课内讲授，课内讨论，课外调研（达到教学目标表中序号第3，6，7项）五、教授方法与学习方法教授方法：（1）讲授在讲解各类材料的相关知识点时，运用立体视图、动画或视频等多媒体教学技术使抽象的概念讲解更为形象，加深学生的理解。在讲解各类材料的发展史和应用情况时穿插介绍我国在相关领域取得的成就、重要科学家做出的贡献以及存在的短板问题，培养学生的科研兴趣和家国情怀。（2）研讨在教学过程中，注重建立基本知识与实际应用之间的联系，适时引入最新的工程应用案例，针对性地提出问题，启发学生运用前期所学知识在课堂上进行分析讨论，使学生从被动学习转变为主动探索，从学习知识到勇于创新，从而强化其对基础知识点的理解和实际运用能力。（3）课外调研本课程拟采用教师讲授和讨论相结合的教学方法，鼓励学生走出课堂，去超市、工艺品市场、电子、建材城等，详细了解各类材料的实际应用与产生的安全问题并课堂分组讨论。学习方法：通过课堂学习，学生需要了解各类材料的基本概念、在生活中的应用及其安全问题，在此基础上，鼓励学生走出课堂，去超市、工艺品市场、电子、建材城等，详细了解各类材料的实际应用与产生的安全问题并课堂分组讨论。六、学时分配表2各章节学时分配表学时分配章节合计主要内容讲授实验讨论其它习题1概论2224塑料材料4333玻璃材料433建材、陶瓷材料566金属材料446功能材料722复合材料8448外出调研及调研报告合计2832430
30 课内讲授，课内讨论，课外调研（达到教学目标表中序号第 3，6，7 项） 五、教授方法与学习方法 教授方法： （1）讲授 在讲解各类材料的相关知识点时，运用立体视图、动画或视频等多媒体教学技术使抽 象的概念讲解更为形象，加深学生的理解。在讲解各类材料的发展史和应用情况时穿插介 绍我国在相关领域取得的成就、重要科学家做出的贡献以及存在的短板问题，培养学生的 科研兴趣和家国情怀。 （2）研讨 在教学过程中，注重建立基本知识与实际应用之间的联系，适时引入最新的工程应用 案例，针对性地提出问题，启发学生运用前期所学知识在课堂上进行分析讨论，使学生从 被动学习转变为主动探索，从学习知识到勇于创新，从而强化其对基础知识点的理解和实 际运用能力。 （3）课外调研 本课程拟采用教师讲授和讨论相结合的教学方法，鼓励学生走出课堂，去超市、工艺 品市场、电子、建材城等，详细了解各类材料的实际应用与产生的安全问题并课堂分组讨 论。 学习方法：通过课堂学习，学生需要了解各类材料的基本概念、在生活中的应用及其 安全问题，在此基础上，鼓励学生走出课堂，去超市、工艺品市场、电子、建材城等，详 细了解各类材料的实际应用与产生的安全问题并课堂分组讨论。 六、学时分配 表 2 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 1 概论 2 2 2 塑料材料 4 4 3 玻璃材料 3 3 4 建材、陶瓷材料 3 3 5 金属材料 6 6 6 功能材料 4 4 7 复合材料 2 2 8 外出调研及调研报告 4 4 8 合计 28 4 32
七、考核与成绩评定表3考核方式及成绩评定分布表考核方式比例(%)主要考核内容自我组建兴趣小组，结合共同关注的材料，就感兴趣的某一种材料，写一期末100份市场调查报告，内容主要包括材料特点、应用领域及其引起的安全问题探讨，并作口头报告。制定者：刘卫强，路清梅批准者：高峰2021年06月31
31 七、考核与成绩评定 表 3 考核方式及成绩评定分布表 考核方式 比例（%） 主要考核内容 期末 100 自我组建兴趣小组，结合共同关注的材料，就感兴趣的某一种材料，写一 份市场调查报告，内容主要包括材料特点、应用领域及其引起的安全问题 探讨，并作口头报告。 制定者：刘卫强，路清梅 批准者：高峰 2021 年 06 月
“超声及其材料化学应用”课程教学大纲英文名称：UltrasoundTechnologyandApplicationsinMaterialsandChemistry课程编号：0010418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：无教材及参考书：[1]吕效平，丁德胜，张萍，等。超声化工过程强化.化学工业出版社，2020年8月[2]曹凤国.超声加工化学工业出版社，2014年1月[3]TJMason,DPeters.PracticalSonochemistry（实用超声化学），WoodheadPublishing，2002年11月一、课程简介超声波技术作为一种物理手段，在近代物理、材料和化学等学科的基础研究以及化工、治金、先进制造等工业领域的应用日益受到国内外重视。