【教学方法】1.课堂演示：充分利用原子结构模型等相关教具，结合三维视图和动画演示，以便学生充分掌握不同原子结构特征，更好的学习晶面指数、晶向指数的标定，课前布置相关预习作业。2.巩固练习：准备不同类型的晶体结构模型以及相关动画演示，以帮助学生更好的掌握此部分内容，采用课上练习以巩固学生对此部分的熟练度，布置相关练习作业。3.课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。【学习要求】1.课前通过查阅相关文献了解晶体学基础相关概念。2课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。3.课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。【复习与思考】1.描述空间点阵、阵点、晶格及晶胞的差异性。2.结合实例说明晶向指数和晶面指数的确定方法。3.讨论典型金属的晶体结构的类型及性质。【学习资源】1.王红洁，周玉美，席生岐等．材料科学基础西安交通大学．中国大学MOOC.（https:/www.icourse163.org/course/XJTU-12071108152from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)2.王永欣，材料科学基础（上），西北工业大学、中国大学MOOC(https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)3.雷丽文，顾少轩，王堃等，材料科学基础。武汉理工大学，中国大学MO0C.（https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=searchPage&outVendor=zw mooc_pcssig_)第四章晶体缺陷【学习目标】1.认识晶体缺陷的基本类型，掌握点的特征和性质及其对性能的影响。2.能说出位错的基本类型，理解柏氏失量的确定方法及其与位错线的关系，能阐述不同类型位错的运动方式。33
33 【教学方法】 1. 课堂演示：充分利用原子结构模型等相关教具，结合三维视图和动画演 示，以便学生充分掌握不同原子结构特征，更好的学习晶面指数、晶向指数的标 定，课前布置相关预习作业。 2. 巩固练习：准备不同类型的晶体结构模型以及相关动画演示，以帮助学 生更好的掌握此部分内容，采用课上练习以巩固学生对此部分的熟练度，布置相 关练习作业。 3. 课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并 引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。 【学习要求】 1. 课前通过查阅相关文献了解晶体学基础相关概念。 2. 课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。 3. 课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。 【复习与思考】 1. 描述空间点阵、阵点、晶格及晶胞的差异性。 2. 结合实例说明晶向指数和晶面指数的确定方法。 3. 讨论典型金属的晶体结构的类型及性质。 【学习资源】 1. 王红洁, 周玉美, 席生岐等. 材料科学基础. 西安交通大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/XJTU-1207110815?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 2. 王永欣. 材料科学基础（上）. 西北工业大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor= zw_mooc_pcssjg_） 3. 雷丽文, 顾少轩, 王堃等. 材料科学基础. 武汉理工大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 第四章 晶体缺陷 【学习目标】 1. 认识晶体缺陷的基本类型，掌握点的特征和性质及其对性能的影响。 2. 能说出位错的基本类型，理解柏氏矢量的确定方法及其与位错线的关系， 能阐述不同类型位错的运动方式
