《环境材料学》教学大纲课程名称：环境材料学课程类别（必修/选修）：选修课英文名称：Ecomaterials其中实验/实贱学时：0总学时/周学时/学分：32/4/2先修课程：材料科学基础，金属材料学等后续课程支撑：毕业论文授课地点：松山湖校区/6B-301（周一），6B-403（周三）授课时间：1-8周/周一1-2节，周三5-6节授课对象：2021金属1班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：王康／讲师答疑时间、地点与方式：课前、课间和课后现场或网络通信工具答课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（V）其它（）使用教材：轰仁、王志宏，《生态环境材料学》，机械工业出版社教学参考资料：翁端，《环境材料学》，清华大学出版社：王天民《生态环境材料》，天津大学出版社课程简介：本课程为金属材料工程专业选修课程，通过对生态环境及面临严峻现状进行分析，提出发展生态环境材料的必要性、重要性和追切性，建立材料可持续发展观：阐明资源、环境、材料在生产、使用及废弃过程中相互关系：介绍环境协调性评价（LCA）的基本概念和方法框架，提出了材料与产品的生态设计的思想：重新认识金属、陶瓷、高分子及复合材料在生产过程中涉及的环境问题：列举了传统材料产业的生态化改造、天然资源及可再生资源的高效利用的方法和原理，以及典型的环境治理材料。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点目标1：理解环境材料学的产生背景，理解材料与生态环3.3能够理解金属材料工程行业国内外No.3设计开发解决方案：能够设计针对金属材料境间的关系，了解材料及产品的生态设计规则。相关的标准，并能在开发/设计环节中体制备、加工过程中所涉及的工艺进行设计并制定解1
1 《环境材料学》教学大纲 课程名称：环境材料学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Ecomaterials 总学时/周学时/学分：32/4/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：材料科学基础，金属材料学等 后续课程支撑：毕业论文 授课时间：1-8 周 / 周一 1-2 节，周三 5-6 节 授课地点：松山湖校区 / 6B-301（周一），6B-403（周三） 授课对象：2021 金属 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 王康 / 讲师 答疑时间、地点与方式：课前、课间和课后现场或网络通信工具答疑 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（√）其它（ ） 使用教材：聂祚仁、王志宏.《生态环境材料学》，机械工业出版社 教学参考资料：翁端.《环境材料学》，清华大学出版社；王天民.《生态环境材料》，天津大学出版社 课程简介：本课程为金属材料工程专业选修课程，通过对生态环境及面临严峻现状进行分析，提出发展生态环境材料的必要性、重要性和迫切性，建立 材料可持续发展观；阐明资源、环境、材料在生产、使用及废弃过程中相互关系；介绍环境协调性评价 (LCA) 的基本概念和方法框架，提出了材料与 产品的生态设计的思想；重新认识金属、陶瓷、高分子及复合材料在生产过程中涉及的环境问题；列举了传统材料产业的生态化改造、天然资源及可再 生资源的高效利用的方法和原理，以及典型的环境治理材料。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1：理解环境材料学的产生背景，理解材料与生态环 境间的关系，了解材料及产品的生态设计规则。 3.3 能够理解金属材料工程行业国内外 相关的标准，并能在开发/设计环节中体 No.3 设计/开发解决方案：能够设计针对金属材料 制备、加工过程中所涉及的工艺进行设计并制定解
