《材料綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《材料綜合實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程代碼：03130082課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)時(shí)：16學(xué)時(shí)學(xué)分：1學(xué)分先修課程：機(jī)械制圖（1）、材料成型導(dǎo)論、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（上）等后續(xù)課程：材料成型工藝基礎(chǔ)A、材料成形設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)、模具制造工藝學(xué)等適用專業(yè)：材料成型及控制工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明材料綜合實(shí)驗(yàn)是材料成型及控制工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。其任務(wù)是通過綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及分析能力，提高學(xué)生從不同角度、運(yùn)用不同方法發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生在理解理論基礎(chǔ)上，通過實(shí)際運(yùn)用，達(dá)到工學(xué)結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：在了解布氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，熟悉其測量方法，掌握常用工程材料的硬度實(shí)驗(yàn)方法；熟練掌握金相試樣的制備方法及過程，正確使用金相顯微鏡去觀察、分析組織及特征；掌握并理解鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織及特征，進(jìn)一步分析含碳量對組織的影響以及組織與性能的關(guān)系；通過分析不同淬火溫度對45鋼組織的影響，掌握常規(guī)熱處理工藝，理解熱處理改變材料性能的含義；觀察并分析灰口鑄鐵的組織特征，掌握從鑄鐵的基體及石墨的形態(tài)、分布來分析不同鑄鐵的性能特點(diǎn)。課程目標(biāo)2：通過觀察鐵碳合金平衡組織、熱處理后45鋼的組織以及鑄鐵的基體和石墨的形態(tài)分布，結(jié)合硬度實(shí)驗(yàn)測量出不同熱處理狀態(tài)的鐵碳合金的硬度，綜合分析鋼鐵材料在不同熱處理狀態(tài)下的組織與性能之間的關(guān)系以及理解不同類型灰口鑄鐵的形成機(jī)理和性能差異的影響因素，實(shí)質(zhì)掌握熱處理理論以及基本的熱處理工藝，能夠?qū)嵸|(zhì)解決常用工程材料在應(yīng)用中的問題。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生樹立尊師重道、德品先行的文化理念，通過實(shí)驗(yàn)操作與理論知識相融合，實(shí)現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)有社會(huì)責(zé)任、有實(shí)踐創(chuàng)新、有健康身心、良好的人文素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作精神的應(yīng)用型人才。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《材料綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)目標(biāo)對材料成型及控制工程本科專業(yè)的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識:能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、材料成型及控制工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識應(yīng)用于解決復(fù)雜工程問題。1.1掌握本專業(yè)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識與物理、化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識，能夠應(yīng)用于工程建模、推理和計(jì)算。1.2掌握材料成型領(lǐng)域基本原理和專業(yè)知識，能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于分析專業(yè)工程問題，并能夠用于專業(yè)工程問題解決方案的比較和綜合。課程目標(biāo)1：在了解布氏硬度計(jì)、洛氏硬度計(jì)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，熟悉其測量方法，掌握常用工程材料的硬度實(shí)驗(yàn)方法；熟練掌握金相試樣的制備方法及過程，正確使用金相顯微鏡去觀察、分析組織及特征；掌握并理解鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織及特征，進(jìn)一步分析含碳量對組織的影響以及組織與性能的關(guān)系；通過分析不同淬火溫度對45鋼組織的影響，掌握常規(guī)熱處理工藝，理解熱處理改變材料性能的含義；觀察并分析灰口鑄鐵的組織特征，掌握從鑄鐵的基體及石墨的形態(tài)、分布來分析不同鑄鐵的性能特點(diǎn)。H2.問題分析：能應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜材料成型及控制工程問題，以獲得有效結(jié)論。2.1能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)的基本原理和數(shù)學(xué)模型方法，對材料成型及控制工程中的復(fù)雜工程問題及其關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行識別、判斷和正確表達(dá)。2.2能夠利用文獻(xiàn)研究，綜合獲得的信息，對比分析材料成型領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的多種解決方案，并能利用基本原理分析過程的影響因素，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2：通過觀察鐵碳合金平衡組織、熱處理后45鋼的組織以及鑄鐵的基體和石墨的形態(tài)分布，結(jié)合硬度實(shí)驗(yàn)測量出不同熱處理狀態(tài)的鐵碳合金的硬度，綜合分析鋼鐵材料在不同熱處理狀態(tài)下的組織與性能之間的關(guān)系以及理解不同類型灰口鑄鐵的形成機(jī)理和性能差異的影響因素，實(shí)質(zhì)掌握熱處理理論以及基本的熱處理工藝，能夠?qū)嵸|(zhì)解決常用工程材料在應(yīng)用中的問題。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生樹立尊師重道、德品先行的文化理念，通過實(shí)驗(yàn)操作與理論知識相融合，實(shí)現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)有社會(huì)責(zé)任、有實(shí)踐創(chuàng)新、有健康身心、良好的人文素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作精神的應(yīng)用型人才。