法还是欧洲各国炼钢的主要方法。近代炼钢技术：可追溯到1740年霍兹曼的炼钢法，即炒钢法；1856年贝斯麦发明了酸性转炉炼钢，是一种速度快、质量好、成本低的炼钢方法；..20世纪初，法国冶金专家埃鲁发明了电弧炉炼钢法；1952年，奥地利科学家利用纯氧气代替一般空气，从转炉炉顶吹入氧气，这种方法，连装料带吹炼，只要30分钟即可将300吨生铁水炼成钢水，而用平炉的话，至少要7小时—一已成为现代炼钢的主流。4.4有色金属材料概况及发展[理解]目标：理解有色金属之最，有色金属的发掘历程。重点及难点：有色金属之最；以铝合金、镁合金、钛合金及铜为例，介绍有色金属的发展及应用。第五章非金属材料及发展史5.1非金属材料概况[理解]目标：理解非金属存在的形式及主要的非金属材料种类。重点及难点：通过如下三个问题：1.盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。你知道其中的原因吗？2沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的应用吗？3.当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变的世界时，当我们打开手机与家人朋友互致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路在为你提供服务。你知道硅是如何制得的？引出非金属材料的特性、存在形式及应用。5.2水泥材料及其发展简史[理解]目标：了解水泥的发展史，理解水泥的分类及应用。重点及难点：国内外水泥的发展历史；水泥的定义、重要性及分类：5.3陶瓷材料及其发展简史[理解]自标：了解古代陶瓷与现代陶瓷的相同点及不同点：了解陶和瓷的差别。重点及难点：1、陶瓷的发展史：2、陶瓷的应用：3、陶瓷的特性；4陶瓷的分类。5.4玻璃材料及其发展简史[理解]目标：了解玻璃的发展史及玻璃的用途。第六章高分子材料及发展史6.1高分子材料的发展史[理解]目标：理解高分子材料的发展历史，掌握三类主要的高分子材料（塑料、纤维、橡胶）。重点及难点：1、高分子材料发展的4个阶段：蒙味时期、萌芽时期、争鸣时期、成熟时期；2、高分子材料的地位与现状。6.2高分子材料的定义及分类[理解]目标：掌握高分子材料的定义，理解高分子材料的特点发。重点及难点：1、高分子材料的定义；2、高分子材料的结构特点：3、高分子材料的分类。10
10 法还是欧洲各国炼钢的主要方法。 近代炼钢技术：可追溯到 1740 年霍兹曼的坩埚炼钢法，即炒钢法；1856 年贝斯麦发 明了酸性转炉炼钢，是一种速度快、质量好、成本低的炼钢方法；.20 世纪初，法国冶 金专家埃鲁发明了电弧炉炼钢法；1952 年，奥地利科学家利用纯氧气代替一般空气，从转 炉炉顶吹入氧气，这种方法，连装料带吹炼，只要 30 分钟即可将 300 吨生铁水炼成钢水， 而用平炉的话，至少要 7 小时——已成为现代炼钢的主流。 4.4 有色金属材料概况及发展[理解] 目标：理解有色金属之最，有色金属的发掘历程。 重点及难点：有色金属之最；以铝合金、镁合金、钛合金及铜为例，介绍有色金属的 发展及应用。 第五章 非金属材料及发展史 5.1 非金属材料概况[理解] 目标：理解非金属存在的形式及主要的非金属材料种类。 重点及难点：通过如下三个问题： 1．盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。你知道其中的原因吗? 2．沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些 重要的应用吗? 3．当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变的世界时，当我们打开手机与家人、 朋友互致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路在为你提供服务。你知道硅是如何制得 的？ 引出非金属材料的特性、存在形式及应用。 5.2 水泥材料及其发展简史[理解] 目标：了解水泥的发展史，理解水泥的分类及应用。 重点及难点：国内外水泥的发展历史；水泥的定义、重要性及分类； 5.3 陶瓷材料及其发展简史[理解] 目标：了解古代陶瓷与现代陶瓷的相同点及不同点；了解陶和瓷的差别。 重点及难点：1、陶瓷的发展史；2、陶瓷的应用；3、陶瓷的特性；4 陶瓷的分类。 5.4 玻璃材料及其发展简史[理解] 目标：了解玻璃的发展史及玻璃的用途。 第六章 高分子材料及发展史 6.1 高分子材料的发展史[理解] 目标：理解高分子材料的发展历史，掌握三类主要的高分子材料（塑料、纤维、橡胶）。 重点及难点：1、高分子材料发展的 4 个阶段：蒙昧时期、萌芽时期、争鸣时期、成 熟时期；2、高分子材料的地位与现状。 6.2 高分子材料的定义及分类[理解] 目标：掌握高分子材料的定义，理解高分子材料的特点发。 重点及难点：1、高分子材料的定义；2、高分子材料的结构特点；3、高分子材料的 分类
