《综合创新实验2》（高分子模块）课程教学大纲一、课程简介课程中文名综合创新实验2课程英文名ComprehensiveandInnovativeExperiment22课程代码263Z24A课程学分总学时数68口线上口通识课程团必修团线下口学科基础课课程类别课程性质课程形态口专业课口选修口线上线下混合团实验实践课口其他口其他口其他口闭卷口开卷口一页开卷口面试口口试口答辩考核方式口论文团报告口大型作业口其他口课程作品开课基层教开课学院材料科学与化学工程学院材料科学与工程系学组织面向专业开课学期3.2学期材料科学与工程专业审核人课程负责人龚狄荣张利，钱少平，穆景山先修课程《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子加工工程》后续课程《毕业实习》、《毕业设计》课程网址无综合创新实验2是材料科学与工程专业高分子模块的必修课程。在本课程中，学生将综合运用高分子物理和高分子加工基本原理，开展主题为“聚丙烯微孔发泡材料的制备和性能调控”，“生物降解材料的设计、制备及性能探索”，“有机可逆热致变色材料微胶囊制备及性能研究”的三个开课程简介放性、创新性的实验，在高分子材料的设计、制备、表征和性能优化等方面受到系统性地训练，使学生具有团队合作意识、正确运用加工基本原理、工程管理与经济决策方法等解决复杂工程问题的能力
《综合创新实验 2》（高分子模块）课程教学大纲 一、课程简介 课程中文名 综合创新实验 2 课程英文名 Comprehensive and Innovative Experiment 2 课程代码 263Z24A 课程学分 2 总学时数 68 课程类别 □通识课程 □学科基础课 专业课 ☑实验实践课 □其他 课程性质 ☑必修 □选修 □其他 课程形态 □线上 ☑线下 □线上线下混 合 □其他 考核方式 □闭卷 □开卷 □一页开卷 □面试 □口试 □答辩 □论文 ☑报告 □大型作业 □课程作品 □其他 开课学院 材料科学与化学工程学院 开课基层教 学组织 材料科学与工程系 面向专业 材料科学与工程专业 开课学期 3.2 学期 课程负责人 张利，钱少平，穆景山 审核人 龚狄荣 先修课程 《高分子化学》、《高分子物理》、《高分子加工工程》 后续课程 《毕业实习》、《毕业设计》 课程网址 无 课程简介 综合创新实验 2 是材料科学与工程专业高分子模块的必修课程。在本 课程中，学生将综合运用高分子物理和高分子加工基本原理，开展主题为 “聚丙烯微孔发泡材料的制备和性能调控”，“生物降解材料的设计、制备 及性能探索”，“有机可逆热致变色材料微胶囊制备及性能研究”的三个开 放性、创新性的实验，在高分子材料的设计、制备、表征和性能优化等方 面受到系统性地训练，使学生具有团队合作意识、正确运用加工基本原理、 工程管理与经济决策方法等解决复杂工程问题的能力
二、课程目标通过实践的方式，综合运用高分子加工等的基本原理，对高分子材料进行创新性地设计、制备、表征和性能优化。在实践过程中，培养综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等意识，培养使用和开发高分子材料研究工具的能力，培养团队意识、合作意识、沟通能力和组织能力，培养针对复杂工程的决策能力。通过实验课的学习，培养学生一丝不苟的工作作风和实事求是的工作态度，培养学生的“知识、能力、素质”，引导学生树立投身科学研究和技术创新的远大理想，激发学生强烈的使命感和责任心。通过该实验课程，达到以下课程目标：表1课程目标序号具体课程目标课程目标1能够在高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等的技术开发过程中设计满足特定需求，完成材料的组成、结构、制备和加工工艺的设计，并在设计环节中体现创新能力。课程目标2在材料设计、制备和性能表征等过程中，能够在高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等的配方和制备工艺设计过程中综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素的影响，对设计方案的可行性进行论证分析。课程目标3」在材料设计、制备和性能表征等过程中，能够开发或选用满足高分子材料创新实验需求的现代工具、模型，模拟和预测高分子材料的复杂工程问题，并能够分析其局限性。