现创新意识，考虑社会、健康、安全、决方案，能够在设计环节中体现创新意识，并综合法律、文化以及环境等因素。考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。目标2：掌握金属、无机非金属、高分子、天然资源等环6.3能够分析或预测产品设计、研发和境材料学基础理论，了解环境材料学研究与发展的最新动加工过程中可能出现的问题，能够评价No.6工程与社会：能够基于金属材料工程相关背景向。金属材料工程专业工程实践和复杂工知识进行合理分析，评价金属材料工程领域实践和程问题解决方案对社会、健康、安全、复杂问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及法律以及文化的影响，并理解应承担的文化的影响，并理解应承担的责任。责任。目标3：了解材料的环境协调性评价原理，建立环境和材7.2能够正确和客观的评价针对复杂工No.7环境和可持续发展：能够理解和评价针对金料的可持续发展观。程问题的金属材料工程专业工程实践属材料问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。对环境、社会可持续发展的影响。理论教学进程表教学棋式授课救学时教学内容（置点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题教学方法作业安排师点)敬线下/混合式程目标生态环境材料的提出背景、内涵、研究结合实际，举例说内容、研究现状及发展趋势。明某一材料或产品重点：生态环境材料的定义与内涵。概论线下1王康2课堂讲授从生产到使用直至目标1难点：生态环境材料的研究与应用。废弃对环境产生的课程思政融入点：思考材料的生命周期影响。所带来的生态环境问题。2
2 现创新意识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境等因素。 决方案，能够在设计环节中体现创新意识，并综合 考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因 素。 目标 2：掌握金属、无机非金属、高分子、天然资源等环 境材料学基础理论，了解环境材料学研究与发展的最新动 向。 6.3 能够分析或预测产品设计、研发和 加工过程中可能出现的问题，能够评价 金属材料工程专业工程实践和复杂工 程问题解决方案对社会、健康、安全、 法律以及文化的影响，并理解应承担的 责任。 No.6 工程与社会：能够基于金属材料工程相关背景 知识进行合理分析，评价金属材料工程领域实践和 复杂问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及 文化的影响，并理解应承担的责任。 目标 3：了解材料的环境协调性评价原理，建立环境和材 料的可持续发展观。 7.2 能够正确和客观的评价针对复杂工 程问题的金属材料工程专业工程实践 对环境、社会可持续发展的影响。 No.7 环境和可持续发展：能够理解和评价针对金 属材料问题的工程实践对环境、社会可持续发展的 影响。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 概论 王康 2 生态环境材料的提出背景、内涵、研究 内容、研究现状及发展趋势。 重点：生态环境材料的定义与内涵。 难点：生态环境材料的研究与应用。 课程思政融入点：思考材料的生命周期 所带来的生态环境问题。 线下 课堂讲授 结合实际，举例说 明某一材料或产品 从生产到使用直至 废弃对环境产生的 影响。 目标 1
生态环境基础：材料对环境的影响：材料中主要元素的环境和资源特征：材料依据生物圈和环境流与资源效率和环境影响。材料的理论，分析重点：材料与资源和环境的关系，化学校园活动中有哪些元素的环境分布特征及金属资源的储量不好的现象，如何材料产业与生态环线下1-2王康:4及其寿命。目标1课堂讲授使校园这一生物圈境难点：材料流理论分析，材料生产的资更有利于我们的学源效率。习和生活？自己该课程恩政融入点：中国在解决对环境影怎么做？（调研报告形式提交）响方面所作的巨大务力和牺牲，增强民族自豪感。材料的环境性能评价指标：生命周期评价（LCA）。材料的环境协调性3王康线下4重点：LCA的概念、特点、评价方法、课堂讲授目标3评价不足及发展方向。难点：LCA评价模型、数据库及软件。调研身边电子产生态设计概述：材料的生态设计：生态品、家具等，有哪产品的设计原则与方法：工业生态学。材料和产品的生态重点；生态设计的定义、原则及方法，些生态环保标识？王康线下3-414课堂讲授目标1设计选定一种产品（或金属材料、无机非金属材料及有机聚合物材料的生态设计。产品中的某个部件，例如手机的铝难点：产品生态设计的方法，产业生态3
