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《金相技能創(chuàng)新》教學(xué)大綱適用范圍:202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼:03174031課程性質(zhì):學(xué)科基礎(chǔ)創(chuàng)新課程學(xué)分:2學(xué)分學(xué)時:32學(xué)時(理論8學(xué)時,實踐24學(xué)時)先修課程:大學(xué)物理、大學(xué)物理實驗、機械工程材料、材料成型工藝基礎(chǔ)等后續(xù)課程:專業(yè)創(chuàng)新課程、綜合創(chuàng)新課程、畢業(yè)設(shè)計等適用專業(yè):材料科學(xué)與工程、材料成型及控制工程等材料類、機械類本科專業(yè)開課單位:材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《金相技能創(chuàng)新》是一門以培養(yǎng)學(xué)生金相制備技能、微觀組織分析能力和工程創(chuàng)新能力為基礎(chǔ),以參加全國大學(xué)生金相技能大賽為目標(biāo)的競賽類創(chuàng)新選修課程。以《大學(xué)物理》、《大學(xué)物理實驗》、《材料成型工藝基礎(chǔ)》、《機械工程材料》等先修課程為基礎(chǔ),通過深入學(xué)習(xí)金屬學(xué)理論、金屬材料及熱處理基礎(chǔ)知識,理解金屬材料的熱處理工藝、微觀組織和力學(xué)性能之間的關(guān)系,熟練掌握金相制備方法和技巧,能正確觀察、識別及分析金屬微觀組織,評判金屬材料的內(nèi)在質(zhì)量,使學(xué)生具備一定的材料檢測分析能力和新材料設(shè)計開發(fā)能力。通過課程學(xué)習(xí),逐步培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識、競爭意識和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生樹立創(chuàng)新理念和工匠精神,積累創(chuàng)新動力和本領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生成為具有獨立思考、勇于創(chuàng)新的高素質(zhì)人才。二、課程教學(xué)目標(biāo)課程目標(biāo)1:了解金屬學(xué)基礎(chǔ)知識和熱處理基礎(chǔ)理論,掌握金屬的成分工藝與組織性能之間的關(guān)系;熟練掌握金相制備、組織觀察及金相分析技能,能運用金屬材料知識和金相技能來分析和解決實際工程問題的能力,培養(yǎng)工程實踐創(chuàng)新能力。課程目標(biāo)2:熟悉創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法在材料設(shè)計和材料檢測中的應(yīng)用;初步具備綜合利用材料成分、工藝、組織特征對材料的性能進行分析、優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計的研究能力;初步具備材料檢測及新材料設(shè)計開發(fā)的研究能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力。課程目標(biāo)3:培養(yǎng)學(xué)生崇高的愛國主義精神、科技報國的家國情懷、大國工匠的擔(dān)當(dāng)意識;培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、勇于創(chuàng)新、追求卓越、精益求精的工匠精神;培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新競爭意識、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)意識和團隊協(xié)作意識,并具有良好的職業(yè)道德、較強的安全生產(chǎn)、環(huán)境保護、節(jié)約資源的意識。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《金相技能創(chuàng)新》課程教學(xué)目標(biāo)對材料類和機械類本科專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表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)點課程目標(biāo)支撐強度2.