《機(jī)械工程材料》課程教學(xué)大綱

《機(jī)械工程材料》課程名稱（中文/英文）：機(jī)械工程材料（MechanicalEngineeringMaterials）課程編號(hào)：04021499h學(xué)分：2.0學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)分配：講授學(xué)時(shí)：26實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6一、課程簡(jiǎn)介/課程目標(biāo)（一）課程簡(jiǎn)介《機(jī)械工程材料》又稱《機(jī)械工程材料及熱處理》或《工程材料》，是機(jī)械類專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程理論性較強(qiáng)，新概念較多，同時(shí)又與生產(chǎn)實(shí)際有著密切聯(lián)系。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)，材料熱處理以及材料選用等方面的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。本課程的任務(wù)是結(jié)合校內(nèi)金工教學(xué)實(shí)習(xí)，使學(xué)生熟練掌握工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)，材料處理和材料選用的原則，獲得常用機(jī)械工程材料方面的實(shí)踐應(yīng)用能力，也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)毛坯成型和零件加工知識(shí)以及其它有關(guān)課程及課程設(shè)計(jì)，制造工藝方面奠定必要的基礎(chǔ)。貫穿本門課程教學(xué)過(guò)程的主要教學(xué)方法有：?jiǎn)l(fā)式、互動(dòng)式課堂講授，輔導(dǎo)答疑，課外作業(yè)鞏固，倡導(dǎo)自學(xué)并提供充足的課程資料，在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入課程思政教育。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：熟悉工程材料的基本性能，掌握金屬學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，熟練掌握鐵碳合金相圖，等溫轉(zhuǎn)變曲線，分析具有不同含碳量鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程以及室溫下組織結(jié)構(gòu)和組織組成物的含量。課程目標(biāo)2：熟悉金屬材料的塑性變形強(qiáng)化，熱處理強(qiáng)化方式，各種常規(guī)熱處理工藝以及材料的表面熱處理技術(shù)。掌握常用工程材料的組織，性能，應(yīng)用與選用原則。課程目標(biāo)3：掌握一些基本的金屬材料領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)方法。二、課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1指標(biāo)點(diǎn)1.4能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法用于機(jī)械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案的比較與綜合1.工程知識(shí)2指標(biāo)點(diǎn)3.2能夠針對(duì)機(jī)械工程系統(tǒng)特定需求，完成機(jī)械單元（部件）的設(shè)計(jì)3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3指標(biāo)點(diǎn)4.3能根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，正確采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)4.研究三、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果教學(xué)環(huán)節(jié)支撐課程目標(biāo)講授作業(yè)緒論（課內(nèi)學(xué)時(shí)：2）1.材料科學(xué)的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容；2.學(xué)習(xí)材料科學(xué)的目的；3.材料課程的學(xué)習(xí)方法；4.材料科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀?！稒C(jī)械工程材料》教學(xué)大綱的講解；了解材料科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。√√目標(biāo)1第一章工程材料的性能（課內(nèi)學(xué)時(shí)：4）1.靜載荷下材料的力學(xué)性能；2.動(dòng)載荷下材料的力學(xué)性能；3.斷裂韌度。了解金屬材料力學(xué)性能相關(guān)的基本概念；了解拉伸實(shí)驗(yàn)基本過(guò)程及相關(guān)指標(biāo)；了解硬度和沖擊試驗(yàn)及相關(guān)指標(biāo)；了解疲勞強(qiáng)度概念及影響因素?！獭棠繕?biāo)1第二章金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織（課內(nèi)學(xué)時(shí)：6）1.純金屬的晶體結(jié)構(gòu)；2.實(shí)際金屬的結(jié)構(gòu)；3.金屬的結(jié)晶與同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變；4.晶粒大小及其控制；使學(xué)生掌握金屬材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)；建立材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系?！獭棠繕?biāo)1第三章金屬的塑性變形強(qiáng)化（課內(nèi)學(xué)時(shí)：6）1.金屬的塑性變形形式；2.晶粒大小及其控制；熟練掌握塑性變形過(guò)程中組織變化的實(shí)質(zhì)及其規(guī)律。√√目標(biāo)1第四章鋼的熱處理（課內(nèi)學(xué)時(shí)：6）1.熱處理基本概念；2.鋼的加熱與冷卻轉(zhuǎn)變；3.鋼的熱處理狀態(tài)圖及其應(yīng)用；4.