3.掌握位错的应变能和线张力，了解位错的交互作用及分解与合成。4.掌握晶界能、表面能、表面吸附与晶界内吸附，了解润湿性对材料显微组织的影响。5.培养学生分析微观组织的能力，建立微观组织与力学性能间关联性。【课程内容】1.点缺陷2.位错的基本概念3.位错的能量及交互作用4.晶体中的界面【重点、难点】1.重点：点缺陷的类型、平衡浓度、运动方式：位错的基本类型、性质特点；柏氏失量的概念及确定方法；位错与其他缺陷的交互作用；实际晶体中位错的柏氏矢量：小角度晶界和大角度晶界的差异性。2.难点：点缺陷对材料性能的影响：不同类型的位错运动方式：位错的应变能和线张力；表面吸附与晶界内吸附；润湿性对材料显微组织的影响及其应用。【教学方法】1，案例教学：结合工程应用与科学研究实例引出和巩固学生对重难点的掌握程度。2.课堂演示：结合金属材料的塑性变形和TEM图像以帮助学生理解位错，采用三维视图讲解刃型位错、螺型位错和混合位错。3.课堂讲授：结合《材料物理性能》准备课件，采用板书详细解析位错的应变能和线张力，通过公式推导分析位错的交互作用。4.课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。【学习要求】1.课前通过查阅文献了解晶体缺陷相关概念及其在工程应用中的实例。2.课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。3.课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。【复习与思考】1.讨论常见的晶体缺陷有哪些，可能会对力学性能产生哪些影响。2.简述点缺陷的类型及产生原因。3.分析刃型位错与螺型位错的差异性。【学习资源】1.王红洁，周玉美，席生岐等．材料科学基础．西安交通大学中国大学34
34 3. 掌握位错的应变能和线张力，了解位错的交互作用及分解与合成。 4. 掌握晶界能、表面能、表面吸附与晶界内吸附，了解润湿性对材料显微 组织的影响。 5. 培养学生分析微观组织的能力，建立微观组织与力学性能间关联性。 【课程内容】 1. 点缺陷 2. 位错的基本概念 3. 位错的能量及交互作用 4. 晶体中的界面 【重点、难点】 1. 重点：点缺陷的类型、平衡浓度、运动方式；位错的基本类型、性质特 点；柏氏矢量的概念及确定方法；位错与其他缺陷的交互作用；实际晶体中位错 的柏氏矢量；小角度晶界和大角度晶界的差异性。 2. 难点：点缺陷对材料性能的影响；不同类型的位错运动方式；位错的应 变能和线张力；表面吸附与晶界内吸附；润湿性对材料显微组织的影响及其应用。 【教学方法】 1. 案例教学：结合工程应用与科学研究实例引出和巩固学生对重难点的掌 握程度。 2. 课堂演示：结合金属材料的塑性变形和 TEM 图像以帮助学生理解位错， 采用三维视图讲解刃型位错、螺型位错和混合位错。 3. 课堂讲授：结合《材料物理性能》准备课件，采用板书详细解析位错的 应变能和线张力，通过公式推导分析位错的交互作用。 4. 课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并 引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。 【学习要求】 1. 课前通过查阅文献了解晶体缺陷相关概念及其在工程应用中的实例。 2. 课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。 3. 课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。 【复习与思考】 1. 讨论常见的晶体缺陷有哪些，可能会对力学性能产生哪些影响。 2. 简述点缺陷的类型及产生原因。 3. 分析刃型位错与螺型位错的差异性。 【学习资源】 1. 王红洁, 周玉美, 席生岐等. 材料科学基础. 西安交通大学. 中国大学
MOOC.（https://www.icourse163.org/course/XJTU-12071108152from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)2.王永欣，材料科学基础（上），西北工业大学、中国大学MOOC(https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor-zw_mooc_pcssig_)3.雷丽文，顾少轩，王堃等．材料科学基础．武汉理工大学．中国大学MO0C.（https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=searchPage&outVendor-zw_mooc_pcssig_)第五章材料的相结构及相图【学习目标】1.能阐述相的结构类型、形成规律及性能特点，阐述固溶体、化合物的分类、特点及性能。2．了解相图的基本知识，熟练相律、成分的表示法、相图的建立及杠杆定律。3.掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其他类型的二元系相图，了解相图与性能的关系。4.熟悉吉布斯自由能与成分的关系，掌握相平衡条件和吉布斯自由能曲线与相图的关系。5.熟悉三元系相图的表示和建立方法，掌握三元相图的类型及分析方法。6.培养学生的专业知识运用能力，树立大国工匠精神。【课程内容】1.材料的相结构2.相图的基本知识3.二元系相图4.相图的热力学基础5.三元系相图及其类型【重点、难点】1.重点：固溶体的概念和分类：溶质原子的偏聚与有序；中间相的类型、形成条件及其对材料性能的影响；相律、自由度及其在材料设计中的应用；成分的表示法与相图的建立过程；匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其平衡结晶过程；吉布斯自由能；相平衡条件。2.难点：能够熟练运用杠杆定律；相图计算方法及其应用；能够根据相图35