课程目标4在材料设计、制备和性能表征等开发过程中，能够作好分工、组织和协调，做好自已承担的角色并根据所处角色做出合理决策。课程目标5能够就高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等的技术开发过程中就专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，进行有效沟通交流。课程目标6能够了解高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等专业领域的国际发展趋势和研究热点，掌握前沿资料收集、分析和处理能力，能就高分子材料领域专业问题在跨文化背景下进行有效沟通和交流，三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对毕业要求指标点的支撑情况如表2所示。表2课程目标与毕业要求对应关系课程毕业要求指标点目标毕业要求3：设计/开发解决方案：3-2能够针对材料科学与工程领域的尤其是高分子材料或新能源材料领域的复杂工能够针对材料科学与工程领域的尤程问题设计满足特定需求，完成材料的组1其是高分子材料或新能源材料中复杂工程问题的解决方案，设计满足成、结构、制备和加工工艺的设计，并在设特定需求的材料组成、结构、制备计环节中体现创新能力。工艺或工艺流程，并能够在设计环23-3能够在材料科学与工程领域的尤其是
二、课程目标 通过实践的方式，综合运用高分子加工等的基本原理，对高分子材料进行创 新性地设计、制备、表征和性能优化。在实践过程中，培养综合考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等意识，培养使用和开发高分子材料研究工具的能力， 培养团队意识、合作意识、沟通能力和组织能力，培养针对复杂工程的决策能力。 通过实验课的学习，培养学生一丝不苟的工作作风和实事求是的工作态度，培养 学生的“知识、能力、素质”，引导学生树立投身科学研究和技术创新的远大理 想，激发学生强烈的使命感和责任心。通过该实验课程，达到以下课程目标： 表 1 课程目标 序号 具体课程目标 课程目标 1 能够在高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等的技术开发过 程中设计满足特定需求，完成材料的组成、结构、制备和加工工艺的设计， 并在设计环节中体现创新能力。 课程目标 2 在材料设计、制备和性能表征等过程中，能够在高分子发泡材料、生物降解 材料和可逆热致变色材料等的配方和制备工艺设计过程中综合考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境等制约因素的影响，对设计方案的可行性进 行论证分析。 课程目标 3 在材料设计、制备和性能表征等过程中，能够开发或选用满足高分子材料创 新实验需求的现代工具、模型，模拟和预测高分子材料的复杂工程问题，并 能够分析其局限性。 课程目标 4 在材料设计、制备和性能表征等开发过程中，能够作好分工、组织和协调， 做好自己承担的角色并根据所处角色做出合理决策。 课程目标 5 能够就高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等的技术开发过 程中就专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，进行 有效沟通交流。 课程目标 6 能够了解高分子发泡材料、生物降解材料和可逆热致变色材料等专业领域的 国际发展趋势和研究热点，掌握前沿资料收集、分析和处理能力，能就高分 子材料领域专业问题在跨文化背景下进行有效沟通和交流。 三、课程目标与毕业要求对应关系 本课程的课程目标对毕业要求指标点的支撑情况如表 2 所示。 表 2 课程目标与毕业要求对应关系 毕业要求 指标点 课程 目标 毕业要求 3：设计/开发解决方案： 能够针对材料科学与工程领域的尤 其是高分子材料或新能源材料中复 杂工程问题的解决方案，设计满足 特定需求的材料组成、结构、制备 工艺或工艺流程，并能够在设计环 3-2 能够针对材料科学与工程领域的尤其 是高分子材料或新能源材料领域的复杂工 程问题设计满足特定需求，完成材料的组 成、结构、制备和加工工艺的设计，并在设 计环节中体现创新能力。 1 3-3 能够在材料科学与工程领域的尤其是 2
