《材料結(jié)構(gòu)與性能》課程教學(xué)大綱

《材料結(jié)構(gòu)與性能》教學(xué)大綱課程編號：11180120英文名稱：StructureandPropertiesofMaterials學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐0學(xué)時(shí)先修課程：新能源材料與器件導(dǎo)論、無機(jī)化學(xué)1、無機(jī)化學(xué)2、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)1、有機(jī)化學(xué)2、物理化學(xué)1、物理化學(xué)2、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程類別：專業(yè)方向課程授課對象：新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：化學(xué)化工學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)材料結(jié)構(gòu)與性能，是新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)選修課。本課程的目的在于讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)材料結(jié)構(gòu)與性能的基本理論，材料的電子結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，晶體缺陷，輕合金、磁性材料、非晶合金、結(jié)構(gòu)陶瓷、超導(dǎo)材料和光學(xué)功能材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，使學(xué)生能夠從材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一般角度來認(rèn)識和研究材料，為判斷材料優(yōu)劣、正確選擇和使用材料、改變材料性能、探索新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：掌握材料結(jié)構(gòu)與性能所涉及的主要基本概念、研究方法和技術(shù)手段；能夠應(yīng)用結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)所學(xué)的知識解決在今后從事材料物理的研究、工藝開發(fā)、材料設(shè)計(jì)與加工等方面所遇到的一些有關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)問題。課程目標(biāo)2：結(jié)合材料結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)聯(lián)的最新研究成果，了解材料最新、最前沿的成果和應(yīng)用；具備相關(guān)文獻(xiàn)查閱、獲取和分析評述的能力。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)在材料方向的專業(yè)素質(zhì)，為將來工作過程中自學(xué)材料領(lǐng)域的其他知識、學(xué)習(xí)新材料和新工藝打下良好的基礎(chǔ)，滿足社會對材料方向人才的需求。具有高度社會責(zé)任感，良好的科學(xué)、文化素養(yǎng)、法律意識和道德水準(zhǔn)。具有良好的交流能力、合作精神以及組織管理能力，能夠成為團(tuán)隊(duì)的骨干或者領(lǐng)導(dǎo)。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重2-3掌握新能源材料與器件專業(yè)重要文獻(xiàn)的來源和獲取方法，通過調(diào)查和研究，能夠分析復(fù)雜的新能源材料與器件相關(guān)問題，獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)1M4-1：能夠基于科學(xué)原理，借助文獻(xiàn)檢索等，調(diào)研復(fù)雜工程問題的解決方案，與進(jìn)行合理地分析；課程目標(biāo)2H5-3：能夠針對新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜的工程問題，創(chuàng)造性地使用現(xiàn)代工具進(jìn)行模擬和預(yù)測，滿足特定需求，并能夠分析其局限性。課程目標(biāo)3H（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)是一一對應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論、材料的原子和電子結(jié)構(gòu)了解課程目的意義；學(xué)習(xí)有關(guān)材料結(jié)構(gòu)與性能的基本概念；重/難點(diǎn)：掌握材料的原子與電子結(jié)構(gòu)及其性能；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。2集中講授課程目標(biāo)1、22材料的晶體結(jié)構(gòu)及其缺陷明確授課內(nèi)容和知識點(diǎn)，認(rèn)識晶體的結(jié)合和液晶結(jié)構(gòu)；重/難點(diǎn)：掌握晶體缺陷的類型、特點(diǎn)，缺陷對材料物理性能的影響，缺陷與材料的力學(xué)性能；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)4集中講授課程目標(biāo)1、2、33輕合金了解輕合金的分類、組成及應(yīng)用；重/難點(diǎn)：掌握鋁及其合金、鎂及其合金、鈦及其合金的組織與性能。德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)以致用的態(tài)度4集中講授課程目標(biāo)1、2、34磁性材料了解幾種特殊磁性材料的結(jié)構(gòu)與性能。