《材料概论》教学大纲 课程名称：材料概论 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Introduction to Material Science 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：无机化学、大学物理 授课时间：星期四 1-2 节/1-16 周 授课地点：松山湖校区 6F506 授课对象：2018 级材料科学与工程专业 1 班、2 班 开课学院：生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名/职称：许海涛/讲师；陈德良/教授 答疑时间、地点与方式：面对面答疑 12E301，周四下午；网络答疑，随时 课程考核方式：开卷（✔）闭卷（）课程论文（）其它（） 使用教材：周达飞等编《材料概论》（第三版），化学工业育出版社。 教学参考资料：施惠生等编，《材料概论》，同济大学出版社，2002； 冯端等编《材料科学导论》，化学工业出版社，2004； 田永君等编《先进材料导论》，哈尔滨工业大学出版社，2005。 课程简介：《材料概论》课程是材料科学与工程专业本科生的专业基础课，是该专业的主干课程。通 过本课程的学习，使学生系统掌握材料科学与工程的基本内涵、研究对象和主要作用，使材料科学与 工程专业的学生系统地掌握材料科学的基本知识，扩大知识面，提高自学能力和分析、解决问题的能 力，牢固树立材料与新技术革命，材料与可持续发展战略，材料与社会发展和国民经济建设密切相关 的观念，进一步明确专业学习的目的与意义，为后续专业基础课和专业课的学习作好必要的“入门”准 备。 课程教学目标 一、 知识目标： 1. 通过学习本课程，要求学生掌握材料在人类生活和社会发 展中的重要地位和作用，了解材料发展史，以及材料科学与材料工 程的基本概念，掌握材料的基本类型; 2.通过本课程的学习，使学生掌握材料的分类、组成与结构、 性能与应用、制备与合成的知识，了解材料与环境的关系，了解高 新技术材料的最新发展趋势，具备认识和比较各种材料的能力，为 今后从事材料的研究与开发、选择和使用打下坚实的基础； 3. 通过本课程的学习，使学生全面了解金属材料、陶瓷材料、 高分子材料和复合材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及 其变化规律，并了解部分新材料的应用和研究现状，为今后其他专 业课的学习打下基础。 二、能力目标： 1. 具有日常生活中材料生产制备过程的完整概念，初步具备 正确选用常用材料制备方法的能力； 2.初步具有运用工程材料与成型工艺新技术、新工艺解决实际 本课程与学生核心能力培养之 间的关联： ■核心能力 1：具有运用数学和化 学、材料学、物理学等自然科学 基础知识和材料工程专业知识的 能力； □核心能力 2：具有功能材料设计 与实施实验方案，数据分析、信 息综合等能力； □核心能力 3：具有材料工程实践 所需技术、技巧及使用工具的能 力； ■核心能力 4：具有学习及掌握材 料加工设备、流程及系统的能力； □核心能力 5：具有项目管理、有 效沟通与团队合作的能力； □核心能力 6：具有发现、分析与
问题的能力。 三、素质目标 1.通过灵活生动的教学来引起学生的注意、产生兴趣，使得学 生对于本课程表示认同，并具有分析及评价并解决问题的能力；同 时，在学习过程中，教师引导学生逐步形成正确的价值观，具有良 好的社会责任感和职业道德； 2. 提高学生的责任心、道德感、爱国精神等；养成理论联系 实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 解决复杂材料及其工程方面问题 的能力； ■核心能力 7：能认清当前形势， 了解材料及其工程技术对环境、 社会及全球的影响，并培养持续 学习的习惯与能力； ■核心能力 8：理解专业伦理及社 会责任，具有较好的人文社会科 学素养，较强的社会责任感和良 好的工程职业道德，能够在工程 实践中理解并遵守工程职业道德 和规范，履行社会责任。 