常用熱處理工藝；5.特殊熱處理方法。掌握熱處理的基本概念；掌握鋼的加熱轉(zhuǎn)變和冷卻轉(zhuǎn)變的基本類型及其特點(diǎn)；掌握并了解鋼的常用熱處理工藝，并能夠應(yīng)用過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線進(jìn)行熱處理工藝分析?！獭棠繕?biāo)2第五章碳鋼（課內(nèi)學(xué)時(shí)：4）1.碳鋼的命名與分類；2.碳鋼的成分、性能及應(yīng)用；3.碳鋼的熱處理。了解各種碳鋼的用途、性能要求、成分特點(diǎn)；掌握常用代表鋼種及其熱處理?！獭棠繕?biāo)1第六章合金鋼（課內(nèi)學(xué)時(shí)：4）1.合金的命名與分類；2.合金鋼的成分、性能及應(yīng)用；3.合金鋼的熱處理。了解各種合金鋼的用途、性能要求、成分特點(diǎn)；掌握常用代表合金鋼種和熱處理方法?！獭棠繕?biāo)1第七章實(shí)驗(yàn)（課內(nèi)學(xué)時(shí)：8）1.金屬硬度測(cè)試；2.鋼鐵平衡及非平衡組織觀察；3.鋼的熱處理。學(xué)生要認(rèn)真觀察和分析工程材料性能及影響工程材料性能的因素，引導(dǎo)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐技能和能力的訓(xùn)練；通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀了解工程材料的金相組織，以及熱處理對(duì)金屬材料組織、性能的影響，通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的理解。√√目標(biāo)3四、教學(xué)條件本課程實(shí)施所需的軟、硬件條件齊全，師資力量雄厚。有專門的機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)室。任課教師長(zhǎng)期從事工程材料教學(xué)，理論知識(shí)扎實(shí)，專業(yè)技能熟練，另有高級(jí)實(shí)驗(yàn)師、高級(jí)技師輔助課程實(shí)驗(yàn)。該課程為院級(jí)核心課程；課程組編寫有章節(jié)習(xí)題集，收集了大量擴(kuò)充性課程視頻資料，按照認(rèn)識(shí)規(guī)律細(xì)分后存儲(chǔ)于網(wǎng)盤供學(xué)生自學(xué)。五、考核方式為消除死記硬背、考前突擊的學(xué)習(xí)方式，本課程采用平時(shí)表現(xiàn)、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作、閉卷考試相結(jié)合的考核方式，力求更加全面地考察學(xué)生對(duì)本門課程知識(shí)的掌握水平。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，平時(shí)表現(xiàn)和課外作業(yè)在考核中所占的比例較大。在平時(shí)成績(jī)中加入了課堂隨機(jī)提問(wèn)、課堂小組討論環(huán)節(jié)，以引導(dǎo)學(xué)生提前自學(xué)，加強(qiáng)小組團(tuán)體協(xié)作能力。平時(shí)作業(yè)和期末考試題目含有一定比例的綜合性題目和應(yīng)用型題目，側(cè)重對(duì)學(xué)生進(jìn)行對(duì)理論知識(shí)的梳理歸納能力和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的考查。六、成績(jī)?cè)u(píng)定（一）平時(shí)表現(xiàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)采用百分制，按15%的比例折算后計(jì)入總成績(jī)，由以下幾部分組成：A.課堂隨機(jī)提問(wèn)——隨機(jī)提問(wèn)，主要考查學(xué)生課下自學(xué)情況和對(duì)課堂講授知識(shí)的掌握程度。B.課堂小組討論——課程每章內(nèi)容即將結(jié)束時(shí)，利用10-20分鐘的時(shí)間，由各小組對(duì)本章內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理歸納，任課教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。要求學(xué)生小組利用課余時(shí)間，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料將課本上內(nèi)容與課后獲得的知識(shí)融會(huì)貫通，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更深刻的認(rèn)識(shí)。在此過(guò)程中，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)枯燥理論知識(shí)的理解，調(diào)動(dòng)同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。（二）課外作業(yè)的成績(jī)?cè)u(píng)定每一章課程內(nèi)容講授結(jié)束，留適量的課外作業(yè)，督促學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí)，以期更好的掌握本課程。課外練習(xí)主要為綜合性的應(yīng)用題和主觀題，主要考察學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的深層次理解和辨析。課外作業(yè)占總成績(jī)的13%。（三）實(shí)驗(yàn)考核的成績(jī)?cè)u(píng)定本課程的6學(xué)時(shí)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，占總成績(jī)的12%。實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用百分制，分為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力和課后實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及實(shí)驗(yàn)課堂中的表現(xiàn)，指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)室教師按照學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況以及實(shí)驗(yàn)課堂的進(jìn)行評(píng)分和批改，以優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格記。