問題分析2.1能夠應(yīng)用專業(yè)知識的基本原理并借助文獻研究對材料制備、材料加工及機械制造領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題的影響因素進行分析,獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)1:了解金屬學(xué)基礎(chǔ)知識和熱處理基礎(chǔ)理論,掌握金屬的成分工藝與組織性能之間的關(guān)系;熟練掌握金相制備、組織觀察及金相分析技能,能運用金屬材料知識和金相技能來分析和解決實際工程問題的能力,培養(yǎng)工程實踐創(chuàng)新能力。H4.研究4.1能夠?qū)Σ牧现苽?、材料加工及機械制造領(lǐng)域中的各類材料特性、物理、化學(xué)現(xiàn)象進行研究和實驗驗證。課程目標(biāo)2:熟悉創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法在材料設(shè)計和材料檢測中的應(yīng)用;初步具備綜合利用材料成分、工藝、組織特征對材料的性能進行分析、優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計的研究能力;初步具備材料檢測及新材料設(shè)計開發(fā)的研究能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力。M8.職業(yè)規(guī)范8.1有正確的價值觀,了解中國國情,能夠踐行社會主義核心價值觀,具備社會責(zé)任感。8.2具有健康的體魄、良好的心理素質(zhì)和勞動觀念,具備履行社會責(zé)任的基礎(chǔ),能夠在工程實踐中自覺遵守誠實公正、誠信守則的工程職業(yè)道德和規(guī)范,履行責(zé)任。課程目標(biāo)3:培養(yǎng)學(xué)生崇高的愛國主義精神、科技報國的家國情懷、大國工匠的擔(dān)當(dāng)意識;培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、勇于創(chuàng)新、追求卓越、精益求精的工匠精神;培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新競爭意識、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)意識和團隊協(xié)作意識,并具有良好的職業(yè)道德、較強的安全生產(chǎn)、環(huán)境保護、節(jié)約資源的意識。M9.個人和團隊9.1理解團隊合作的重要性,具有與團隊成員或負責(zé)人協(xié)調(diào)合作的團隊精神和能力,能夠在多學(xué)科背景下的團隊中獨立或合作開展工作并發(fā)揮作用。課程目標(biāo)3:培養(yǎng)學(xué)生崇高的愛國主義精神、科技報國的家國情懷、大國工匠的擔(dān)當(dāng)意識;培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、勇于創(chuàng)新、追求卓越、精益求精的工匠精神;培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新競爭意識、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)意識和團隊協(xié)作意識,并具有良好的職業(yè)道德、較強的安全生產(chǎn)、環(huán)境保護、節(jié)約資源的意識。M注:表中“H(高)、M(中)”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)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求,教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.金相基礎(chǔ)理論模塊1.1金屬學(xué)及鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識1.2鐵碳合金及其平衡組織1.3鋼的熱處理及其組織1.4其他金屬材料及其組織教學(xué)要求:了解金屬學(xué)及鐵碳合金相圖基礎(chǔ)知識;掌握鐵碳合金及其組織,熟悉鋼的熱處理及其組織;了解合金鋼、白口鑄鐵、鋁合金及其組織;了解工程材料創(chuàng)新設(shè)計方法,掌握材料成分、工藝、組織、性能之間的關(guān)系規(guī)律。