35 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/XJTU-1207110815?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 2. 王永欣. 材料科学基础（上）. 西北工业大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor= zw_mooc_pcssjg_） 3. 雷丽文, 顾少轩, 王堃等. 材料科学基础. 武汉理工大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 第五章 材料的相结构及相图 【学习目标】 1. 能阐述相的结构类型、形成规律及性能特点，阐述固溶体、化合物的分 类、特点及性能。 2. 了解相图的基本知识，熟练相律、成分的表示法、相图的建立及杠杆定 律。 3. 掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其他类型的二元系相图，了解相 图与性能的关系。 4. 熟悉吉布斯自由能与成分的关系，掌握相平衡条件和吉布斯自由能曲线 与相图的关系。 5. 熟悉三元系相图的表示和建立方法，掌握三元相图的类型及分析方法。 6. 培养学生的专业知识运用能力，树立大国工匠精神。 【课程内容】 1. 材料的相结构 2. 相图的基本知识 3. 二元系相图 4. 相图的热力学基础 5. 三元系相图及其类型 【重点、难点】 1. 重点：固溶体的概念和分类；溶质原子的偏聚与有序；中间相的类型、 形成条件及其对材料性能的影响；相律、自由度及其在材料设计中的应用；成分 的表示法与相图的建立过程；匀晶相图、共晶相图、包晶相图及其平衡结晶过程； 吉布斯自由能；相平衡条件。 2. 难点：能够熟练运用杠杆定律；相图计算方法及其应用；能够根据相图
判断材料的力学性能和物理性能；克劳修斯一克拉珀龙方程在实际问题中的应用：三元系相图的表示和建立方法：三元匀晶相图及其平衡结晶过程：三元系中相平衡空间的热力学分析方法。【教学方法】1.案例教学：基于晶体学相关知识进行备课，结合工业应用和科研成果讲解固溶体和中间相，基于实际应用帮助学生建立相组成与力学性能的间关系2启发式教学：结合热力学基础准备课件，结合一元系相图实例引出相律、成分的表示法与相图的建立、杠杆定律等相关知识。3.课堂讲授：课前准备具有代表性的二元系相图，通过实例分析讲解不同类型的相图及其平衡结晶过程。4.课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。【学习要求】1.课前要求学生提前预习关键内容，并尝试绘制一元系相图。2.课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。3.课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。【复习与思考】1.简述二元相图的类型及其分析方法。2.分析wc=0.2%的铁-碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却曲线和组织示意图，说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物及组织组成物的相对量。【学习资源】1.王红洁，周玉美，席生岐等：材料科学基础，西安交通大学，中国大学MO00C.（https://www.icourse163.org/course/XJTU-1207110815?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)2.王永欣，材料科学基础（上），西北工业大学．中国大学MOOC(https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)3.雷丽文，顾少轩，王等、材料科学基础武汉理工大学，中国大学MO0C.（https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssig_)第六章材料的凝固与气相沉积36
