北京工业大学本科课程教学大纲Undergraduate Course Syllabi材料科学与工程学院2020版
北京工业大学 本科课程教学大纲 Undergraduate Course Syllabi 材料科学与工程学院 2020 版
目录“3D打印原理与创新应用"课程教学大纲.3“材料的发展与历史进步"课程教学大纲..7.13“材料科学与工业化基础”课程教学大纲..“材料连接导论"课程教学大纲..17“材料与节能减排”课程教学大纲..23...28“材料与生活、环境安全”课程教学大纲“超声及其材料化学应用”课程教学大纲....32“城市生态学与人类未来”课程教学大纲.....38“改变世界的3D打印技术"课程教学大纲.43..47“改变世界和生活的化学”课程教学大纲，“高分子材料科学导论"课程教学大纲，...52“工程美学导论"课程教学大纲，..58“国际能源政治与经济学课程教学大纲，...62“精雕细琢的微纳世界”课程教学大纲....68“科学的旅程"课程教学大纲..73“科学软件应用与实验数据处理课程教学大纲..78“逻辑学入门"课程教学大纲，..83..89“纳米世界的科学与艺术”课程教学大纲“能源电池概论”课程教学大纲，..94“能源与经济发展"课程教学大纲...100..104“能源战略和科技发展”课程教学大纲“全球化的认证认可体系”课程教学大纲..107“浅谈轻合金的应用”课程教学大纲..114“舌尖上的化学”课程教学大纲.117“生活中的材料科学"课程教学大纲..125.. 129“生活中废旧材料的艺术化改造与再利用实践"课程教学大纲...132“生态文明与绿色发展”课程教学大纲....137“新材料前沿研究与产业趋势"课程教学大纲“新材料与未来科技”课程教学大纲..142“未来能源”课程教学大纲，.147“智能穿戴技术改变世界"课程教学大纲..152“中国低碳经济发展"课程教学大纲..157“中国陶瓷史"课程教学大纲..160“中美科技与文化交流"课程教学大纲，..166“专业外语（材料）"课程教学大纲..171..175“自然界材料构筑科学与创新思维”课程教学大纲I
I 目 录 “3D 打印原理与创新应用”课程教学大纲.3 “材料的发展与历史进步”课程教学大纲.7 “材料科学与工业化基础”课程教学大纲.13 “材料连接导论”课程教学大纲.17 “材料与节能减排”课程教学大纲.23 “材料与生活、环境安全”课程教学大纲.28 “超声及其材料化学应用”课程教学大纲.32 “城市生态学与人类未来”课程教学大纲.38 “改变世界的 3D 打印技术”课程教学大纲.43 “改变世界和生活的化学”课程教学大纲.47 “高分子材料科学导论”课程教学大纲.52 “工程美学导论”课程教学大纲.58 “国际能源政治与经济学”课程教学大纲.62 “精雕细琢的微纳世界”课程教学大纲.68 “科学的旅程”课程教学大纲. 73 “科学软件应用与实验数据处理”课程教学大纲.78 “逻辑学入门”课程教学大纲. 83 “纳米世界的科学与艺术”课程教学大纲.89 “能源电池概论”课程教学大纲.94 “能源与经济发展”课程教学大纲.100 “能源战略和科技发展”课程教学大纲.104 “全球化的认证认可体系”课程教学大纲.107 “浅谈轻合金的应用”课程教学大纲. 114 “舌尖上的化学”课程教学大纲. 117 “生活中的材料科学”课程教学大纲.125 “生活中废旧材料的艺术化改造与再利用实践”课程教学大纲. 129 “生态文明与绿色发展”课程教学大纲.132 “新材料前沿研究与产业趋势”课程教学大纲.137 “新材料与未来科技”课程教学大纲.142 “未来能源”课程教学大纲. 147 “智能穿戴技术改变世界”课程教学大纲.152 “中国低碳经济发展”课程教学大纲.157 “中国陶瓷史”课程教学大纲. 160 “中美科技与文化交流”课程教学大纲.166 “专业外语（材料）”课程教学大纲.171 “自然界材料构筑科学与创新思维”课程教学大纲.175