重點:鐵碳合金及其組織、鋼的熱處理難點:材料成分、工藝、組織與性能之間關(guān)系。61、22.金相大賽標(biāo)準(zhǔn)模塊2.1金相大賽及其發(fā)展歷程2.2金相大賽競賽流程及競賽規(guī)則2.3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范2.4大賽耗材及設(shè)備特性分析教學(xué)要求:了解金相大賽的創(chuàng)賽宗旨、發(fā)展歷程和行業(yè)影響力及社會地位;熟悉金相大賽競賽流程、大賽晉級競賽規(guī)則;掌握金相大賽的競賽操作規(guī)則及技術(shù)要求;掌握大賽評分標(biāo)準(zhǔn)及注意事項;熟悉金相大賽的參賽樣品、試劑及設(shè)備特性等。重點:競賽流程和規(guī)則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范。難點:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)范。21、2、3合計82.實踐部分實踐部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實踐項目、實踐內(nèi)容與學(xué)時實踐項目實踐內(nèi)容和要求實踐學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.金相技能創(chuàng)新模塊1.1金相制樣準(zhǔn)備工作1.2金相試樣的磨制1.3金相試樣的拋光1.4金相試樣的腐蝕1.5金相顯微鏡的使用和組織觀察1.6常見金屬的金相試樣制備練習(xí)1.7典型金相組織及內(nèi)部缺陷分析教學(xué)要求:了解金相技能在新材料制備、新產(chǎn)品開發(fā)、新工藝應(yīng)用中的重要作用和地位;熟悉金相制樣流程和安全操作;掌握金相試樣的取樣、鑲嵌方法;熟練掌握試樣的磨制、拋光、腐蝕及組織觀察的基本方法;能熟練操作制樣設(shè)備、正確使用顯微鏡、準(zhǔn)確分析金相組織和缺陷,具備制樣、觀察、分析及評判金屬組織品質(zhì)的綜合應(yīng)用能力和材料創(chuàng)新意識。重點:金相試樣制備、組織觀察及分析。難點:金相組織觀察及分析。141、22.大賽實戰(zhàn)模擬模塊2.1小組基礎(chǔ)賽及總結(jié)2.2小組育苗賽及總結(jié)2.3小組培優(yōu)賽及總結(jié)2.4小組晉級賽及總結(jié)教學(xué)要求:了解金相大賽的比賽流程,體驗比賽過程,培養(yǎng)大賽素養(yǎng);按照全國金相大賽標(biāo)準(zhǔn)要求,開展內(nèi)部金相大賽,使學(xué)生將所學(xué)所練,應(yīng)用于真實比賽中,鍛煉學(xué)生實戰(zhàn)能力、心理素質(zhì)和綜合素質(zhì),并擇優(yōu)選拔省賽和國賽培養(yǎng)對象。重點:以賽促練、實戰(zhàn)能力和心理素質(zhì)。難點:靈活應(yīng)戰(zhàn)能力和心理素質(zhì)。101、2、3合計24五、教學(xué)方法及手段本項目圍繞“以金相技能培養(yǎng)為基礎(chǔ),以參加金相大賽為目標(biāo)”的教學(xué)目標(biāo)開展教學(xué)工作,并根據(jù)模塊內(nèi)容及要求,采取相應(yīng)的教學(xué)方式和手段?;A(chǔ)理論模塊,以課堂教學(xué)講授為主,配合線上教學(xué)資源,實現(xiàn)混合教學(xué)和互動式教學(xué)。金相技能模塊,以實踐操作指導(dǎo)為主,配合線上教學(xué)視頻,實現(xiàn)立體化、體驗式實踐教學(xué)。大賽標(biāo)準(zhǔn)模塊,以實踐案例教學(xué)為主,配合線上教學(xué)資源,實現(xiàn)綜合分析、技能創(chuàng)式教學(xué)。模擬大賽模塊,以實戰(zhàn)競賽教學(xué)為主,配合賽后經(jīng)驗分享,實現(xiàn)以競賽促教學(xué)的最終目標(biāo)。六、課程資源1.推薦教材:(1)葛利玲.光學(xué)金相顯微技術(shù).冶金工業(yè)出版社,2020.2.參考書:(1)高紅霞.工程材料實驗與創(chuàng)新.機械工業(yè)出版社.2019.(2)張博.