《超声及其材料化学应用》本科通识课程在学习了解有关声学基本知识、超声空化作用的基础上，讲授最具发展潜力的超声应用领域及相应技术原理，涉及物理、化学、材料、加工工艺等多学科交叉融合。通过本课程学习，使学生掌握超声及其在材料和化学应用方面的多种基本知识，了解超声强化材料加工、改性、化学合成与电化学过程等方面的创新性应用与作用原理，着重贯穿领会相关工程技术问题的科学探索过程，激发对声学与材料科学的兴趣和创新意识，培养形成分析和解决问题的基本能力。二、课程地位与教学目标课程地位：《超声及其材料化学应用》课程中超声强化作用机制与创新应用技术涉及当前材料、化学研究中的学科前沿，课程内容将助力学生从事航天航空、现代交通、新能源等战略新兴产业及基本材料和化工工业的研究开发工作，本课程在工科学生的人才培养体系中占有重要地位。教学目标：通过学习本课程，可使学生获得有关声学、材料学、新材料制备加工、化学、电化学方面的基本理论和分析方法，融会贯通物理、化学、材料、制备加工工艺等多学科知识，形成声学与材料科学的兴趣和创新意识，培养分析和解决问题的基本能力，并配合“三全育人”及融入思政元素，为学生后续课程的学习提供基础和知识准备，从而实现对工程教育认证标准毕业要求[1]、[2]、[4]的支撑，具体说明如下：[1]工程知识：能够通过融会贯通声学、材料学、新材料制备加工、化学、电化学等多学科知识，解决不同应用条件和环境下超声应用问题。32
32 “超声及其材料化学应用”课程教学大纲 英文名称：Ultrasound Technology and Applications in Materials and Chemistry 课程编号：0010418 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 教材及参考书： [1] 吕效平，丁德胜，张萍，等. 超声化工过程强化. 化学工业出版社，2020 年 8 月. [2] 曹凤国. 超声加工. 化学工业出版社，2014 年 1 月. [3] T J Mason, D Peters. Practical Sonochemistry（实用超声化学）. Woodhead Publishing, 2002 年 11 月. 一、课程简介 超声波技术作为一种物理手段，在近代物理、材料和化学等学科的基础研究以及化工、 冶金、先进制造等工业领域的应用日益受到国内外重视。《超声及其材料化学应用》本科 通识课程在学习了解有关声学基本知识、超声空化作用的基础上，讲授最具发展潜力的超 声应用领域及相应技术原理，涉及物理、化学、材料、加工工艺等多学科交叉融合。通过 本课程学习，使学生掌握超声及其在材料和化学应用方面的多种基本知识，了解超声强化 材料加工、改性、化学合成与电化学过程等方面的创新性应用与作用原理，着重贯穿领会 相关工程技术问题的科学探索过程，激发对声学与材料科学的兴趣和创新意识，培养形成 分析和解决问题的基本能力。 二、课程地位与教学目标 课程地位：《超声及其材料化学应用》课程中超声强化作用机制与创新应用技术涉及 当前材料、化学研究中的学科前沿，课程内容将助力学生从事航天航空、现代交通、新能 源等战略新兴产业及基本材料和化工工业的研究开发工作，本课程在工科学生的人才培养 体系中占有重要地位。 教学目标：通过学习本课程，可使学生获得有关声学、材料学、新材料制备加工、化 学、电化学方面的基本理论和分析方法，融会贯通物理、化学、材料、制备加工工艺等多 学科知识，形成声学与材料科学的兴趣和创新意识，培养分析和解决问题的基本能力，并 配合“三全育人”及融入思政元素，为学生后续课程的学习提供基础和知识准备，从而实现 对工程教育认证标准毕业要求[1]、[2]、[4]的支撑，具体说明如下： [1] 工程知识：能够通过融会贯通声学、材料学、新材料制备加工、化学、电化学等 多学科知识，解决不同应用条件和环境下超声应用问题