课程毕业要求指标点目标节中体现创新意识，并考虑社会、高分子材料或新能源材料领域的复杂工程健康、安全、法律、文化以及环境问题解决方案设计过程中，完成设计/开发等因素。任务面临社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约条件，并对设计方案的可行性进行论证分析。毕业要求5：使用现代工具：能够针对材料领域尤其是高分子材料与5-3能够针对高分子材料或新能源材料领新能源材料领域的复杂工程问题，域的复杂工程问题，通过组合、选配、改进、开发、选择与使用恰当的技术、资二次开发等方式创造性地使用现代工具进源、现代工程工具和信息技术工具，行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。毕业要求9：个人和团队：具有人9-2能够在多学科背景下的团队中做好自际交往能力和组织管理能力，能够已承担的角色并根据所处角色做出合理决4在多学科背景下的团队中承担个策，组织、协调和指挥团队开展工作。体、团队、成员以及负责人的角色，毕业要求10：沟通：能够就高分子10-1能够就高分子材料与新能源材料领域材料与新能源材料等复杂工程问题专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准与业界同行及社会公众进行有效沟确表达自己的观点，回应质疑，理解业界同5通和交流，包括撰写报告和设计文行和社会交流的差异性，进行有效沟通交流。稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够10-2至少掌握一种外语应用能力，能够了在跨文化背景下进行沟通和交流。解专业领域的国际发展趋势和研究热点，掌握资料收集、分析和处理能力，具有跟踪并利用和赶超国际前沿发展的能力，具备跨文A化交流的语言和书面表达能力，能就高分子材料与新能源材料领域专业问题在跨文化背景下进行有效沟通和交流。四、课程目标与教学内容和方法的对应关系表3项目及学时分配学时数序项目每组项目名称项目类型要求理论实践课外号类别人数学时学时学时聚丙烯微孔发泡材料的制17≥10专业设计研究必做≤4备和性能调控生物降解材料的设计、制备专业必做517≥10设计研究≤4及性能探索有机可逆热致变色材料微≥10专业必做≤4517设计研究胶囊制备及性能研究
毕业要求 指标点 课程 目标 节中体现创新意识，并考虑社会、 健康、安全、法律、文化以及环境 等因素。 高分子材料或新能源材料领域的复杂工程 问题解决方案设计过程中，完成设计/开发 任务面临社会、健康、安全、法律、文化以 及环境等制约条件，并对设计方案的可行性 进行论证分析。 毕业要求 5：使用现代工具：能够 针对材料领域尤其是高分子材料与 新能源材料领域的复杂工程问题， 开发、选择与使用恰当的技术、资 源、现代工程工具和信息技术工具， 包括对复杂工程问题的预测与模 拟，并能够理解其局限性。 5-3 能够针对高分子材料或新能源材料领 域的复杂工程问题，通过组合、选配、改进、 二次开发等方式创造性地使用现代工具进 行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析 其局限性。 3 毕业要求 9：个人和团队：具有人 际交往能力和组织管理能力，能够 在多学科背景下的团队中承担个 体、团队、成员以及负责人的角色。 9-2 能够在多学科背景下的团队中做好自 己承担的角色并根据所处角色做出合理决 策，组织、协调和指挥团队开展工作。 4 毕业要求 10：沟通：能够就高分子 材料与新能源材料等复杂工程问题 与业界同行及社会公众进行有效沟 通和交流，包括撰写报告和设计文 稿、陈述发言、清晰表达或回应指 令，并具备一定的国际视野，能够 在跨文化背景下进行沟通和交流。 10-1 能够就高分子材料与新能源材料领域 专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准 确表达自己的观点，回应质疑，理解业界同 行和社会交流的差异性，进行有效沟通交 流。 