36 判断材料的力学性能和物理性能；克劳修斯—克拉珀龙方程在实际问题中的应用； 三元系相图的表示和建立方法；三元匀晶相图及其平衡结晶过程；三元系中相平 衡空间的热力学分析方法。 【教学方法】 1. 案例教学：基于晶体学相关知识进行备课，结合工业应用和科研成果讲 解固溶体和中间相，基于实际应用帮助学生建立相组成与力学性能的间关系。 2. 启发式教学：结合热力学基础准备课件，结合一元系相图实例引出相律、 成分的表示法与相图的建立、杠杆定律等相关知识。 3. 课堂讲授：课前准备具有代表性的二元系相图，通过实例分析讲解不同 类型的相图及其平衡结晶过程。 4. 课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并 引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。 【学习要求】 1. 课前要求学生提前预习关键内容，并尝试绘制一元系相图。 2. 课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。 3. 课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。 【复习与思考】 1. 简述二元相图的类型及其分析方法。 2. 分析 wC＝0.2％的铁-碳合金从液态平衡冷却至室温的转变过程，用冷却 曲线和组织示意图，说明各阶段的组织，并分别计算室温下的相组成物及组织组 成物的相对量。 【学习资源】 1. 王红洁, 周玉美, 席生岐等. 材料科学基础. 西安交通大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/XJTU-1207110815?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 2. 王永欣. 材料科学基础（上）. 西北工业大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/NWPU-15001?from=searchPage&outVendor= zw_mooc_pcssjg_） 3. 雷丽文, 顾少轩, 王堃等. 材料科学基础. 武汉理工大学. 中国大学 MOOC. （ https://www.icourse163.org/course/WHUT-1002686003?from=search Page&outVendor=zw_mooc_pcssjg_） 第六章 材料的凝固与气相沉积
【学习目标】1.会分析金属结晶的基本规律和条件，简述晶核形成过程的热力学和动力学条件。2.掌握晶体长大过程的热力学和动力学条件，熟练分析不同的生长方式，了解固溶体凝固方式。3.掌握共晶体的结构及影响共晶生长的因素，熟悉铸件、连续铸造和熔化焊的凝固组织。4.提高学生实践应用能力，培养专业职业素质。【课程内容】1.材料结晶时晶核的形成2.材料凝固时晶体的生长3.固溶体合金的凝固4.共晶合金的凝固【重点、难点】1.重点：材料结晶的基本规律；材料的均匀形核及形核率；晶核长大的必要条件：晶体生长方式：共晶体的结构及影响共晶生长的因素：铸件的凝固组织及偏析。2.难点：结构起伏、能量起伏和近程有序；凝固的基本条件：液态合金的平衡凝固及不平衡凝固。【教学方法】1.课堂讲授：基于热力学基础进行备课，熟悉本节课程的内容，结合多媒体和板书的方式帮助学生理解本节关键知识点。2.案例教学：通过复习合金凝固理论准备此节课件，联系实际工业应用以及科学研究中的合金成分设计和工艺调控讲解关键知识点。3.课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。【学习要求】1.课前要求学生熟知相关热力学和动力学条件，做好复习和预习工作。2.课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。3.课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。【复习与思考】1.阐述过冷现象及过冷度的概念。2.简述温度梯度对晶体生长的影响。【学习资源】37
37 【学习目标】 1. 会分析金属结晶的基本规律和条件，简述晶核形成过程的热力学和动力 学条件。 2. 掌握晶体长大过程的热力学和动力学条件，熟练分析不同的生长方式， 了解固溶体凝固方式。 3. 掌握共晶体的结构及影响共晶生长的因素，熟悉铸件、连续铸造和熔化 焊的凝固组织。 4. 提高学生实践应用能力，培养专业职业素质。 【课程内容】 1. 材料结晶时晶核的形成 2. 材料凝固时晶体的生长 3. 固溶体合金的凝固 4. 共晶合金的凝固 【重点、难点】 1. 重点：材料结晶的基本规律；材料的均匀形核及形核率；晶核长大的必 要条件；晶体生长方式；共晶体的结构及影响共晶生长的因素；铸件的凝固组织 及偏析。 2. 难点：结构起伏、能量起伏和近程有序；凝固的基本条件；液态合金的 平衡凝固及不平衡凝固。 【教学方法】 1. 课堂讲授：基于热力学基础进行备课，熟悉本节课程的内容，结合多媒 体和板书的方式帮助学生理解本节关键知识点。 2. 案例教学：通过复习合金凝固理论准备此节课件，联系实际工业应用以 及科学研究中的合金成分设计和工艺调控讲解关键知识点。 3. 课堂互动：在教学过程中通过回答问题等方式对教学效果进行评估，并 引导学生总结本次课的知识点和重要内容，评估学习效果。 【学习要求】 1. 课前要求学生熟知相关热力学和动力学条件，做好复习和预习工作。 2. 课堂上积极讨论，主动提问，对重难点知识做好笔记，理解透彻。 3. 课后巩固复习，与主干专业知识相互联系，树立较全面的知识框架。 【复习与思考】 1. 阐述过冷现象及过冷度的概念。 2. 简述温度梯度对晶体生长的影响。 【学习资源】