[2]】问题分析：能够应用物理、数学、化学、材料、加工工艺等多学科的基本原理和方法，识别、表达以及文献研究分析涉及超声强化作用的技术问题，以获得有效结论[4】研究：能够基于声学与材料、化学基本原理和技术方法，研究解决实际应用问题，包括实验设计、分析和解释数据，综合运用相关信息获得合理有效的结论。三、课程教学内容及要求1、课程内容及要求第一章引言2学时主要内容：简述超声技术在材料与化学领域的强化应用与发展历程，并对其强化应用发展前景进行展望。使学生掌握材料化学研究中超声强化的重要性，了解超声技术材料化学强化发展历程，启发学生通过文献调研对超声技术强化应用所面临的挑战及解决思路进行分析。教学内容：(1）超声强化技术在材料、化学中的重要作用及发展历程：【了解】(2）超声技术材料、化学强化应用发展前景与挑战。[了解]重点：超声技术在材料、化学中应用驱动力。难点：超声强化应用前景与挑战。第二章超声基础6学时主要内容：声学基本概念、声波基本性质以及超声波特性简介，包括声波反射、折射、透射、散射、辐射、吸收、声场中能量关系、超声波与光波特性比较等：通过介绍超声波产生、接收、测量的原理与相应技术手段及先进设备，如压电换能器、磁致伸缩换能器、超声波能量力学测量法、热学方法和光学方法等。使学生能够基于科学思维方式，通过课堂讨论与课后调研综合分析超声波在液体中的声压作用。教学内容：(1）声学基本概念、声波基本性质与超声波特性；[了解](2）超声波产生原理及目前各类超声发生器比较分析；【了解](3）超声波接收与测量几种主要方法原理及比较：[了解](4）基于超声产生原理，讨论其在液体介质中的作用。[A]重点：超声波与光波相似性、吸收特性及声压作用。难点：超声波在液体中的声压作用。第三章超声空化作用4学时主要内容：介绍超声空化现象及作用，包括空气气泡形成、运动与性质以及空化强度测量等，对影响空化的因素与超声场中活性基团作用进行讲解与分析，使学生通过课程能够了解超声波在液体介质中的空化作用，了解气体与微粒、液体介质粘度，超声频率、以及温度对空化作用的影响，并在课堂综合分析讨论超声场中活性基团作用，得到合理结论。教学内容：[了解]（1）超声空化现象及其基本效应；(2）液体介质中超声空化效果主要影响因素与分析：[了解](3）超声场中活性基团作用及其化学反应强化作用讨论。[A]33
33 [2] 问题分析：能够应用物理、数学、化学、材料、加工工艺等多学科的基本原理和 方法，识别、表达以及文献研究分析涉及超声强化作用的技术问题，以获得有效结论。 [4] 研究：能够基于声学与材料、化学基本原理和技术方法，研究解决实际应用问题， 包括实验设计、分析和解释数据，综合运用相关信息获得合理有效的结论。 三、课程教学内容及要求 1、课程内容及要求 第一章 引言 2 学时 主要内容：简述超声技术在材料与化学领域的强化应用与发展历程，并对其强化应用 发展前景进行展望。使学生掌握材料化学研究中超声强化的重要性，了解超声技术材料化 学强化发展历程，启发学生通过文献调研对超声技术强化应用所面临的挑战及解决思路进 行分析。 教学内容： (1) 超声强化技术在材料、化学中的重要作用及发展历程； [了解] (2) 超声技术材料、化学强化应用发展前景与挑战。 [了解] 重点：超声技术在材料、化学中应用驱动力。 难点：超声强化应用前景与挑战。 第二章 超声基础 6 学时 主要内容：声学基本概念、声波基本性质以及超声波特性简介，包括声波反射、折射、 透射、散射、辐射、吸收、声场中能量关系、超声波与光波特性比较等；通过介绍超声波 产生、接收、测量的原理与相应技术手段及先进设备，如压电换能器、磁致伸缩换能器、 超声波能量力学测量法、热学方法和光学方法等。使学生能够基于科学思维方式，通过课 堂讨论与课后调研综合分析超声波在液体中的声压作用。 教学内容： (1) 声学基本概念、声波基本性质与超声波特性； [了解] (2) 超声波产生原理及目前各类超声发生器比较分析； [了解] (3) 超声波接收与测量几种主要方法原理及比较； [了解] (4) 基于超声产生原理，讨论其在液体介质中的作用。 [△] 重点：超声波与光波相似性、吸收特性及声压作用。 难点：超声波在液体中的声压作用。 第三章 超声空化作用 4 学时 主要内容：介绍超声空化现象及作用，包括空气气泡形成、运动与性质以及空化强度 测量等，对影响空化的因素与超声场中活性基团作用进行讲解与分析，使学生通过课程能 够了解超声波在液体介质中的空化作用，了解气体与微粒、液体介质粘度，超声频率、以 及温度对空化作用的影响，并在课堂综合分析讨论超声场中活性基团作用，得到合理结论。 教学内容： (1) 超声空化现象及其基本效应； [了解] (2) 液体介质中超声空化效果主要影响因素与分析； [了解] (3) 超声场中活性基团作用及其化学反应强化作用讨论。[△]