3 1-2 材料产业与生态环 境 王康 4 生态环境基础；材料对环境的影响；材 料中主要元素的环境和资源特征；材料 流与资源效率和环境影响。 重点：材料与资源和环境的关系，化学 元素的环境分布特征及金属资源的储量 及其寿命。 难点：材料流理论分析，材料生产的资 源效率。 课程思政融入点：中国在解决对环境影 响方面所作的巨大努力和牺牲，增强民 族自豪感。 线下 课堂讲授 依据生物圈和环境 材料的理论，分析 校园活动中有哪些 不好的现象，如何 使校园这一生物圈 更有利于我们的学 习和生活？自己该 怎么做？（调研报 告形式提交） 目标 1 3 材料的环境协调性 评价 王康 4 材料的环境性能评价指标；生命周期评 价（LCA）。 重点：LCA 的概念、特点、评价方法、 不足及发展方向。 难点：LCA 评价模型、数据库及软件。 线下 课堂讲授 目标 3 3-4 材料和产品的生态 设计 王康 4 生态设计概述；材料的生态设计；生态 产品的设计原则与方法；工业生态学。 重点：生态设计的定义、原则及方法， 金属材料、无机非金属材料及有机聚合 物材料的生态设计。 难点：产品生态设计的方法，产业生态 线下 课堂讲授 调 研 身 边 电 子 产 品、家具等，有哪 些生态环保标识？ 选定一种产品(或 产 品 中 的 某 个 部 件，例如手机的铝 目标 1
系统的设计。合金中框)，调研产品的生命周期分析、环境协调性评价，并给出生态设计的优化设计建议。(以调研总结报告形式，不少于1500字书面报告）金属材料生态环境材料：钢铁冶金清洁生产的环境协调性：环境协调的铝电解生产技术；镁工业的环境特征：冶金工业废渣的综合利用：再生金属资源利用重点：钢铁清洁生产工艺措施，环境协课堂讲授金属类生态环境材4-5王康线下:4调的铝电解技术，钢渣、赤泥、二次铝和小组讨目标2料论渣等的综合利用。难点：废钢、废铜、废铝等再生技术。课程思政融入点：我国在有色金属再生领域相对于世界一流水平存在一定的差距，找出短板并提出追赶的方法方式。环境协调制造技术：长寿命设计：再生无机非金属类生态线下5王康2循环利用技术：生态化新材料。课堂讲授目标2环境材料重点：无机非金属材料的环境负荷特点。4
4 系统的设计。 合金中框)，调研产 品 的 生 命 周 期 分 析、环境协调性评 价，并给出生态设 计 的 优 化 设 计 建 议。(以调研总结报 告 形 式 ， 不 少 于 1500 字书面报告) 4-5 金属类生态环境材 料 王康 4 金属材料生态环境材料；钢铁冶金清洁 生产的环境协调性；环境协调的铝电解 生产技术；镁工业的环境特征；冶金工 业废渣的综合利用；再生金属资源利用。 重点：钢铁清洁生产工艺措施，环境协 调的铝电解技术，钢渣、赤泥、二次铝 渣等的综合利用。 难点：废钢、废铜、废铝等再生技术。 课程思政融入点：我国在有色金属再生 领域相对于世界一流水平存在一定的差 距，找出短板并提出追赶的方法方式。 线下 课堂讲授 和小组讨 论 目标 2 5 无机非金属类生态 环境材料 王康 2 环境协调制造技术；长寿命设计；再生 循环利用技术；生态化新材料。 重点：无机非金属材料的环境负荷特点。 线下 课堂讲授 目标 2
难点：无机材料生态化改造对策。高分子材料的环境问题：高分子环境材料：高分子工业中的绿色化学：可降解高分子材料：高分子材料的再循环：长寿命高分子材料：二氧化碳树脂新材料。线下王康64课堂讲授高分子环境材料重点：高分子环境材料的概念、类型及目标2设计，废旧塑料、废旧橡胶及废旧纤维的再生循环技术。难点：光降解、生物降解及光降解-生物降解塑料及降解机理。天然矿物环境材料：天然生物资源高分子环境材料。王康线下7天然资源环境材料2重点：天然生态环境材料的分类及特点。课堂讲授目标2难点：天然有机高分子材料的生态改性方式，天然矿物环境材料的功能及机理。大气污染治理材料与技术：水体污染治理材料与技术：固体废物处理治理与土壤中重金属污染治理：其他污染控制材环境治理功能材料7-8王康线下4课堂讲授料与技术。目标2与技术重点：各类环境治理材料的使用范围和限制。难点：各类环境治理材料的作用机理。5
5 难点：无机材料生态化改造对策。 6 高分子环境材料 王康 4 高分子材料的环境问题；高分子环境材 料；高分子工业中的绿色化学；可降解 高分子材料；高分子材料的再循环；长 寿命高分子材料；二氧化碳树脂新材料。 重点：高分子环境材料的概念、类型及 设计，废旧塑料、废旧橡胶及废旧纤维 的再生循环技术。 难点：光降解、生物降解及光降解-生物 降解塑料及降解机理。 线下 课堂讲授 目标 2 7 天然资源环境材料 王康 2 天然矿物环境材料；天然生物资源高分 子环境材料。 重点：天然生态环境材料的分类及特点。 难点：天然有机高分子材料的生态改性 方式，天然矿物环境材料的功能及机理。 线下 课堂讲授 目标 2 7-8 环境治理功能材料 与技术 王康 4 大气污染治理材料与技术；水体污染治 理材料与技术；固体废物处理治理与土 壤中重金属污染治理；其他污染控制材 料与技术。 重点：各类环境治理材料的使用范围和 限制。 难点：各类环境治理材料的作用机理。 线下 课堂讲授 目标 2