5 10-2 至少掌握一种外语应用能力，能够了 解专业领域的国际发展趋势和研究热点，掌 握资料收集、分析和处理能力，具有跟踪并 利用和赶超国际前沿发展的能力，具备跨文 化交流的语言和书面表达能力，能就高分子 材料与新能源材料领域专业问题在跨文化 背景下进行有效沟通和交流。 6 四、课程目标与教学内容和方法的对应关系 表 3 项目及学时分配 序 号 项目名称 学时数 项目 类别 项目类型 要求 每组 人数 理论 学时 实践 学时 课外 学时 1 聚丙烯微孔发泡材料的制 备和性能调控 7 17 ≥10 专业 设计研究 必做 ≤4 2 生物降解材料的设计、制备 及性能探索 5 17 ≥10 专业 设计研究 必做 ≤4 3 有机可逆热致变色材料微 胶囊制备及性能研究 5 17 ≥10 专业 设计研究 必做 ≤4
学时数序项目每组项目名称项目类型要求理论实践课外号人数类别学时学时学时51≥30合计17表4课程目标与教学内容、教学方法的对应关系序课程目项目名称教学内容教学方法号标讲述超临界二氧化碳的发泡工艺，项目开展的必要性，项目目标及要求。思政融入点1：了解各种发泡方法的优现场讲解2,4,5,6分组讨论劣势，倡导同学们提升环境意识，通过学习自主开发的超临界发泡工艺，激发聚丙烯微孔发学生的民族自豪感。泡材料的制备1根据项目目标，各小组阅读文献、准备查阅文献和性能调控1,2,3,实验方案，并进行答辩，教师和其他同翻转课堂4,5,6学做点评。分组讨论制备聚丙烯微孔发泡材料，测试发泡材1,2,3,实验操作料的微观形貌，测定开孔率以及吸油能4,5,6数据分析力，并对实验数据进行分析、处理。了解生物降解材料的特点，国家政策以及应用现状，分析存在的不足与难点，得到本项目探索的必要性。现场讲解2,4,5,思政融入点2：了解碳中和、碳达峰的6分组讨论内涵，领悟环境保护的必要性，使学生树立根据专业背景的贡献青年智慧与生物降解材料青年力量的目标的设计、制备及2根据研究目标，各小组查阅文献、讨论查阅文献性能探索并确定生物降解材料的设计策略，制备1,2,3,翻转课堂4,5,6方法；通过PPT讲解每一小组的实验方分组讨论案，提问并点评。根据不同的设计策略，制备出生物降解实验操作1,2,3,材料，测试材料的力学、微观形貌等性数据分析4,5,6能，并对该材料进行成本分析。了解热致变色微胶囊材料的特点，国家政策以及应用现状，分析存在的不足与难点，得到本项目探索的必要性。有机可逆热致现场讲解2,4,5,思政融入点3：了解各种微胶囊制备方变色材料微胶6分组讨论3法的优劣势，倡导同学们提升环境意囊制备及性能识，通过学习和自主开发，激发学生的研究民族自豪感。根据研究目标，各小组查阅文献、讨论，查阅文献、翻1，2，3
序 号 项目名称 学时数 项目 类别 项目类型 要求 每组 人数 理论 学时 实践 学时 课外 学时 合计 17 51 ≥30 表 4 课程目标与教学内容、教学方法的对应关系 序 号 项目名称 教学内容 教学方法 课程目 标 1 聚丙烯微 孔发 泡材料的 制备 和性能调控 讲述超临界二氧化碳的发泡工艺，项目 开展的必要性，项目目标及要求。 思政融入点 1：了解各种发泡方法的优 劣势，倡导同学们提升环境意识，通过 学习自主开发的超临界发泡工艺，激发 学生的民族自豪感。 现场讲解 分组讨论 2，4，5， 6 根据项目目标，各小组阅读文献、准备 实验方案，并进行答辩，教师和其他同 学做点评。 查阅文献 翻转课堂 分组讨论 1，2，3， 4，5，6 制备聚丙烯微孔发泡材料，测试发泡材 料的微观形貌，测定开孔率以及吸油能 力，并对实验数据进行分析、处理。 实验操作 数据分析 1，2，3， 4，5，6 2 生物降解 材料 的设计、制备及 性能探索 了解生物降解材料的特点，国家政策以 及应用现状，分析存在的不足与难点， 得到本项目探索的必要性。 思政融入点 2：了解碳中和、碳达峰的 内涵，领悟环境保护的必要性，使学生 树立根据专业背景的贡献青年智慧与 青年力量的目标 现场讲解 分组讨论 2，4，5， 6 根据研究目标，各小组查阅文献、讨论， 并确定生物降解材料的设计策略，制备 方法；通过 PPT 讲解每一小组的实验方 案，提问并点评。 查阅文献 翻转课堂 分组讨论 1，2，3， 4，5，6 根据不同的设计策略，制备出生物降解 材料，测试材料的力学、微观形貌等性 能，并对该材料进行成本分析。 实验操作 数据分析 1，2，3， 4，5，6 3 有机可逆热致 变色材料微胶 囊制备及性能 研究 了解热致变色微胶囊材料的特点，国家 政策以及应用现状，分析存在的不足与 难点，得到本项目探索的必要性。 思政融入点 3：了解各种微胶囊制备方 法的优劣势，倡导同学们提升环境意 识，通过学习和自主开发，激发学生的 民族自豪感。 现场讲解 分组讨论 2，4，5， 6 根据研究目标，各小组查阅文献、讨论， 查阅文献、翻 1，2，3