重点：超声空化作用影响因素。难点：超声场中自由基产生原理及其强化作用。第四章超声强化材料分离与粉碎4学时主要内容：简介利用超声力场辅助分离技术应用，主要包括超声浮选理论及工业应用，对超声钾盐浮选、超声铅锌铜矿浮选、超声硫化镍矿浮选技术进行概述；超声膜技术应用及存在的问题：超声粉碎应用等。使学生理解超声在材料分离过程与粉碎中的强化作用与技术难点，并引导学生对超声其他机械作用及未来发展趋势进行探讨与分析。教学内容：(1）超声力场辅助分离技术主要应用领域：[了解](2）超声强化材料分离与粉碎技术发展历程；【了解]（3）超声机械作用工程应用拓展讨论与展望。[4]重点：超声强化机械作用原理与主要技术。难点：超声强化机械作用工程应用与发展趋势。第五章超声强化材料改性4学时主要内容：分别简介超声强化层状材料剥落应用实例及原理、超声对粉末的团聚与分散作用及应用、超声对材料表面的改性原理与应用，展望未来研究趋势和应用前景，使学生对超声技术在材料改性方面的强化作用有基本了解，能够通过文献调研分析其多学科交叉融合的特点与目前超声材料改性技术领域的瓶颈问题。教学内容：(1）超声强化材料改性主要应用场合及相应原理特性；【了解](2）超声强化材料改性几大应用发展历程：[了解](3）超声材料改性技术领域的瓶颈问题及研究趋势。[4]重点：超声强化材料改性作用原理。难点：超声强化材料改性技术应用范围及未来趋势。第六章超声强化材料加工与连接4学时主要内容：介绍超声塑性加工基本原理及超声拉丝、拉管挤压等塑性加工技术、超声电解复合加工原理与特点，讲解超声强化金属材料连接技术、塑料连接技术，使学生对目前超声强化材料技工与连接方面的研究与应用有所了解，并能够基于科学原理分析探讨超声加工发展趋势，对未来进行展望。教学内容：(1）超声塑性加工基本原理及发展历程；【了解](2）超声在塑性加工、电解复合加工、塑性连接方面的技术应用实例：【了解】(3）超声加工未来发展与应用趋势展望。[A]重点：超声强化材料加工典型应用。难点：超声强化加工或连接中对材料显微组织与性能的影响作用。第七章超声强化化学合成过程4学时主要内容：简介声化学反应，概述超声强化化学合成主要几类反应，如氧化还原反应、多组分合成、离子液体下的声反应等，以超声强化纳米材料合成过程、超声强化催化剂制34
34 重点：超声空化作用影响因素。 难点：超声场中自由基产生原理及其强化作用。 第四章 超声强化材料分离与粉碎 4 学时 主要内容：简介利用超声力场辅助分离技术应用，主要包括超声浮选理论及工业应用， 对超声钾盐浮选、超声铅锌铜矿浮选、超声硫化镍矿浮选技术进行概述；超声膜技术应用 及存在的问题；超声粉碎应用等。使学生理解超声在材料分离过程与粉碎中的强化作用与 技术难点，并引导学生对超声其他机械作用及未来发展趋势进行探讨与分析。 教学内容： (1) 超声力场辅助分离技术主要应用领域； [了解] (2) 超声强化材料分离与粉碎技术发展历程； [了解] (3) 超声机械作用工程应用拓展讨论与展望。 [△] 重点：超声强化机械作用原理与主要技术。 难点：超声强化机械作用工程应用与发展趋势。 第五章 超声强化材料改性 4 学时 主要内容：分别简介超声强化层状材料剥落应用实例及原理、超声对粉末的团聚与分 散作用及应用、超声对材料表面的改性原理与应用，展望未来研究趋势和应用前景，使学 生对超声技术在材料改性方面的强化作用有基本了解，能够通过文献调研分析其多学科交 叉融合的特点与目前超声材料改性技术领域的瓶颈问题。 教学内容： (1) 超声强化材料改性主要应用场合及相应原理特性；[了解] (2) 超声强化材料改性几大应用发展历程； [了解] (3) 超声材料改性技术领域的瓶颈问题及研究趋势。 [△] 重点：超声强化材料改性作用原理。 难点：超声强化材料改性技术应用范围及未来趋势。 第六章 超声强化材料加工与连接 4 学时 主要内容：介绍超声塑性加工基本原理及超声拉丝、拉管挤压等塑性加工技术、超声 电解复合加工原理与特点，讲解超声强化金属材料连接技术、塑料连接技术，使学生对目 前超声强化材料技工与连接方面的研究与应用有所了解，并能够基于科学原理分析探讨超 声加工发展趋势，对未来进行展望。 教学内容： (1) 超声塑性加工基本原理及发展历程； [了解] (2) 超声在塑性加工、电解复合加工、塑性连接方面的技术应用实例；[了解] (3) 超声加工未来发展与应用趋势展望。 [△] 重点：超声强化材料加工典型应用。 难点：超声强化加工或连接中对材料显微组织与性能的影响作用。 第七章 超声强化化学合成过程 4 学时 主要内容：简介声化学反应，概述超声强化化学合成主要几类反应，如氧化还原反应、 多组分合成、离子液体下的声反应等，以超声强化纳米材料合成过程、超声强化催化剂制