H注：表中“H（高）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配大綱基本內(nèi)容包括5個(gè)必做的實(shí)驗(yàn)，在規(guī)定的16個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對應(yīng)的課程目標(biāo)1.金屬材料的硬度試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測量退火狀態(tài)的Q235、淬火狀態(tài)的45鋼的硬度值；實(shí)驗(yàn)要求：熟悉布氏硬度、洛氏硬度的測量方法，掌握各種熱處理狀態(tài)材料的硬度表示方法。212.金相顯微鏡的使用及金相試樣的制備實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：掌握金相試樣的制備方法，學(xué)會(huì)使用金相顯微鏡觀察金相組織。實(shí)驗(yàn)要求：在金相試樣的制備過程中正確、規(guī)范使用相關(guān)儀器設(shè)備、用品制備出合格的金相試樣，并正確使用金相顯微鏡對組織進(jìn)行分析。423.鐵碳合金平衡組織顯微觀察實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用金相顯微鏡對平衡狀態(tài)下鐵碳合金的顯微組織進(jìn)行觀察、分析。實(shí)驗(yàn)要求：掌握組織中基本相的特征，能借助金相顯微鏡對觀察到的組織分析其與性能之間的關(guān)系。234.45鋼淬火曲線的建立及性能分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在不同的淬火溫度下對45鋼進(jìn)行淬火，通過組織分析和硬度測定分析并確定亞共析鋼的淬火溫度。實(shí)驗(yàn)要求：掌握熱處理工藝及冷卻介質(zhì)的選擇；制備出合格試樣，并規(guī)范使用金相顯微鏡觀察組織；同時(shí)正確使用硬度計(jì)測定45鋼的硬度，繪制出淬火溫度與硬度的關(guān)系曲線。645.鑄鐵顯微組織觀察實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用金相顯微鏡觀察并分析灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的基體及石墨形態(tài)、分布。實(shí)驗(yàn)要求：掌握鑄鐵的基體特征及石墨的形態(tài)、分布對鑄鐵性能的影響。25五、教學(xué)方法和手段改變以往以教師講授為主的教學(xué)模式，提出學(xué)生+教師的雙主體的教學(xué)模式。強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)、課堂討論、師生互動(dòng)，給學(xué)生更多的發(fā)言權(quán)，實(shí)驗(yàn)做完后，組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程方法等進(jìn)行現(xiàn)場討論，指導(dǎo)教師適當(dāng)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，以培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，同時(shí)對實(shí)驗(yàn)背景知識及相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展作進(jìn)一步了解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段上采用多種類型實(shí)驗(yàn)并舉，而又以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為重點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高和注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和特長，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，激勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的公德心和專業(yè)能力，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、操作技能、協(xié)作能力和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。六、課程資源1.教材：（1）《機(jī)械工程材料綜合實(shí)驗(yàn)教程》，陳銳鴻主編，中國輕工業(yè)出版社，2017.7；（2）《材料綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，材料科學(xué)與工程學(xué)院自編，2021.4；2.參考書：（1）《機(jī)械工程材料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》,房強(qiáng)漢主編,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2016.1；（2）《機(jī)械工程材料》,齊寶森編,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2018.7。3.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）中國大學(xué)MOOC/course/XJTU-1207110815?tid=1207459224（2）中國大學(xué)MOOC/course/SJTU-1205812802?tid=1206093210（3）中國大學(xué)MOOC/course/WHUT-1206646805?from=searchPage七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價(jià)細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)30（1）根據(jù)對本次實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行考核，滿分30分?！獭獭?0155操作過程40（1）主要考核學(xué)生按操作規(guī)程操作設(shè)備的情況，以及分組情況下的協(xié)作情況。√√√15205結(jié)果分析30（1）主要考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的記錄及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析情況?！獭獭?0155合計(jì)：100分355015八、考核與成績評定1、考核與成績評定考核方式：實(shí)驗(yàn)課成績評定采取實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績、實(shí)驗(yàn)過程成績和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績來評定?？己艘螅簩?shí)驗(yàn)總成績?yōu)?00分，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績30分（占比30%），實(shí)驗(yàn)過程成績40分（占比40%），實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績30分（占比30%）。過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重（%）100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)30預(yù)習(xí)認(rèn)真、熟練掌握方法與步驟實(shí)驗(yàn)前有預(yù)習(xí)、能掌握方法與步驟有預(yù)