江苏理工学院：化学化工学院材料物理《智能材料》课程教学大纲.docx

智能材料教学大纲课程编号：B04012100课程名称：智能材料英文名称：Intelligent/SmartMaterials课程性质：专业选修课学时/学分：32/2考核方式：考试选用教材：《智能材料与智能系统》，杨大智主编.：天津：天津大学出版社，2000先修课程：材料科学导论，材料科学基础，复合材料，功能材料后继课程：半导体器件适用专业及层次：材料学本科生（材料物理，材料化学，无机非金属）大纲执笔人：王宝祥大纲审核人：王宝祥一、教学目标“智能材料”课程是专业选修课之一，理论性和系统性较强，通过本课程的学习，使学生具备下列能力：1、能够准确材料智能化、智能材料与系统发展概况及应用前景；2、能够把握智能材料工作机理、结构设计思想、表征方法和用途3、能够进行智能材料的仿生构思和感知、判断、驱动原理以及应用。教学目的：本课程是为材料物理等专业高年级本科生开设的专业方向课。通过本课程的学习，使学生掌握材料智能化、智能材料与系统发展概况及应用前景，理解智能材料的仿生构思，使学生在完成本课程学习后，基本掌握智能无机非金属材料、智能金属材料与智能高分子材料及智能结构、电（磁）流变液的工作机理、结构设计思想、表征方法和用途，对该领域拥有相当的学习和研究兴趣，为从事相关领域的工作奠定良好的基础。教学要求：智能材料是新材料中非常重要的一种先进材料，也是新材料领域中正在形成的一门新的交叉学科，目前仍处于发展的初级阶段。本课程的教学与学习侧重于目前具有典型性和代表性的智能材料的仿生构思和感知、判断、驱动原理以及应用领域，使学生掌握智能材料的组成、结构、性能与应用之间关系的基本规律。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标2-1使学生掌握2-1掌握数学、物理、化学等学科的1．具有人文社会科学素养、智能材料的基本基本理论和基本知识。社会责任感和工程职业道2-2运用所学的基本知识理论分析生概念、基本理论德；知识。物材料的特殊性质。2.掌握数学、物理、化学等2-2理解智能材1

1 智能材料教学大纲课程编号：B04012100 课程名称：智能材料英文名称：Intelligent/Smart Materials 课程性质：专业选修课学时/学分：32/2 考核方式：考试选用教材：《智能材料与智能系统》，杨大智主编．．天津：天津大学出版社，2000 先修课程：材料科学导论，材料科学基础，复合材料，功能材料后继课程：半导体器件适用专业及层次：材料学本科生（材料物理，材料化学，无机非金属）大纲执笔人：王宝祥大纲审核人：王宝祥一、教学目标 “智能材料”课程是专业选修课之一，理论性和系统性较强，通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 1、能够准确材料智能化、智能材料与系统发展概况及应用前景； 2、能够把握智能材料工作机理、结构设计思想、表征方法和用途， 3、能够进行智能材料的仿生构思和感知、判断、驱动原理以及应用。教学目的：本课程是为材料物理等专业高年级本科生开设的专业方向课。通过本课程的学习，使学生掌握材料智能化、智能材料与系统发展概况及应用前景，理解智能材料的仿生构思，使学生在完成本课程学习后，基本掌握智能无机非金属材料、智能金属材料与智能高分子材料及智能结构、电(磁)流变液的工作机理、结构设计思想、表征方法和用途，对该领域拥有相当的学习和研究兴趣，为从事相关领域的工作奠定良好的基础。教学要求：智能材料是新材料中非常重要的一种先进材料，也是新材料领域中正在形成的一门新的交叉学科，目前仍处于发展的初级阶段。本课程的教学与学习侧重于目前具有典型性和代表性的智能材料的仿生构思和感知、判断、驱动原理以及应用领域，使学生掌握智能材料的组成、结构、性能与应用之间关系的基本规律。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标 1. 具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德； 2. 掌握数学、物理、化学等 2-1 掌握数学、物理、化学等学科的基本理论和基本知识。 2-2 运用所学的基本知识理论分析生物材料的特殊性质。 2-1 使学生掌握智能材料的基本概念、基本理论知识。 2-2 理解智能材