专业理论教学进程表 周次 教学主题 教学 时长 教学的重点、难点、课程思政融入点 教学 方式 作业安排 1 材料与材料科学 2 重点：材料学的地位；材料的发展历史；材料的定 义和分类 难点：材料的四个要素及其相互关系 课程思政融入点：介绍材料学的发展过程，我国 材料科学家的巨大贡献，培养学生的爱国精神。 讲 授 课程思政 作业：要 求学生每 人至少阅 读两篇与 材料学发 展有关的 文章 2-3 材料的组成、结 构与性能 4 重点：材料组元的结合形式；晶体结构的基本特征； 材料的化学性能和力学性能 难点：材料中的化学键合：金属键，离子键，共价 键，氢键等；材料的结构 讲 授 课后作业 4 材料的制备方法 2 重点：原材料的选用选择；选矿的原理和常用方法； 生产单体的原料路线，液相法的分类及其特点 难点：材料的常用三种制备方法：气相法、固相法 和液相法； 讲 授 课后作业 5-6 玻璃和陶瓷的生 产 4 重点：玻璃的生产工艺；陶瓷的分类及其基本制备 工艺；陶瓷成型的方法 难点：水泥及特种水泥的生产方法及工艺；陶瓷常 见成型方法的优缺点 课程思政融入点：介绍为什么我国是材料大国， 而不是材料强国，说明我国在某些“卡脖子”材料领 域的发展短板，激发学生的爱国精神。 讲 授 课后作业 课程思政 作业：要 求学生阅 读我国在 芯片和航 空发动机
等领域发 展状况的 文章 7 无机纳米材料及 其传感与催化应 用（陈德良） 2 重点：纳米材料概念、种类、特性；无机纳米材料 制备方法与原理概述；几种典型无机纳米材料在化 学传感、光催化中应用案例分析。 难点：无机纳米材料的量子效应及其功能应用的相 关原理。 课程思政融入点：结合我国在纳米材料领域研究 的重大进展与国际地位，激发学生的创新动力与爱 国热情。 讲 授 无 8 金属空气电池双 功能催化剂材料 2 重点：催化剂材料的设计与性能评价。 难点：催化剂材料的构效关系。 讲 授 无 9 化学电源材料与 器件研发历程与 进展 2 重点：化学电源的发展历程与前沿。 难点：锂离子电池基本原理与进展。 课程思政融入点：结合我国电源的发展历程及集 体研发过程，激发学生的创新动力与爱国热情。 讲 授 调研我国 电池材料 的发展概 况 10 固体化学-金属 有机骨架化合物 的概述及其发展 现状 2 重点：金属有机骨架化合物的概述、理论基础、特 性；几种典型金属有机骨架化合物分类以及在储氢 材料、分子磁体中应用案例分析。 难点：金属有机骨架化合物的合成方法与影响因 素。 课程思政融入点：结合我国无机功能材料领域研 究的重大进展与国际地位，介绍无机化学功能材料 取得的重大时间，感受其中我国化学家的巨大贡 献，培养学生的开拓进取和坚忍不拔的精神。 讲 授 无 11 黑色金属和聚乙 烯的生产 2 重点：杂质元素和合金元素对钢铁性能的影响；聚 乙烯的生产；炼钢的基本原理；聚乙烯的常见几种 生产方法 难点：炼铁炼钢的主要原料及其工艺流程；聚酯纤 维和玻璃钢的生产 讲 授 课后作业 12-14 材料的应用 6 重点：结构材料的分类及其典型代表；功能材料的 分类；生物材料的分类；纳米材料的特征与应用； 复合材料的组成及其应用，能源分类与能源结构； 航空航天材料的发展、分类与性能 难点：电功能材料：光功能材料；纳米材料的种类 及其常见制备方法；新能源与新能源材料；海洋工 程材料的一般特征及要求 讲 授 课后作业
15 材料与环境 2 重点：金属材料的环境污染；无机非金属材料的环 境污染；高分子材料的环境污染 难点：材料在环境中的劣化；材料的去污染和防护 课程思政融入点：介绍我国目前面临的主要环境 和资源问题，及其相应的针对措施，激发学生保护 环境，节约资源的精神。 讲 授 课后作业 课程思政 作业：要 求学生阐 述如何在 日常生活 从自身做 起，保护 环境，节 约资源 16 复习 2 知识点梳理以及习题讲解 讲 授 无 合计： 32 考核方法及标准 考核形式 评价标准 权重 平时考核 100 分，其中 PPT 主题讲解(50 分)，平时作业(25 分)， 课堂出勤与课堂表现(25 分)，迟到一次扣出勤分 5%， 旷课一次扣出勤分 15%。旷课 3 次及以上取消考试资 格。 40% 期末考核 100 分，按照期末考试卷面成绩进行评价。 60% 大纲编写时间：2019-9-1 系（部）审查意见： 我系（部）已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期：2019 年 9 月 8 日