6.3高分子材料的性质及应用[了解]目标：了解三大类高分子材料的种类、特性及应用。重点及难点：1、塑料的组成、分类及应用领域：2、纤维的定义、常见的合成纤维及其应用：3、橡胶的性能及特点、用途、发展史。第七章复合材料及发展史7.1复合材料的发展史[理解]目标：理解复合材料的发展历史。重点及难点：复合材料发展的4个时代。7.2复合材料的分类、性质及应用[了解]自标：掌握复合材料的定义，理解复合材料的分类。重点及难点：1、复合材料相对金属材料、非金属材料及高分子材料而言，是一门新兴的学科，目前定义并不唯一：2、复合材料的组成；3、复合材料按照基体增强相的分类方式。7.3复合材料的应用前景[了解]目标：了解复合材料的特点及应用。重点及难点：世纪40年代，因航空工业的需要，发展厂玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称；从此以后，高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料：目前，复合材料无处不在，已大大推动了原子能、航空、宇航、电子、化工等领域的发展，对材料的韧性、耐磨、耐腐蚀、电性能等提出更高要求，从而使现代复合材料蓬勃发展起来。第八章材料的未来与人类发展8.1材料的发展趋势[了解]目标：了解金属材料、建筑材料、陶瓷材料、高分子材料等的发展趋势。8.2简介已问世的几类未来材料[了解】目标：了解未来材料的发展趋势。重点及难点：以石墨烯、泡沫金属、超导材料、3D打印材料、非晶合金、气凝胶、隐形材料等为例，介绍未来材料的发展趋势。2、支撑毕业能力项的教学内容支撑的毕业能力项分别对应工程教育认证标准毕业要求[1]、[2]和[12]：[1】工程知识：通过第四章-第七章的讲解，使学生不仅了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料的发展史，还对各类材料能够应用的领域及相应的性能指标进行了解。因此，可通过本课程的学习，学生能够将材料科学中基础知识与实际工程联系起来。[2]问题分析：通过第一章材料与人类文明中的具体案例（如在人类历史上青铜器时代在前，而铁器时代在后：我国出主的铜剑如何做到剑脊和剑锋的韧性和硬度不同）及第二章新材料的诞生及应用（如以“911"等事件为例，分析在事件中使用何种材料避免不必要的伤害），引导学生学会问题分析。11
11 6.3 高分子材料的性质及应用[了解] 目标：了解三大类高分子材料的种类、特性及应用。 重点及难点：1、塑料的组成、分类及应用领域；2、纤维的定义、常见的合成纤维及 其应用；3、橡胶的性能及特点、用途、发展史。 第七章 复合材料及发展史 7.1 复合材料的发展史[理解] 目标：理解复合材料的发展历史。 重点及难点：复合材料发展的 4 个时代。 7.2 复合材料的分类、性质及应用[了解] 目标：掌握复合材料的定义，理解复合材料的分类。 重点及难点：1、复合材料相对金属材料、非金属材料及高分子材料而言，是一门新 兴的学科，目前定义并不唯一；2、复合材料的组成；3、复合材料按照基体增强相的分类 方式。 7.3 复合材料的应用前景[了解] 目标：了解复合材料的特点及应用。 重点及难点：世纪 40 年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻 璃钢），从此出现了复合材料这一名称；从此以后，高强度、高模量纤维能与合成树脂、 碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合 材料；目前，复合材料无处不在，已大大推动了原子能、航空、宇航、电子、化工等领域 的发展，对材料的韧性、耐磨、耐腐蚀、电性能等提出更高要求，从而使现代复合材料蓬 勃发展起来。 第八章 材料的未来与人类发展 8.1 材料的发展趋势[了解] 目标：了解金属材料、建筑材料、陶瓷材料、高分子材料等的发展趋势。 8.2 简介已问世的几类未来材料[了解] 目标：了解未来材料的发展趋势。 重点及难点：以石墨烯、泡沫金属、超导材料、3D 打印材料、非晶合金、气凝胶、 隐形材料等为例，介绍未来材料的发展趋势。 2、支撑毕业能力项的教学内容 支撑的毕业能力项分别对应工程教育认证标准毕业要求[1]、[2]和[12]： [1] 工程知识：通过第四章-第七章的讲解，使学生不仅了解金属材料、无机非金属材 料、高分子材料及复合材料的发展史，还对各类材料能够应用的领域及相应的性能指标进 行了解。因此，可通过本课程的学习，学生能够将材料科学中基础知识与实际工程联系起 来。 [2] 问题分析：通过第一章材料与人类文明中的具体案例（如在人类历史上青铜器时 代在前，而铁器时代在后；我国出土的铜剑如何做到剑脊和剑锋的韧性和硬度不同）及第 二章新材料的诞生及应用（如以 “911”等事件为例，分析在事件中使用何种材料避免不必 要的伤害），引导学生学会问题分析
