《材料性能实验》教学大纲课程名称：材料性能实验课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：MaterialPerformanceExperiment其中实验/实贱学时：32总学时/周学时/学分：32/4/2先修课程：材料科学基础、材料概论、材料性能学后续课程支撑：金属材料及热处理，毕业设计，材料腐蚀与防护授课时间：4-11周，周四下午5-8节（2022金属1班）：授课地点：4B315、4B106，交叉中心实验室4-11周，周五下午5-8节（2022金属2班）授课对象：2022金属1班：2022金属2班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：李月明/特聘副研究员：孔风玉/副教授：金硕勋/讲师答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，在上课教室采用一对一的答疑方式：2.充分利用现代网络手段（QQ、微信），进行远程答疑：3.课外在4B309签疑。课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（V）使用教材：《材料性能学》付华张光磊教学参考资料：《金属材料工程专业实验指导书》，罗雷主编，冶金工业出版社课程简介：材料性能实验是一门重要的专业基础实验课程，其内容涉及到各种力学、物理性能的测试原理、性能指标、测试方法及相关标准，有关性能测试设备的基本原理和使用方法。本课程要求学生了解材料在各种外界条件作用下的表现行为及特点，材料各种性能的评价指标，掌握材料各种性能的检测方法及相关标准，掌握各种性能测试对样品选取和制备的步骤、方法。使学生具备独立进行材料各种性能测试的实验设计、实验操作、观察、实验结果分析，并进行实验误差分析、数据处理的能力，巩固强化理论知识，能够适应工业实践对材料和器件的性能评价、质量检测等工作的需要。使学生进一步巩固材料性能学基本理论知识的同时，培养和提高学生的自学、动手、创新能力。使学生具备分析和解决实际生产中基本问题的能力，提高学生的综合1
1 《 材料性能实验 》教学大纲 课程名称：材料性能实验 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称： Material Performance Experiment 总学时/周学时/学分：32/4/2 其中实验/实践学时：32 先修课程： 材料科学基础、材料概论、材料性能学 后续课程支撑： 金属材料及热处理，毕业设计，材料腐蚀与防护 授课时间： 4-11 周，周四下午 5-8 节（2022 金属 1 班）； 4-11 周，周五下午 5-8 节（2022 金属 2 班） 授课地点： 4B315、4B106，交叉中心实验室 授课对象： 2022 金属 1 班；2022 金属 2 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 李月明/特聘副研究员；孔凤玉/副教授；金硕勋/讲师 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，在上课教室采用一对一的答疑方式；2.充分利用现代网络手段（QQ、微信），进行远程答疑； 3.课外在 4B309 答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（√ ） 使用教材：《材料性能学》 付华 张光磊 教学参考资料：《金属材料工程专业实验指导书》，罗雷 主编，冶金工业出版社 课程简介： 材料性能实验是一门重要的专业基础实验课程，其内容涉及到各种力学、物理性能的测试原理、性能指标、测试方法及相关标准，有关性能测试设 备的基本原理和使用方法。本课程要求学生了解材料在各种外界条件作用下的表现行为及特点，材料各种性能的评价指标，掌握材料各种性能的检测方 法及相关标准，掌握各种性能测试对样品选取和制备的步骤、方法。使学生具备独立进行材料各种性能测试的实验设计、实验操作、观察、实验结果分 析，并进行实验误差分析、数据处理的能力，巩固强化理论知识，能够适应工业实践对材料和器件的性能评价、质量检测等工作的需要。使学生进一步 巩固材料性能学基本理论知识的同时，培养和提高学生的自学、动手、创新能力。使学生具备分析和解决实际生产中基本问题的能力，提高学生的综合
素质，为正确设计材料、生产材料和合理应用材料奠定良好的基础。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1：3-2掌握金属材料结构/组成、性质、加1.巩固并加深对材料性能学基本概念和基本理论的理解：工工艺、服役性能之间相互关系的基本3能够设计针对金属材料制备、加工过程中所涉及2.学习、掌握材料性能实验基本知识、基本操作、基本技规律，能够分析金属材料的成分设计，的工艺进行设计并制定解决方案，能够在设计环节能、典型分析方法和实验数据处理方法：合金制备、加工过程中所涉及的工艺参中体现创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、培养学生环保和可持续发展意识，具有主动参与、积极进数、生产流程及关键控制步骤，并根据法律、文化及环境因素。