多面體概念的理解。通過實(shí)驗(yàn)前講授、學(xué)生操作來完成課程目標(biāo)。2、顯微鏡的使用及材料表觀形貌觀察：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。學(xué)會(huì)偏光顯微鏡的基本操作，并能夠用顯微鏡對硅酸鹽礦物進(jìn)行表觀形貌觀察。通過實(shí)驗(yàn)前講授、學(xué)生操作來完成課程目標(biāo)。3、粘土陽離子交換容量的測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生持之以恒，崇尚創(chuàng)新。了解粘土陽離子交換容量的測定原理，掌握粘土陽離子交換量的測定方法。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。4、粘土-水系統(tǒng)ζ-電位的測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。了解固體顆粒表面帶電原因及其荷電性，并觀察粘土膠粒的電泳現(xiàn)象。了解粘土-水系統(tǒng)ζ-電位的測定原理，掌握粘土ζ-電位的測定方法，掌握電解質(zhì)用量對泥漿ζ-電位的影響。通過實(shí)驗(yàn)前講授、學(xué)生操作來完成課程目標(biāo)。5、陶瓷的熱穩(wěn)定性測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從嚴(yán)從實(shí)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。了解測定陶瓷材料熱穩(wěn)定性的實(shí)際意義；了解影響熱穩(wěn)定性的因素及提高熱穩(wěn)定性的措施；掌握陶瓷材料熱穩(wěn)定性的測定原理及方法。通過實(shí)驗(yàn)前講授、學(xué)生操作來完成課程目標(biāo)。6、無機(jī)材料力學(xué)性能測試：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從嚴(yán)從實(shí)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。了解材料力學(xué)性能測試的實(shí)驗(yàn)原理，掌握三點(diǎn)抗折、抗壓、抗沖擊以及耐磨性和硬度等相關(guān)儀器設(shè)備的操作規(guī)程及方法，并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合處理分析。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。7、材料電學(xué)性能測試：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。了解材料電學(xué)性能測試的實(shí)驗(yàn)原理，掌握相關(guān)儀器的操作規(guī)程及方法，學(xué)會(huì)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行綜合處理分析。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。8、無機(jī)材料白度、光澤度及色差測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生持之以恒，崇尚創(chuàng)新。了解白度和光澤度及色差的定義及測定意義；掌握白度計(jì)和光澤度計(jì)及色差計(jì)的測量原理和測試技術(shù)；了解材料的測試要求和測量結(jié)果的處理方法。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。9、玻璃化學(xué)穩(wěn)定性與內(nèi)應(yīng)力測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。了解玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的相關(guān)概念和測試的實(shí)驗(yàn)原理，掌握相關(guān)儀器設(shè)備的操作規(guī)程及方法，了解影響材料化學(xué)穩(wěn)定性的因素。了解玻璃應(yīng)力產(chǎn)生的原因，掌握玻璃應(yīng)力儀的操作。通過實(shí)驗(yàn)前講授、學(xué)生操作來完成課程目標(biāo)。10、材料紫外和熒光光譜測定與分析：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。了解紫外和熒光光譜的實(shí)驗(yàn)原理，掌握相關(guān)儀器設(shè)備的操作規(guī)程及方法，學(xué)會(huì)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析處理。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。11、氣孔率、吸水率及體積密度測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生樹立實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。了解氣孔率、吸水率和體積密度的概念及在生產(chǎn)、科研中的應(yīng)用，掌握氣孔率、吸水率和體積密度的測定方法及相關(guān)儀器的操作。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。12、粉體真密度的測定：通過本實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生從嚴(yán)從實(shí)，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。了解粉體真密度的概念及其在科研與生產(chǎn)中的作用，掌握比重瓶法測定粉體真密度的原理及方法。通過實(shí)驗(yàn)前講授、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)后數(shù)據(jù)分析處理來來完成課程目標(biāo)。六、教學(xué)方法本課程是一門專業(yè)核心課程。采用教師指導(dǎo)，學(xué)生自己動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的方法教學(xué)。在課程思政方面，通過穿插在實(shí)驗(yàn)過程中的講述，引入思政元素，進(jìn)行價(jià)值引領(lǐng)。實(shí)現(xiàn)思政育人，立德樹人。七、實(shí)驗(yàn)課程考核和成績評定方式每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目根據(jù)比例（實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)10%，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力40%，實(shí)驗(yàn)完成情況20%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%）分別給出實(shí)驗(yàn)成績，平均后記入總成績。并按優(yōu)、良、中、及格與不及格五級分制錄入。八、實(shí)驗(yàn)教材、指導(dǎo)書和參考文獻(xiàn)1、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：自編2、主要參考教材和文獻(xiàn)[1]，無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)（第1版），重慶，重慶大學(xué)出版社，2008[2]石德珂，材料科學(xué)基礎(chǔ)（第1版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2005[3]劉智恩，材料科學(xué)基礎(chǔ)（第1版），西安，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2003[4]戴起勛，材料科學(xué)研究方法（第1版），北京，國防工業(yè)出版社，2005[5]張聯(lián)盟