[12]终身学习：通过本门课程的学习，引导学生自主学习。第三章、材料科学与工程第八章、材料的未来与人类发展。四、教学环节安排及要求1.教师课堂讲授根据教学大纲，制定了如上所述的教学内容，在授课过程中，采用教师讲解为主，中间穿插相应的视频短片及学生针对自已感兴趣的材料领域自由组合成学习小组进行讨论讲解。通过本门课程的学习，学生能够掌握材料的基本定义，对金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料的定义、发展史、对人类社会的贡献等具有一定的了解。2.提问/讨论环节在上课过程中，通过提问或讨论等环节，激发学生的学习热情。五、教授方法与学习方法根据教学内容及教学目标，制定了教师主讲、短视频辅助及学生讨论相结合的模式，使学生能够加深对学习内容的理解，提高学生自主学习能力。六、学时分配表1各章节学时分配表学时分配章节合计主要内容实验讲授习题讨论其它第一章66材料与人类文明3第二章3新世纪与材料33第三章材料科学与工程5第四章金属材料及发展史41第五章44非金属材料及发展史45第六章高分子材料及发展史1第七章44复合材料及发展史2第八章2材料的未来与人类发展合计32七、考核与成绩评定表2考核方式及成绩评定分布表考核方式所占比例主要考核内容随堂练习20%主要依据课堂考勤、随堂练习参与度及其完成质量。第四章授课结束后，对第一～第四4章面讲授的需要掌握的知识进行其中测试，期中20%检查学生掌握情况。考核学生对课程知识的理解和掌握，考察基本知识的理解程度和掌握程度，强期末60%调理解和应用。成绩评定主要依据是对规定考试内容的掌握情况。制定者：李淑波批准者：高峰2021年6月12
12 [12] 终身学习：通过本门课程的学习，引导学生自主学习。第三章、材料科学与工程 第八章、材料的未来与人类发展。 四、教学环节安排及要求 1. 教师课堂讲授 根据教学大纲，制定了如上所述的教学内容，在授课过程中，采用教师讲解为主，中 间穿插相应的视频短片及学生针对自己感兴趣的材料领域自由组合成学习小组进行讨论/ 讲解。通过本门课程的学习，学生能够掌握材料的基本定义，对金属材料、无机非金属材 料、高分子材料、复合材料的定义、发展史、对人类社会的贡献等具有一定的了解。 2. 提问/讨论环节 在上课过程中，通过提问或讨论等环节，激发学生的学习热情。 五、教授方法与学习方法 根据教学内容及教学目标，制定了教师主讲、短视频辅助及学生讨论相结合的模式， 使学生能够加深对学习内容的理解，提高学生自主学习能力。 六、学时分配 表 1 各章节学时分配表 章节 主要内容 学 时 分 配 合计 讲授 习题 实验 讨论 其它 第一章 材料与人类文明 6 6 第二章 新世纪与材料 3 3 第三章 材料科学与工程 3 3 第四章 金属材料及发展史 4 1 5 第五章 非金属材料及发展史 4 4 第六章 高分子材料及发展史 4 1 5 第七章 复合材料及发展史 4 4 第八章 材料的未来与人类发展 2 2 合计 32 七、考核与成绩评定 表 2 考核方式及成绩评定分布表 考核方式 所占比例 主要考核内容 随堂练习 20% 主要依据课堂考勤、随堂练习参与度及其完成质量。 期中 20% 第四章授课结束后，对第一~第四 4 章面讲授的需要掌握的知识进行其中测试， 检查学生掌握情况。 期末 60% 考核学生对课程知识的理解和掌握，考察基本知识的理解程度和掌握程度，强 调理解和应用。成绩评定主要依据是对规定考试内容的掌握情况。 制定者：李淑波 批准者：高峰 2021 年 6 月
“材料科学与工业化基础”课程教学大纲英文名称：MaterialsScienceandIndustryBasis课程编号：0007828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：全校本科生先修课程：无教材：赵建华.材料科学技术与人类文明.华中科技大学出版社，2011参考书：[1]史密斯（美国).材料科学与工程基础。机械工业出版社，2006[2]吴全德科学与艺术的交融.北京大学出版社，2001[3]张耀良．航空材料学.哈尔滨工程大学出版社，2002[4】周馨我.功能材料学.北京理工大学出版社，2002[5】王正品等.金属功能材料.