取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识。专业相关知识制度解决方案，满足特定需求。4-2具有基于金属材料工程专业基础的目标2：培养学生解决生产和生活中的实际化学问题，进行独立思基本原理和科学方法开展专业基础实4能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料工考、分析、计算的能力：养成理论联系实际、科学严谨、验，准确分析并解释实验数据，并将实程领域复杂技术问题进行研究，包括设计实验、分认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。验结果进行关联以获得有效结论的能析与解释数据、并通过信息综合得出有效的结论。力。实践教学进程衰项目类型（验证教学支撑课学时周次实验项目名称授课教师教学内容（置点、难点、课程思政融入点）方法程目标/综合/设计）重点：教学大纲，实验安全教育、劳动教育及大实验室安全教育，实验讲授或实验演习：进李月明验证目标14纲讲解内容安排，大纲讲解行实验安全教育，讲难点：安全教育2
2 素质，为正确设计材料、生产材料和合理应用材料奠定良好的基础。 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： 1. 巩固并加深对材料性能学基本概念和基本理论的理解； 2. 学习、掌握材料性能实验基本知识、基本操作、基本技 能、典型分析方法和实验数据处理方法； 培养学生环保和可持续发展意识，具有主动参与、积极进 取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识。 3-2 掌握金属材料结构/组成、性质、加 工工艺、服役性能之间相互关系的基本 规律，能够分析金属材料的成分设计、 合金制备、加工过程中所涉及的工艺参 数、生产流程及关键控制步骤，并根据 专业相关知识制度解决方案，满足特定 需求。 3 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、文化及环境因素。 目标 2： 培养学生解决生产和生活中的实际化学问题，进行独立思 考、分析、计算的能力；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。 4-2 具有基于金属材料工程专业基础的 基本原理和科学方法开展专业基础实 验，准确分析并解释实验数据，并将实 验结果进行关联以获得有效结论的能 力。 4 能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料工 程领域复杂技术问题进行研究，包括设计实验、分 析与解释数据、并通过信息综合得出有效的结论。 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证 /综合/设计） 教学 方法 支撑课 程目标 4 实验室安全教育，实验 内容安排，大纲讲解 李月明 4 重点：教学大纲，实验安全教育、劳动教育及大 纲讲解 难点：安全教育 验证 讲授或实验演习：进 行实验安全教育，讲 目标 1
解实验的基本内容课程思政融入点：要求学生实验操作细致，培养和安排：参观了解实一丝不苟的实验精神，提高实验技能，处理实验验室。数据坚持实事求是原则，培养学生敬业、诚信精神。劳动数育：注意实验室卫生，参与到实验室的整理工作中，保持实验室的安全整洁有序，是一个实验工作者应有的基本宿主，也是科学开展实验的前提。7-8人一组进行实材料导热系数的测定及原理，不同材料导热系数验，需各自完成实验的对比，分析材料的结构对材料性能的影响预习报告、实验报材料热学性能测定李月明验证目标24重点：采用便携式导热仪测定导热系数，掌握原5告。实验报告须有详理及方法：细的实验记录。难点：导热系数的测定原理。实验前讲解演示。重点：冲击力学试验的基本原理、操作方法、注7-8人一组进行实意事项。验，需各自完成实验难点：冲击力学试验的基本原理及操作。预习报告、实验报冲击试验李月明验证4课程思政融入点：介绍力学性能实验在工业生产目标15告。实验报告须有详及科学研究中的重要应用，让学生感受到力学性细的实验记录。能实验的基础地位，激发同学们的专业认同感和实验前讲解演示。科研热情。7-8人一组进行实测定低碳钢/铸铁/铝合金的载荷-变形曲线金硕勋验证拉伸试验4目标2验，需各自完成实验3
3 课程思政融入点：要求学生实验操作细致，培养 一丝不苟的实验精神，提高实验技能，处理实验 数据坚持实事求是原则，培养学生敬业、诚信精 神。劳动教育：注意实验室卫生，参与到实验室的整 理工作中，保持实验室的安全整洁有序，是一个 实验工作者应有的基本宿主，也是科学开展实验 的前提。 解实验的基本内容 和安排；参观了解实 验室。 5 材料热学性能测定 李月明 4 材料导热系数的测定及原理，不同材料导热系数 的对比，分析材料的结构对材料性能的影响 重点：采用便携式导热仪测定导热系数，掌握原 理及方法； 难点：导热系数的测定原理。 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 细的实验记录。 实验前讲解演示。 目标 2 6 冲击试验 李月明 4 重点：冲击力学试验的基本原理、操作方法、注 意事项。 难点：冲击力学试验的基本原理及操作。 课程思政融入点：介绍力学性能实验在工业生产 及科学研究中的重要应用，让学生感受到力学性 能实验的基础地位，激发同学们的专业认同感和 科研热情。 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 细的实验记录。 实验前讲解演示。 目标 1 7 拉伸试验 金硕勋 4 测定低碳钢/铸铁/铝合金的载荷-变形曲线 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 目标 2