序课程目项目名称教学内容教学方法号标根据研究目标，各小组查阅文献、讨论，转课堂、4,5,6提出设计微胶囊材料的制备方法，确定分组讨论、评价材料性能的参数及表征手段；通过PPT讲解每一小组的实验方案，提问并点评。控制原料组成以及温度、时间等参数，制备出热致变色微胶囊材料。详细记录实验操作、数1，2，3，实验过程参数和现象，借助测试手段评据分析4,5,6价材料尺寸、微观形貌等性能，并对实验数据进行分析、处理，对实验现象进行合理解释。五、学生成绩评定方法1.课程的考核环节本课程为考查课，学生成绩采用百分制评定，总成绩100分，由平时表现成绩和综合实验报告成绩两部分构成，其中包括平时表现成绩占50%，综合实验报告成绩占50%，具体见表5。平时成绩中，以实践过程考核（权重50%，包含PPT讲解、方案设计稿、材料制备和性能测试）和平时测试（权重50%，可以以思考题或者随堂测试的形式进行）两种形式做出评价。针对各位学生的实践过程考核中的PPT讲解和方案设计稿部分由老师打分决定，材料制备和性能测试部分由老师和研究生助教共同打分决定。综合实验报告成绩中，对于每项实践，每实验小组成员需独立完成综合创新实验研究论文1篇，数据可组内共享。研究论文分为团队合作、团队分工、研究背景、研究方案、实验部分、结果与讨论和结论等环节。每个学生在3项实践中的平均成绩作为其最终综合实验报告考核成绩。表5课程考核环节、考核方式及权重和成绩比重序号考核环节考核方式及权重考核成绩成绩比重（%）实践过程考核（50%）50-平时表现平时成绩（百分制）平时测试（50%）502综合实验报告综合实验报告（100%）笔记成绩（百分制）合计/100总评成绩（百分制）2.课程目标的评价依据和成绩占比包含实践过程考核、平时测试的平时成绩和综合实验报告成绩的评价依据与成绩占比详见表6
序 号 项目名称 教学内容 教学方法 课程目 标 根据研究目标，各小组查阅文献、讨论， 提出设计微胶囊材料的制备方法，确定 评价材料性能的参数及表征手段；通过 PPT 讲解每一小组的实验方案，提问并 点评。 转课堂、 分组讨论、 4，5，6 控制原料组成以及温度、时间等参数， 制备出热致变色微胶囊材料。详细记录 实验过程参数和现象，借助测试手段评 价材料尺寸、微观形貌等性能，并对实 验数据进行分析、处理，对实验现象进 行合理解释。 实验操作、数 据分析 1，2，3， 4，5，6 五、学生成绩评定方法 1.课程的考核环节 本课程为考查课，学生成绩采用百分制评定，总成绩 100 分，由平时表现成 绩和综合实验报告成绩两部分构成，其中包括平时表现成绩占 50%，综合实验报 告成绩占 50%，具体见表 5。 平时成绩中，以实践过程考核（权重 50%，包含 PPT 讲解、方案设计稿、材 料制备和性能测试）和平时测试（权重 50%，可以以思考题或者随堂测试的形式 进行）两种形式做出评价。针对各位学生的实践过程考核中的 PPT 讲解和方案设 计稿部分由老师打分决定，材料制备和性能测试部分由老师和研究生助教共同打 分决定。 综合实验报告成绩中，对于每项实践，每实验小组成员需独立完成综合创新 实验研究论文 1 篇，数据可组内共享。研究论文分为团队合作、团队分工、研究 背景、研究方案、实验部分、结果与讨论和结论等环节。每个学生在 3 项实践中 的平均成绩作为其最终综合实验报告考核成绩。 表 5 课程考核环节、考核方式及权重和成绩比重 序号 考核环节 考核方式及权重 考核成绩 成绩比重（%） 1 平时表现 实践过程考核（50%） 平时测试（50%） 平时成绩（百分制） 50 2 综合实验报告 综合实验报告（100%） 笔记成绩（百分制） 50 合计 / 总评成绩（百分制） 100 2.课程目标的评价依据和成绩占比 包含实践过程考核、平时测试的平时成绩和综合实验报告成绩的评价依据与 成绩占比详见表 6