“走进芯”世界”课程教学大纲180..184“神奇的玻璃材料”课程教学大纲“碳中和经济概论”课程教学大纲..191“咖啡美学鉴赏”课程教学大纲.195“双碳”：数字化方法与技术课程教学大纲.204“材料探索"课程教学大纲214“材料与碳中和"课程教学大纲..221“食为天”一食品化工与碳中和课程教学大纲.227“生活化学实验"课程教学大纲..230.233“化学与社会”课程教学大纲，..236“人工智能与学术伦理”课程教学大纲“绿色低碳科技与生活"课程教学大纲..244“生态产品价值实现的理论与实践”课程教学大纲..249“扫描电镜与科学家典故课程教学大纲..255“AI科学家"课程教学大纲..261II
II “走进‘芯’世界”课程教学大纲. 180 “神奇的玻璃材料”课程教学大纲.184 “碳中和经济概论”课程教学大纲.191 “咖啡美学鉴赏”课程教学大纲.195 “双碳”：数字化方法与技术课程教学大纲.204 “材料探索”课程教学大纲. 214 “材料与碳中和”课程教学大纲.221 “食为天”—食品化工与碳中和 课程教学大纲.227 “生活化学实验”课程教学大纲.230 “化学与社会”课程教学大纲. 233 “人工智能与学术伦理”课程教学大纲.236 “绿色低碳科技与生活”课程教学大纲.244 “生态产品价值实现的理论与实践”课程教学大纲.249 “扫描电镜与科学家典故”课程教学大纲.255 “AI 科学家”课程教学大纲.261
“3D打印原理与创新应用”课程教学大纲英文名称：Principleand InnovativeApplicationof3DPrinting课程编号：0010419课程性质：通识教育选修课学分：2.0学时：32课程类别：口工程经济与项目管理口文化自信与艺术鉴赏口科学探索与创新发展口道德修养与身心健康口沟通表达与全球视野口其它面向对象：大二至大四（本部）本科生先修课程：无教材及参考书：[1]吴国庆，《3D打印成型工艺及材料》，高等教育出版社，2018[2]冯春梅，《3D打印成型工艺及技术》，南京师范大学出版社，2018一、课程简介《3D打印原理与创新应用》是为各专业本科生开设的通识教育任意选修课。本课程的任务是帮助学生构建3D打印相关的概念知识体系、正确认识3D打印技术中的应用问题、并通过分小组设计实践过程提升其团队协作能力。本课程内容涵盖了3D打印的基本概念和发展过程：概述了3D打印的技术和材料分类，以及各类应用领域：对3D打印的模型设计过程及计算机辅助软件的使用做基础学习，然后对各种主要的后处理技术与装备进行介绍和比较，最后通过实践教学演示，使学生对3D打印从模型设计到后处理的完整过程形成一个直观而生动的认识。教学内容重点：3D打印在各个领域的应用和3D打印案例实践。教学内容的难点：3D模型设计。二、课程地位与教学目标课程地位：3D打印技术，又称增材制造技术，是数字化驱动的智能制造技术，也是近年来包括我校在内各高校和研究机构普遍重视发展的研究方向。如今，3D打印已经在日常生活、工业生产中取得了广泛应用，谁掌握了3D打印核心技术，谁就掌握了未来制造业的发展趋势。通过本课程的学习与引导，使学生对3D打印技术及其最新发展动态形成全面的认识，紧跟国际前沿，为将来从事相关领域的工作打下坚实的基础，为中国制造2025的国家战略储备后续力量。教学目标：工程知识：掌握3D打印的技术和材料分类，熟悉3D打印的典型应用领域及应用途径。问题分析：能够根据问题需求，选择合适的3D打印的技术和材料种类。设计/开发解决方案：通过参与3D打印实践过程，初步具备应用智能制造技术解决工程问题的能力。使用现代工具：掌握3D模型设计的计算机辅助软件的基本操作。工程与社会：正确认识3D打印技术，能够合理选择3D打印技术来为自已的工作和研3