化学工业出版社，2004一、课程简介材料是人类生存和生活必不可少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力，材料的发展及应用与人类社会的发展密切相关，没有材料科学的发展，就没有人类社会的进步和经济的繁荣。本课程主要针对材料的社会地位（包括材料科学与人类工业历史和材料在中华文明史上的定位）、材料学科简介（包括材料结构基础、材料性能基础、材料的分类及用途及常用材料介绍）、材料与人类工业化进程（包括穿衣吃饭与材料、通讯技术与材料、交通运输与材料及信息智能与材料）、材料在社会工业中的经济地位（包括世界经济中材料产值概况、西欧发达国家的材料经济效益、我国的材料经济价值及大国经济与材料的关系论述）、材料的工业国防价值（包括材料在航空航天等方面的应用、材料在战车战舰等方面的应用、材料在国防通讯等领域的应用及世界各国尖端武器中常用材料)、材料科学中的艺术特色（包括多彩美丽的晶体世界、科学与艺术交融的微观世界及对称之美一科学与艺术的统一）、材料的在工业过程中的发展趋势（包括信息功能材料发展方向、能源动力材料发展方向、生物与智能材料发展方向及航空航天结构材料发展方向)及材料科学的知识产权状况(包括知识产权概述、欧美国家材料科学的知识产权现状及中国材料科学的知识产权现状）等方面进行阐述。通过该课程的设置，使学生对材料在人类工业化进程中的地位与作用有一定的认识。二、课程地位与教学目标课程地位：材料科学与工业化基础是一门面向全校本科生开展的关于基础材料方面通识课，是关于材料的工业化进程、发展及应用等方面的综合性课程。13
13 “材料科学与工业化基础”课程教学大纲 英文名称：Materials Science and Industry Basis 课程编号：0007828 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：全校本科生 先修课程：无 教材：赵建华. 材料科学技术与人类文明. 华中科技大学出版社，2011 参考书： [1] 史密斯(美国). 材料科学与工程基础. 机械工业出版社，2006 [2] 吴全德. 科学与艺术的交融. 北京大学出版社，2001 [3] 张耀良. 航空材料学. 哈尔滨工程大学出版社，2002 [4] 周馨我. 功能材料学. 北京理工大学出版社，2002 [5] 王正品等. 金属功能材料. 化学工业出版社，2004 一、课程简介 材料是人类生存和生活必不可少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动 社会发展的动力，材料的发展及应用与人类社会的发展密切相关，没有材料科学的发展， 就没有人类社会的进步和经济的繁荣。 本课程主要针对材料的社会地位(包括材料科学与人类工业历史和材料在中华文明史 上的定位)、材料学科简介(包括材料结构基础、材料性能基础、材料的分类及用途及常用 材料介绍)、材料与人类工业化进程(包括穿衣吃饭与材料、通讯技术与材料、交通运输与 材料及信息智能与材料)、材料在社会工业中的经济地位(包括世界经济中材料产值概况、 西欧发达国家的材料经济效益、我国的材料经济价值及大国经济与材料的关系论述)、材料 的工业国防价值(包括材料在航空航天等方面的应用、材料在战车战舰等方面的应用、材料 在国防通讯等领域的应用及世界各国尖端武器中常用材料)、材料科学中的艺术特色(包括 多彩美丽的晶体世界、科学与艺术交融的微观世界及对称之美——科学与艺术的统一)、材 料的在工业过程中的发展趋势(包括信息功能材料发展方向、能源动力材料发展方向、生物 与智能材料发展方向及航空航天结构材料发展方向)及材料科学的知识产权状况(包括知识 产权概述、欧美国家材料科学的知识产权现状及中国材料科学的知识产权现状)等方面进行 阐述。通过该课程的设置，使学生对材料在人类工业化进程中的地位与作用有一定的认识。 二、课程地位与教学目标 课程地位：材料科学与工业化基础是一门面向全校本科生开展的关于基础材料方面通 识课，是关于材料的工业化进程、发展及应用等方面的综合性课程
教学目标：该课程主要涉及材料工业化的社会地位、材料工业化与人类生活、材料在社会工业化中的经济地位、材料的工业国防价值、材料科学中的艺术特色、材料在未来工业过程中的发展方向及材料科学的知识产权状况等方面。通过该课程的设置，使学生对材料的基本概念、材料在人类社会中的地位与作用及材料的宏观发展有一定的认识。在学习的过程中，使学生产生文化认同，建立文化自信，提升思想境界，了解科学技术探索过程及创新环节，培养科学思维能力、科学精神和创新精神。支撑的毕业能力项分别对应工程教育认证标准毕业要求[2]、[3]、[6]和[12]:[2]问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。