（四）課程考試的成績(jī)?cè)u(píng)定課程考試試卷百分制，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)命題、統(tǒng)一閉卷考試、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)閱卷、統(tǒng)一公布成績(jī)，卷面成績(jī)占總成績(jī)的60%?？荚嚂r(shí)間為120分鐘，試題量以中等水平學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成全部試題為度。考試命題根據(jù)本大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容和考核內(nèi)容來(lái)確定考試范圍和考核要求，盡可能覆蓋各章，適當(dāng)突出重點(diǎn)章節(jié)，加大重點(diǎn)內(nèi)容的覆蓋密度。（六）最終成績(jī)的評(píng)定1、平時(shí)成績(jī)占40%，主要包括：平時(shí)表現(xiàn)占15%、平時(shí)作業(yè)和期中作業(yè)占13%、實(shí)驗(yàn)占12%。2、期末成績(jī)占60%，考試采用閉卷筆試方式?？荚嚪秶鷳?yīng)涵蓋所有講授及自學(xué)的內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀反映出學(xué)生對(duì)本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對(duì)有關(guān)理論的理解、掌握及綜合運(yùn)用能力?？荚囶}型以選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題為主。考核與評(píng)價(jià)方式課程目標(biāo)成績(jī)比例（平時(shí)成績(jī)40%+期末成績(jī)60%）合計(jì)平時(shí)成績(jī)（40%）課程考試（60%）平時(shí)表現(xiàn)（15%）作業(yè)（13%）實(shí)驗(yàn)（12%）165425402433203035551530合計(jì)(成績(jī)構(gòu)成、考核結(jié)果分析反饋考核結(jié)果在第一時(shí)間向?qū)W生實(shí)時(shí)反饋，以起到督促、警示和示范的作用。課堂隨機(jī)提問(wèn)、課堂小組討論的成績(jī)由課代表在上課實(shí)記錄。任課教師每次批改完課外作業(yè)，將該次作業(yè)的成績(jī)發(fā)布在課程微信群中，學(xué)生可以實(shí)時(shí)查看。實(shí)驗(yàn)考核中，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)由任課教師和實(shí)驗(yàn)室教師評(píng)分后取平均值并當(dāng)場(chǎng)公布；實(shí)驗(yàn)報(bào)告由實(shí)驗(yàn)室教師批改后，將成績(jī)發(fā)布在課程微信群中，學(xué)生可以實(shí)時(shí)查看。按照《河南農(nóng)業(yè)大學(xué)考試管理規(guī)定》，在統(tǒng)一考試后的一周內(nèi)，將卷面成績(jī)、平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)發(fā)布在教務(wù)管理系統(tǒng)內(nèi)，學(xué)生登錄即可查看。課堂教學(xué)反饋的形式有三種。一是任課教師線上線下輔導(dǎo)答疑，學(xué)生可在課下或者課程微信群內(nèi)隨時(shí)提出問(wèn)題，任課教師在第一時(shí)間答疑解惑。二是系主任、課程組負(fù)責(zé)人聽(tīng)課，定期收集、分析、反饋學(xué)生對(duì)本課程的意見(jiàn)和建議。三是學(xué)校、學(xué)院進(jìn)行教學(xué)檢查，學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教，教學(xué)督導(dǎo)與學(xué)生座談，然后給任課教師反饋結(jié)果與意見(jiàn)。課程總成績(jī)是否呈近似正態(tài)分布，是否達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)效果可作為專業(yè)達(dá)成度的參考。前后屆學(xué)生學(xué)習(xí)的成績(jī)比較，以及學(xué)生的意見(jiàn)或建議均可以引以思考，形成持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)，提高本課程的教學(xué)質(zhì)量。八、使用參考教材（一）選用教材：（1）理論課教材：《工程材料》.高紅霞.中國(guó)輕工業(yè)出版社，2016。（2）實(shí)驗(yàn)課教材：《機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，吳晶，紀(jì)嘉明，化學(xué)工業(yè)出版社，2006。（二）參考書(shū)：（1）《工程材料》孫維連.北京.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005。（2）《機(jī)械工程材料》鄒玉清，肖亞慧.北京.高等教育出版社，2014。（3）《金屬學(xué)與熱處理》崔忠圻，覃耀春.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2007。（4）《MechanicalEngineeringMaterials》陳朝霞.成都.西南交通大學(xué)出版社，2016。附錄：課程思政目標(biāo):使學(xué)生從工程材料的選擇，強(qiáng)化手段和熱處理方式理解材料性能和微觀組織結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，以及材料對(duì)于建設(shè)社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)的重要性。課程思政素材序號(hào)課程思政素材對(duì)應(yīng)章節(jié)教學(xué)方法1培養(yǎng)工匠精神以及民族榮譽(yù)感緒論歷史上，人們把材料作為人類進(jìn)步的里程碑，如“石器時(shí)代”，“銅器時(shí)代”和“鐵器時(shí)代”等。到20世紀(jì)60年代，把材料、信息和能源譽(yù)為當(dāng)代文明的三大支柱；20世紀(jì)70年代把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)作為新技術(shù)革命目標(biāo)。通過(guò)歷史上幾個(gè)典型材料特點(diǎn)命名的時(shí)代，了解材料的