3 “3D 打印原理与创新应用”课程教学大纲 英文名称：Principle and Innovative Application of 3D Printing 课程编号：0010419 课程性质：通识教育选修课 学分：2.0 学时：32 课程类别：□工程经济与项目管理 □文化自信与艺术鉴赏 科学探索与创新发展 □道德修养与身心健康 □沟通表达与全球视野 □其它 面向对象：大二至大四（本部）本科生 先修课程：无 教材及参考书： [1] 吴国庆，《3D 打印成型工艺及材料》，高等教育出版社，2018 [2] 冯春梅，《3D 打印成型工艺及技术》，南京师范大学出版社，2018 一、课程简介 《3D 打印原理与创新应用》是为各专业本科生开设的通识教育任意选修课。本课程 的任务是帮助学生构建 3D 打印相关的概念知识体系、正确认识 3D 打印技术中的应用问题、 并通过分小组设计实践过程提升其团队协作能力。本课程内容涵盖了 3D 打印的基本概念 和发展过程；概述了 3D 打印的技术和材料分类，以及各类应用领域；对 3D 打印的模型设 计过程及计算机辅助软件的使用做基础学习，然后对各种主要的后处理技术与装备进行介 绍和比较，最后通过实践教学演示，使学生对 3D 打印从模型设计到后处理的完整过程形 成一个直观而生动的认识。教学内容重点：3D 打印在各个领域的应用和 3D 打印案例实践。 教学内容的难点：3D 模型设计。 二、课程地位与教学目标 课程地位：3D 打印技术，又称增材制造技术，是数字化驱动的智能制造技术，也是 近年来包括我校在内各高校和研究机构普遍重视发展的研究方向。如今，3D 打印已经在 日常生活、工业生产中取得了广泛应用，谁掌握了 3D 打印核心技术，谁就掌握了未来制 造业的发展趋势。通过本课程的学习与引导，使学生对 3D 打印技术及其最新发展动态形 成全面的认识，紧跟国际前沿，为将来从事相关领域的工作打下坚实的基础，为中国制造 2025 的国家战略储备后续力量。 教学目标：工程知识：掌握 3D 打印的技术和材料分类，熟悉 3D 打印的典型应用领 域及应用途径。 问题分析：能够根据问题需求，选择合适的 3D 打印的技术和材料种类。 设计/开发解决方案：通过参与 3D 打印实践过程，初步具备应用智能制造技术解决工 程问题的能力。 使用现代工具：掌握 3D 模型设计的计算机辅助软件的基本操作。 工程与社会：正确认识 3D 打印技术，能够合理选择 3D 打印技术来为自己的工作和研
究服务。三、课程教学内容及要求1、课程内容及要求表2分章节列出课程教学内容及其与教学目标表的对应，和与毕业要求项的对应教学目标支撑毕业教学内容及应达到的要求，章节名称并标注重点（Λ）、难点（★）表对应要求对应3D打印相关的基本概念，主要的优缺点，为什么是我国“制造强国"战略中的重点发展方向【掌握】第一章3D3D打印的发展过程，以及我国科学家在此领域的突出贡献事例16打印概述[了解]3D打印技术及材料分类，对于不同材料的应用区别[理解]3D打印从建模到制造的典型流程[理解]第二章创新设计应用的理念与3D打印[掌握]A3D打印在3D打印技术在医疗领域的应用[理解]各个领域的12163D打印技术在建筑领域的应用[理解]应用3D打印技术在航空航天领域的应用[理解]第三章计算机辅助设计技术的应用及常用软件概述[了解]3D打印前Solidworks软件的基本功能介绍[理解]处理153使用Solidworks软件，对具体案例进行3D模型设计练习[掌握]★-3D模使用Solidworks软件，对案例进行3D模型修改练习[掌握]★型设计FDM3D打印技术原理及装备技术介绍[掌握]A第四章SLA3D打印技术原理介绍[了解]3D打印的LOM3D打印技术原理介绍[了解]各类后处理12412353DP3D打印技术原理介绍[了解]技术及打印SLS3D打印技术原理介绍[了解]案例实践3D打印案例实践：通过FDM设备完成对第三章所设计对象的完整打印过程[掌握]2、支撑毕业要求项的教学内容[1]工程知识：3D打印技术及材料分类，对于不同材料的应用区别；3D打印从建模到制造的典型流程：3D打印技术在医疗领域的应用：3D打印技术在建筑领域的应用：3D打印技术在航空航天领域的应用：3D打印技术原理及装备技术介绍。