料特殊的的工作方面的基本理论和基本知机理、结构设计识：思想、表征方法3.掌握材料制备（或合和用途。成）、材料加工、材料结构3-1掌握材料制备方面的基本理论3-1掌握智能材与性能测定及材料应用等方知识。料的基本制备合面的基础知识、基本理论和3-2掌握材料结构与性能测定方法，成方法。基本实验技能；3-2掌握智能材对具体的材料能够运用相关的分析测料的测试分析方试方法表征结构以及性能，4.了解相近专业的一般原理法，可以从分析和知识；测试结果中获得5.熟悉国家关于材料科学与材料的结构或者工程研究、科技开发及相关性质信息。产业政策，国内外知识产权6-1了解材料物理的理论前沿、应用用6-1了解智能科等方面的法律法规：前景和最新发展动态。学与技术领域的6-2运用所学基本理论知识和材料的发展情况，跟踪6.了解材料物理的理论前制备方法、测试方法，设计实验方案。最新理论前沿，沿、应用前景和最新发展动了解应用前景以态，以及材料科学与工程产及最新发展动业的发展状况；态。7.掌握外文资料查询、文献6-2对于前沿的检索以及运用现代信息技术智能材料，探究获取相关信息的基本方法：具材料的性质，结有一定的实验设计，实验条件构，设计和应创造，应用计算机进行材料设用。计及结构分析，归纳、整理、分析试验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。三、教学基本内容教学内容：第一章智能材料概述（4学时）（支撑课程目标2-1，6-1)第一节智能材料的内涵与定义第二节材料的智能化1.材料的自适应性2.材料和结构的智能属性评定3.智能材料的复合准则4.智能材料的几种基本组元5.智能材料的设计、合成及类型第三节智能材料和结构的应用前景第四节智能材料与结构展望基本要求：掌握智能材料的概念、性质、评价体系、合成、分类、智能材料与系统发展及应用前景。2

2 方面的基本理论和基本知识； 3. 掌握材料制备（或合成）、材料加工、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本理论和基本实验技能； 4. 了解相近专业的一般原理和知识； 5. 熟悉国家关于材料科学与工程研究、科技开发及相关产业政策，国内外知识产权等方面的法律法规； 6. 了解材料物理的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及材料科学与工程产业的发展状况； 7. 掌握外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，实验条件创造，应用计算机进行材料设计及结构分析，归纳、整理、分析试验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。料特殊的的工作机理、结构设计思想、表征方法和用途。 3-1 掌握材料制备方面的基本理论、知识。 3-2 掌握材料结构与性能测定方法，对具体的材料能够运用相关的分析测试方法表征结构以及性能。 3-1 掌握智能材料的基本制备合成方法。 3-2 掌握智能材料的测试分析方法，可以从分析测试结果中获得材料的结构或者性质信息。 6-1 了解材料物理的理论前沿、应用前景和最新发展动态。 6-2 运用所学基本理论知识和材料的制备方法、测试方法，设计实验方案。 6-1 了解智能科学与技术领域的发展情况，跟踪最新理论前沿，了解应用前景以及最新发展动态。 6-2 对于前沿的智能材料，探究材料的性质，结构，设计和应用。三、教学基本内容教学内容：第一章智能材料概述（4 学时） (支撑课程目标 2-1，6-1) 第一节智能材料的内涵与定义第二节材料的智能化 1. 材料的自适应性 2. 材料和结构的智能属性评定 3. 智能材料的复合准则 4. 智能材料的几种基本组元 5. 智能材料的设计、合成及类型第三节智能材料和结构的应用前景第四节智能材料与结构展望基本要求：掌握智能材料的概念、性质、评价体系、合成、分类、智能材料与系统发展及应用前景