重難點(diǎn)：掌握材料的結(jié)構(gòu)與磁性，及相關(guān)影響因素；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的探索精神2集中講授課程目標(biāo)1、2、35非晶合金材料認(rèn)識如何區(qū)分晶體和非晶材料；重難點(diǎn)：掌握非晶合金與非晶態(tài)轉(zhuǎn)變；掌握非晶合金的結(jié)構(gòu)特征：衍射法結(jié)構(gòu)表征、短程有序、非晶結(jié)構(gòu)模型；德育元素：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注材料在社會中的實(shí)際應(yīng)用。6集中講授課程目標(biāo)1、2、36結(jié)構(gòu)陶瓷幾種陶瓷材料的介紹：氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化物陶瓷；重難點(diǎn)：掌握原子結(jié)合鍵與晶體類型：離子鍵與離子晶體，共價(jià)鍵與共價(jià)晶體等；陶瓷材料的顯微組織、強(qiáng)度與斷裂：陶瓷的彈性模量、強(qiáng)度、塑性變形、斷裂韌性、抗熱震性能；德育元素：培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。6集中講授課程目標(biāo)1、2、37超導(dǎo)材料了解超導(dǎo)微觀理論和超導(dǎo)材料的應(yīng)用；熟悉超導(dǎo)材料的結(jié)構(gòu)分析方法。重難點(diǎn)：掌握超導(dǎo)材料的基本特征、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)人文素養(yǎng)4集中講授課程目標(biāo)1、2、38光學(xué)功能材料了解典型倍頻晶體的結(jié)構(gòu)與性能；重難點(diǎn)：掌握光學(xué)功能材料的基本概念與分類、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；德育元素：通過分組作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力4集中講授課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)32注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法本課程為理論課，以課堂多媒體演示、集中講授為主，輔以小組討論、集體答疑和課后個(gè)別答疑，并結(jié)合課前預(yù)習(xí)、課外作業(yè)、課后復(fù)習(xí)和自習(xí)的方式。在教學(xué)方法上，注重啟發(fā)式教學(xué)和互動(dòng)式教學(xué)，采用舉例、對比、推理和歸納、以及課堂討論等方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，理解和掌握課程的基本思路和要點(diǎn)。五、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、課堂表現(xiàn)、期末考試，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)作業(yè)成績占25%、課堂表現(xiàn)成績占25%、期末考試成績占50%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價(jià)序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)10510252課堂表現(xiàn)51010253期末考試10202050課程目標(biāo)對應(yīng)分值253540100（二）考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)作業(yè)成績考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時(shí)作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析材料結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析材料結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識對材料結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對材料結(jié)構(gòu)與性能相關(guān)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識別、分析。2.課堂表現(xiàn)成績考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課堂表現(xiàn)課堂聽講認(rèn)真，參與討論積極性高，團(tuán)隊(duì)合作能力強(qiáng)，能有條理地表達(dá)自己的意見，解決問題的過程清楚，做事有計(jì)劃，具有創(chuàng)造性思維，能夠用不同方法解決問題，獨(dú)立思考，問題回答準(zhǔn)確。課堂聽講比較認(rèn)真，能夠比較積極地參與教學(xué)活動(dòng)，能比較有條理地表達(dá)自己的意見，解決問題的能力較強(qiáng)，能用老師提供的方法解決問題，團(tuán)隊(duì)合作能力較強(qiáng)，問題回答比較準(zhǔn)確。課堂聽講專心程度一般，能夠參與教學(xué)活動(dòng)，能表達(dá)自己的意見，解決問題的能力一般，能用老師提供的方法解決問題，團(tuán)隊(duì)合作能力一般，問題回答基本準(zhǔn)確。課堂不能專心聽講，不參與教學(xué)活動(dòng)，不能表達(dá)自己的意見，解決問題的能力較差，團(tuán)隊(duì)合作能力較差，問題回答不準(zhǔn)確。3.期末試卷考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采取閉卷形式，題型主要采用判斷、選擇、填空、簡答、分析、綜合題等，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評分標(biāo)準(zhǔn)。卷面成績采用百分制評分，比例換算。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《電化學(xué)能源材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能調(diào)控》，孫世剛主編，科學(xué)出版社，