[2]问题分析：如何能够根据问题需求，选择合适的3D打印的技术和材料种类。[3]设计/开发解决方案：3D打印案例实践，通过FDM设备完成对所设计对象的完整打印过程。[5]使用现代工具：计算机辅助设计技术的应用及常用软件：Solidworks软件的基本功能介绍；使用Solidworks软件，对具体案例进行3D模型设计练习。[6]】工程与社会：3D打印相关的基本概念，主要的优缺点，为什么是我国“制造强国”战略中的重点发展方向：3D打印的发展过程，以及我国科学家在此领域的突出贡献事例：4
4 究服务。 三、课程教学内容及要求 1、课程内容及要求 表 2 分章节列出课程教学内容及其与教学目标表的对应，和与毕业要求项的对应 章节名称 教学内容及应达到的要求， 并标注重点（▲）、难点（★） 教学目标 表对应 支撑毕业 要求对应 第一章 3D 打印概述 3D 打印相关的基本概念，主要的优缺点，为什么是我国“制造强 国”战略中的重点发展方向 [掌握] 3D 打印的发展过程，以及我国科学家在此领域的突出贡献事例 [了解] 3D 打印技术及材料分类，对于不同材料的应用区别[理解] 3D 打印从建模到制造的典型流程 [理解] 1 1 6 第二章 3D 打印在 各个领域的 应用 创新设计应用的理念与 3D 打印[掌握]▲ 3D 打印技术在医疗领域的应用[理解] 3D 打印技术在建筑领域的应用[理解] 3D 打印技术在航空航天领域的应用[理解] 1 2 1 6 第三章 3D 打印前 处理 ——3D 模 型设计 计算机辅助设计技术的应用及常用软件概述[了解] Solidworks 软件的基本功能介绍 [理解] 使用 Solidworks 软件，对具体案例进行 3D 模型设计练习[掌握]★ 使用 Solidworks 软件，对案例进行 3D 模型修改练习[掌握]★ 3 1 5 第四章 3D 打印的 各类后处理 技术及打印 案例实践 FDM 3D 打印技术原理及装备技术介绍[掌握]▲ SLA 3D 打印技术原理介绍[了解] LOM 3D 打印技术原理介绍[了解] 3DP 3D 打印技术原理介绍[了解] SLS 3D 打印技术原理介绍[了解] 3D 打印案例实践：通过 FDM 设备完成对第三章所设计对象的完 整打印过程[掌握]▲ 1 2 4 1 2 3 5 2、支撑毕业要求项的教学内容 [1] 工程知识：3D 打印技术及材料分类，对于不同材料的应用区别；3D 打印从建模 到制造的典型流程；3D 打印技术在医疗领域的应用；3D 打印技术在建筑领域的应用；3D 打 印技术在航空航天领域的应用；3D 打印技术原理及装备技术介绍。 [2] 问题分析：如何能够根据问题需求，选择合适的 3D 打印的技术和材料种类。 [3] 设计/开发解决方案：3D 打印案例实践，通过 FDM 设备完成对所设计对象的完整 打印过程。 [5] 使用现代工具：计算机辅助设计技术的应用及常用软件；Solidworks 软件的基本 功能介绍；使用 Solidworks 软件，对具体案例进行 3D 模型设计练习。 [6] 工程与社会：3D 打印相关的基本概念，主要的优缺点，为什么是我国“制造强国” 战略中的重点发展方向；3D 打印的发展过程，以及我国科学家在此领域的突出贡献事例；