第五章智能高分子材料（4学时）（支撑课程目标2-1，3-2)第一节概述第二节高分子凝胶及其体积相转变第三节高分子凝胶的刺激响应性1.物理刺激响应性2.化学刺激响应性第四节智能高分子材料的应用及发展前景基本要求：掌握智能高分子凝胶及体积相转变、对不同刺激信号的响应性以及智能高分子材料的应用领域。重点：智能高分子凝胶的体积相转变和对物理化学刺激的响应性。难点：化学物质响应高分子凝胶。第六章电（磁)流变液（4学时）（支撑课程目标2-1，3-1)第一节电（磁)流变液的概念、机制和组成第二节电（磁）流变液的性能和影响因素第三节电（磁)流变液的应用基本要求：掌握电（磁）流变液的概念、组成、性能和影响因素以及二者的区别。四、教学重点与难点第一章智能材料概述（4学时）重点：智能材料的内涵和性质。难点：材料的智能化设计。第二章智能材料的仿生构思（5学时）重点：智能材料的仿生构思与设计的思想。难点：生物体的信息感知、处理方式。第三章智能无机非金属材料（9学时）重点：各类智能无机非金属材料的感知、驱动机制。难点：自诊断效应、电致（光致）变色原理。第四章智能金属材料一一（6学时）重点：掌握无机非金属材料的自诊断效应，掌握自愈合陶瓷材料、相变增韧ZrO2材料、湿敏传感器、PTC热敏陶瓷、变色玻璃。难点：压电、铁电材料的感知、驱动机制及其应用。第五章智能高分子材料（4学时）重点：形状记忆效应的微观机理与伪弹性。难点：磁致伸缩效应。第六章电（磁)流变液（4学时）重点：电(磁)流变液的性能。难点：电(磁)流变液转变过程及行为。五、教学建议进度（学时数32）第一章智能材料概述（4学时）第二章智能材料的仿生构思（5学时）第三章智能无机非金属材料（9学时）第四章智能金属材料－一（6学时）第五章智能高分子材料（4学时）4

4 第五章智能高分子材料（4 学时） (支撑课程目标 2-1，3-2) 第一节概述第二节高分子凝胶及其体积相转变第三节高分子凝胶的刺激响应性 1. 物理刺激响应性 2. 化学刺激响应性第四节智能高分子材料的应用及发展前景基本要求：掌握智能高分子凝胶及体积相转变、对不同刺激信号的响应性以及智能高分子材料的应用领域。重点：智能高分子凝胶的体积相转变和对物理化学刺激的响应性。难点：化学物质响应高分子凝胶。第六章电(磁)流变液（4 学时） (支撑课程目标 2-1，3-1) 第一节电(磁)流变液的概念、机制和组成第二节电(磁)流变液的性能和影响因素第三节电(磁)流变液的应用基本要求：掌握电(磁)流变液的概念、组成、性能和影响因素以及二者的区别。四、教学重点与难点第一章智能材料概述（4 学时）重点：智能材料的内涵和性质。难点：材料的智能化设计。第二章智能材料的仿生构思（5 学时）重点：智能材料的仿生构思与设计的思想。难点：生物体的信息感知、处理方式。第三章智能无机非金属材料（9 学时）重点：各类智能无机非金属材料的感知、驱动机制。难点：自诊断效应、电致（光致）变色原理。第四章智能金属材料――（6 学时）重点：掌握无机非金属材料的自诊断效应，掌握自愈合陶瓷材料、相变增韧 ZrO2 材料、湿敏传感器、 PTC 热敏陶瓷、变色玻璃。难点：压电、铁电材料的感知、驱动机制及其应用。第五章智能高分子材料（4 学时）重点：形状记忆效应的微观机理与伪弹性。难点：磁致伸缩效应。第六章电(磁)流变液（4 学时）重点：电(磁)流变液的性能。难点：电(磁)流变液转变过程及行为。五、教学建议进度（学时数32）第一章智能材料概述（4 学时）第二章智能材料的仿生构思（5 学时）第三章智能无机非金属材料（9 学时）第四章智能金属材料――（6 学时）第五章智能高分子材料（4 学时）