金相檢驗(第3版).北京:機械工業(yè)出版社,2022.(3)蕭澤新.現(xiàn)代金相顯微分析及儀器.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2015.(4)王正品.工程材料.北京:機械工業(yè)出版社.2020.9.(5)屠世潤.金相原理與實踐.北京:機械工業(yè)出版社,1990.(6)黃積榮.鑄造合金金相圖譜.北京:機械工業(yè)出版社,1980.(7)冶金工業(yè)部鋼鐵研究院編著.鋼的金相圖譜-鋼的宏觀組織與缺陷.北京:冶金工業(yè)出板社,1975.(8)任頌贊,葉儉,陳德華.金相分析原理與技術(shù).上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻出版社,2013.(9)王順興.金屬熱處理原理與工藝.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2019.(10)創(chuàng)新設(shè)計發(fā)展戰(zhàn)略研究項目組.材料創(chuàng)新設(shè)計.杭州:浙江大學(xué)出版社,2018.3.期刊:(1)張志彪,王雨時,鄧濤.內(nèi)部爆炸加載下變壁厚殼體破片的宏觀與金相分析[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報,2018,38(06):1-5.(2)張凱,廉海萍,楊金東等.杭州蕭山老虎洞遺址出土青銅工具的金相分析及腐蝕探討[J].文物保護與考古科學(xué),2021,33(04):61-70.(3)王榮.機械裝備的失效分析(第4講)金相分析技術(shù)[J].理化檢驗(物理分冊),2017,53(02):77-84.(4)宮聲凱,尚勇,張繼,郭喜平,林均品,趙希宏.我國典型金屬間化合物基高溫結(jié)構(gòu)材料的研究進展與應(yīng)用[J].金屬學(xué)報,2019,55(09):1067-1076.(5)ChabbiL,HaslerS,RoelofsH,etal.ChallengesandInnovationinSteelWireProduction[J].MaterialsScienceForum,2017,892:3-9.(6)金月仙.現(xiàn)代冷琺瑯工藝與其他材料融和的創(chuàng)新設(shè)計[J].藝術(shù)品鑒,2021(33):13-15.4網(wǎng)絡(luò)資源(1)龔江宏.全國大學(xué)生金相技能大賽2019.09./.(2)陳光等.材料與文明、創(chuàng)新與發(fā)展2019.03./course/NJUST-1001752019.(3)徐林紅等.金屬材料及熱處理.2020.03./course/CUG-1001632002.(4)北京科技大學(xué).金屬材料成分、工藝、組織和性能一體化設(shè)計虛擬仿真平臺.2021.07./details/2020?id=6520&isView=true(5)上海交通大學(xué).材料綜合實驗.2021.08./course/0804SJTU079-1449795173(6)金相學(xué)網(wǎng)站
/index.htm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綜合競賽考核成績兩部分構(gòu)成,具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)10(1)根據(jù)課堂出勤情況、小組討論、課程項目活動參與度等情況進行考核,滿分100分。(2)以綜合成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√442課程作業(yè)20(1)主要考核學(xué)生對各個模塊的知識理解、操作方法的掌握,以及創(chuàng)新方法應(yīng)用等情況,滿分100分;(2)作業(yè)包括但不限于線上作業(yè)、研究報告、創(chuàng)新方案設(shè)計等;每次作業(yè)單獨評分,取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。(3)以小組為單位完成的作業(yè),小組成員共享本次作業(yè)成績。(4)以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?!獭獭?102階段測試20主要考核學(xué)生對各模塊知識點、制樣方法、操作規(guī)范性的理解和掌握程度,滿分100分;(2)包括理論測試和比賽操作測試,每次測驗單獨評分,取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。(3)以測驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。8102期末綜合競賽50(1)成績100分,以期末綜合競賽成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。(2)主要考核學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及各種創(chuàng)新知識的綜合運用能力。(3)期末綜合競賽考核,包括金相技能操作、金相理論測試、典型金相組織分析等,要重點突出實戰(zhàn)性、時效性和創(chuàng)新性?!獭獭?5305合計:100分355411八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式:本課程采用教學(xué)過程評價和期末綜合競賽的形式進行考核??己嘶疽螅哼^程性評價成績100分(權(quán)重60%),包括階段測驗、課堂表現(xiàn)、在線學(xué)習(xí)、課程作業(yè)、技術(shù)技能創(chuàng)新等形式;綜合競賽成績100分(權(quán)重40%),包括金相技能操作、金相理論測試、典型金相組織分析等,其具體綜合競賽評分標(biāo)準(zhǔn)可參考“全國金相大賽”競賽標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20完成線上學(xué)習(xí)內(nèi)容;積極參創(chuàng)新課程互動,踴躍回答問題,準(zhǔn)確率大于9
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