[3]设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。[6]工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。[12]终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。三、课程教学内容及要求1、课程内容及要求第一章绪论(2)1.1材料科学与人类历史[了解]：1.2材料在中华文明史上的定位[了解]。第二章材料与材料科学(4)2.1材料结构基础掌握]：2.2材料性能基础掌握]：2.3材料的分类及用途[掌握]：2.4常用材料介绍[了解]。第三章材料与人类生活（6)3.1穿衣吃饭与材料[理解]3.2通讯技术与材料[理解]：3.3交通运输与材料[理解]3.4信息智能与材料[理解]。第四章材料的经济地位(4)4.1世界经济中材料产值概况[了解]：4.2西欧发达国家的材料经济效益[理解]：4.3我国的材料经济价值[了解]；4.4大国经济与材料的关系论述[理解]。第五章材料的国防价值(6)5.1材料在航空航天等方面的应用[理解]：5.2材料在战车战舰等方面的应用[理解]5.3材料在国防通讯等领域的应用[理解]：5.4世界各国尖端武器中常用材料[理解]第六章材料科学中的艺术特色(4)6.1多彩美丽的晶体世界[理解]：6.2科学与艺术交融的微观世界[理解]：6.3对称之美——科学与艺术的统一[理解];第七章材料科学未来的发展方向(4)7.1信息功能材料发展方向[理解]；7.2能源动力材料发展方向[理解]：7.3生物与智能材料发展方向[理解]：7.4航空航天结构材料发展方向[理解]。第八章材料科学的知识产权状况(2)14
14 教学目标：该课程主要涉及材料工业化的社会地位、材料工业化与人类生活、材料在 社会工业化中的经济地位、材料的工业国防价值、材料科学中的艺术特色、材料在未来工 业过程中的发展方向及材料科学的知识产权状况等方面。通过该课程的设置，使学生对材 料的基本概念、材料在人类社会中的地位与作用及材料的宏观发展有一定的认识。在学习 的过程中，使学生产生文化认同，建立文化自信，提升思想境界，了解科学技术探索过程 及创新环节，培养科学思维能力、科学精神和创新精神。 支撑的毕业能力项分别对应工程教育认证标准毕业要求[2]、[3]、[6]和[12]： [2] 问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通 过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。 [3] 设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求 的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等因素。 [6] 工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复 杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 [12] 终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。 三、课程教学内容及要求 1、课程内容及要求 第一章 绪论(2) 1.1 材料科学与人类历史[了解]；1.2 材料在中华文明史上的定位[了解]。 第二章 材料与材料科学(4) 2.1 材料结构基础[掌握]；2.2 材料性能基础[掌握]；2.3 材料的分类及用途[掌握]；2.4 常 用材料介绍[了解]。 第三章 材料与人类生活(6) 3.1 穿衣吃饭与材料[理解]；3.2 通讯技术与材料[理解]；3.3 交通运输与材料[理解]； 3.4 信息智能与材料[理解]。 第四章 材料的经济地位(4) 4.1 世界经济中材料产值概况[了解]；4.2 西欧发达国家的材料经济效益[理解]；4.3 我 国的材料经济价值[了解]；4.4 大国经济与材料的关系论述[理解]。 第五章 材料的国防价值(6) 5.1 材料在航空航天等方面的应用[理解]；5.2 材料在战车战舰等方面的应用[理解]； 5.3 材料在国防通讯等领域的应用[理解]；5.4 世界各国尖端武器中常用材料[理解]。 第六章 材料科学中的艺术特色(4) 6.1 多彩美丽的晶体世界[理解]；6.2 科学与艺术交融的微观世界[理解]；6.3 对称之 美——科学与艺术的统一[理解]； 第七章 材料科学未来的发展方向(4) 7.1 信息功能材料发展方向[理解]；7.2 能源动力材料发展方向[理解]；7.3 生物与智 能材料发展方向[理解]；7.4 航空航天结构材料发展方向[理解]。 第八章 材料科学的知识产权状况(2)