观察低碳钢（塑性材料）/铸铁（脆性材料）/铝预习报告、实验报合金拉伸过程中的各种现象，拉断后的断口情告。实验报告须有详况，记录和处理实验原始数据，分析其力学性能细的实验记录。参数：实验前讲解演示。难点：根据曲线分析低碳钢铸铁/铝合金的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等力学性能指标，并对比断口的不同形貌，分析材料的成分结构对性能的影响。课程思政融入点：强调设备的操作使用规范，测试完成后整理设备恢复原状，保持整洁，培养学生严谨的科学态度，营造爱思考、和谐、友善的实验室气氛。7-8人一组进行实维氏硬度和布氏硬度的测量验，需各自完成实验重点：掌握维氏硬度测量的原理和操作方法：预习报告、实验报显微硬度试验金硕勋4验证难点：硬度测试的操作，测量压痕的尺寸，对比目标1告。实验报告须有详不同材料的硬度差别。细的实验记录。材料：氧化铝、氧化锆、铸铁等实验前讲解演示。7-8人一组进行实重点：采用磁性测试设备进行磁滞回线、动态交磁性材料的磁滞回线、验，需各自完成实验验证孔风玉4流磁化曲线，掌握原理及方法：目标2O动态交流磁化曲线预习报告、实验报难点：交流磁化曲线测量原理告。实验报告须有详4
4 观察低碳钢（塑性材料）/铸铁（脆性材料）/铝 合金拉伸过程中的各种现象，拉断后的断口情 况，记录和处理实验原始数据，分析其力学性能 参数； 难点：根据曲线分析低碳钢铸铁/铝合金的屈服强 度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等力学 性能指标，并对比断口的不同形貌，分析材料的 成分结构对性能的影响。 课程思政融入点：强调设备的操作使用规范，测 试完成后整理设备恢复原状，保持整洁，培养学 生严谨的科学态度，营造爱思考、和谐、友善的 实验室气氛。 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 细的实验记录。 实验前讲解演示。 8 显微硬度试验 金硕勋 4 维氏硬度和布氏硬度的测量 重点：掌握维氏硬度测量的原理和操作方法； 难点：硬度测试的操作，测量压痕的尺寸，对比 不同材料的硬度差别。 材料：氧化铝、氧化锆、铸铁等 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 细的实验记录。 实验前讲解演示。 目标 1 9 磁性材料的磁滞回线、 动态交流磁化曲线 孔凤玉 4 重点：采用磁性测试设备进行磁滞回线、动态交 流磁化曲线，掌握原理及方法； 难点：交流磁化曲线测量原理 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 目标 2
细的实验记录。实验前讲解演示。7-8人一组进行实重点：采用梅特勒DSC进行低熔点金属材料的验，需各自完成实验熔点测量、非晶合金材料的玻璃化转变温度、低金属材料玻璃化转变、预习报告、实验报孔风玉4验证非品态材料的品化曲线测量10目标2熔点、晶化曲线测量告。实验报告须有详难点：熔点及玻璃化转变测试原理、非晶-晶化细的实验记录。固相转变原理实验前讲解演示。期末总结汇报每人单独做PPT对课程思政融入点：通过学生的分析、总结、陈述孔风玉期末汇报综合411培养学生进行科学研究的基本科学素养，并通过前期实验进行总结目标2金硕勋汇报。归纳反思融会贯通，深化对于材料性能相关的认识，增强专业自信。32合计课程考核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点出勤实验报告期末汇报5
5 细的实验记录。 实验前讲解演示。 10 金属材料玻璃化转变、 熔点、晶化曲线测量 孔凤玉 4 重点：采用梅特勒 DSC 进行低熔点金属材料的 熔点测量、非晶合金材料的玻璃化转变温度、低 非晶态材料的晶化曲线测量 难点：熔点及玻璃化转变测试原理、非晶-晶化 固相转变原理 验证 7-8 人 一 组 进 行 实 验，需各自完成实验 预习报告、实验报 告。实验报告须有详 细的实验记录。 实验前讲解演示。 目标 2 11 期末汇报 孔凤玉 金硕勋 4 期末总结汇报 课程思政融入点：通过学生的分析、总结、陈述， 培养学生进行科学研究的基本科学素养，并通过 归纳反思融会贯通，深化对于材料性能相关的认 识，增强专业自信。 综合 每人单独做 PPT 对 前期实验进行总结 汇报。 目标 2 合计 32 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 实验报告 期末汇报 出勤