西安交通大学智能材料（英）课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 智能材料（英） Smart Materials 课程编号 MATL501002 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 上机: 课外: （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，大学物理 教材、参考 书 及 其 他 资料 使用教材： [1] K. Uchino. Ferroelectric Devices. New York: Marcel Dekker, 2000. [2] K. Otsuka, C. M. Wayman. Shape Memory Materials. Cambridge: Cambridge University Press, 1998. 参考教材： [1] M. V. Gandhi, B. S. Thompson. Smart Materials and Structures. New York: Springer, 1992. [2] 孙敏、冯典英 主编，《智能材料技术》，国防工业出版社， 2014 年. [3] A. del Moral. Magnetostriction: Basic Principles and Materials. London: Institute of Physics, 2005. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程采用全英文授课，为学生讲授智能材料的基本知识及前沿研究。智能 材料作为对外界感知并作出响应的材料，是现代智能社会高技术新材料发展的重
要前沿方向之一。主要培养学生对智能材料基本特点的理解，英语沟通智能材料 相关知识及设计满足社会需求的新型智能材料的能力。 课程主要讲授几类基本智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩 材料）的晶体结构、微观组织、基本特征、制备原理和应用基础，为学生提供智 能材料基础及前沿知识，及根据智能材料特点选择合适材料体系解决实际问题的 方法。 要求学生对智能材料有概要性的认识；掌握智能材料基本知识，熟悉设计合 适的智能材料体系的思路；结合国内外科研进展，锻炼科研文献阅读、英文沟通 与写作及从事创新性科学研究的能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1.智能材料基础知识理解能力 掌握智能材料在晶体结构，微观组织及宏观性能上的基本特征，熟悉典型 智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩材料）的特征效应及应用领 域；了解智能材料的制备方法。 2.设计材料与创新能力 根据智能材料的特点，选择合适的材料体系，在材料成分与制备设计中体现 创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。 支撑毕业要求指标点 3-3：针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材料 系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法 律、文化及环境等因素。 3.英语沟通交流能力 采用全英文授课，锻炼学生科研文献阅读及英文写作与沟通能力。通过分析 智能材料国内外科研进展，能应用英语在国际化背景下就智能材料及相关领域问 题进行有效沟通和交流。 支撑毕业要求指标点 10-1： 能应用外语在国际化背景下就材料及相关领域 问题进行有效沟通和交流
课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 课 程 目 标 2 M 课 程 目 标 3 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序 号 章节名称 知识点 参考 学时 1 第一章 绪论 1.1 智能材料概念 智能材料的基本概念及发展 历史 2 2 第二章智能材料基础 2.1 智能材料晶体结构与缺陷 2.2 智能材料微观组织 2.3 智能材料基本特征 智能材料晶体结构，微观组织 与基本特征及之间的关联 6 3 第三章形状记忆材料 3.1 形状记忆效应及材料 3.2 超弹性效应及材料 形状记忆效应原理及典型材 料，典型形状记忆合金体系特 点 4 4 第四章压电材料 4.1 压电效应及材料 4.2 电致伸缩效应及材料 4.3 电致相变效应及材料 压电智能效应原理及典型材 料，典型压电材料的成分设计 及工艺，环境友好压电材料的 研发 6 5 第五章磁致伸缩材料 5.1 磁致伸缩效应及材料 5.2 磁电多铁效应及材料 磁致伸缩效应原理及典型材 料，典型磁致伸缩材料体系特 点 4 6 第六章 智能材料应用 6.1 智能材料的应用 智能材料的应用及发展趋势 2 四、教学安排详表
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实验、 上机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 讲述智能材料的基本概念与优点 2 授课 了解智能材料的性能特点，及社会发展对 智能材料的需求 课程目标 1 课程目标 3 第二章 讲述智能材料的晶体结构与缺陷，微 观组织及基本特征，以及之间的关联 6 授课 掌握智能材料的基本知识，理解智能材料 的基本特点 课程目标 1 课程目标 3 第三章 讲述形状记忆效应、超弹性效应及典 型的材料 4 授课 使学生能够根据形状记忆效应原理选择 合适的体系满足实际需求 课程目标 1 课程目标 2 第四章 讲述压电效应、电致伸缩效应、电致 相变效应及典型的材料 6 授课 使学生能够根据压电智能效应原理选择 合适的体系满足实际需求，及设计新型材 料体系满足社会发展环境友好需求 课程目标 1 课程目标 2 第五章 讲述磁致伸缩效应、磁电多铁效应及 典型的材料 4 授课 使学生能够根据磁致伸缩效应原理选择 合适的体系满足实际需求 课程目标 1 课程目标 2 第六章 讲述智能材料应用和发展趋势 2 授课 了解智能材料适应社会需求的发展新趋 势 课程目标 1 课程目标 3
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 40 %，（包含：平时作业） 期末： 60 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取平时成绩与期末考试相结合的方式。平时成绩包括平时作业， 期末考试采用闭卷考核方式。 课程考试（满分 100 分）其中 40 分考核学生选择合适智能材料体系及设计 新型材料体系的能力，对应于课程目标 2，其余 60 分考核学生对智能材料基本 知识的学习和掌握，明确智能材料的晶体结构，微观组织，基本特征等方面的概 念，对应于课程目标 1。平时作业（满分 100 分）其中 50 分主要考核学生对智 能材料基本知识的理解，对应于课程目标 1，其余 50 分培养学生采用英语沟通 交流能力，对应于课程目标 3。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业 （100 分） 课程考试* （100 分） 课程目标 1 50 60 课程目标 2（3-3） 40 课程目标 3（10-1） 50 注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2）*期末考试试题有 40 分题目对应课程目标 2，其余 60 分用于考核学生本课程专业知识掌握情况。平时作 业 50 分用于考核学生本课程专业知识理解情况，其余 50 分培养学生用英语沟通交流的 能力，对应课程目标 3。（本课程不要求对工程知识能力的支撑） 2 平时作业评分标准 主讲老师通过介绍典型智能材料基本知识及最新研究提出作业题，并针对学 生作业在授课中提出相关问题及要求学生回答，培养学生综述智能材料特点及运 用英语书面与口头沟通交流智能材料知识的能力