西安交通大学材料工程设计课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料工程设计 Material engineering design 课程编号 MATLA00202 课程学分 2 总学时 64 学时分配 理论: 实验: 64 上机: 课外: （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 √集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 √3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等 教材、参 考书及其 他资料 张新平, 封善飞, 洪祥挺 主编. 材料工程实验设计及 数据处理. 国防工业出版社. 2013 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 材料工程设计是材料科学与工程专业本科生必修的实践性课程，目的是通过 材料工程设计训练提高学生工程实践能力和综合应用所学基础知识和专业技能 解决材料工程实践问题的能力。课程主题形式主要包括新材料研发、材料产品设 计/开发、材料/产品应用性能改进、材料结构和性能剖析/评价、等，内容涉及 配方和成分设计、加工设备、制备工艺、产品性能、质量控制等知识，并了解从 事领域的技术标准、产业政策、法律法规以及主要技术经济指标等内容。通过本 课程的学习，学生具有利用所学工程知识分析材料工程问题、设计/开发新材料
或产品的能力，能借助现代工具开展材料相关研究工作，了解从事领域的前沿科 学技术，具有明确的个人职业发展志向和强的自学能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1.工程知识 能够运用材料科学与工程的专业知识，结合数学、自然科学等基础知识， 有效解决材料领域的复杂工程问题。 支撑毕业要求指标点 1-4：具备综合应用数学、自然科学、工程基础及材 料科学基础、材料工程基础、材料研究方法、材料性能等专业知识的能力，用 于解决材料领域的复杂工程问题。 2.工程问题分析 针对课题中所需解决的工程问题，能应用专业知识以及查阅文献资料，从 材料成分、工艺参数、组织结构和产品性能间内在联系的角度，提出不同解决 方案或同一方案中采用不同手段，获得有效的分析结论。 支撑毕业要求指标点 2-3：通过所学专业知识结合文献研究，分析复杂工 程问题中材料成分-工艺-组织-性能之间的相互关系，对比多种解决方案和路 径，获得有效结论。 3.设计/开发解决方案 根据设计课题的目标任务，掌握材料制备、成分/结构设计、材料使用性 能等环节中涉及的基本方法和技术，并了解材料自身因素、产业政策、法律法 规等对材料设计目标和技术方案的重要影响。 支撑毕业要求指标点 3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、 全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方 案的影响。 4.研究 能根据课题涉及材料种类及实际使用工况等具体任务，合理选择和确定材 料体系及相应表征研究方法，制订可行的技术路线和实验方案，通过实验研究 完成课题任务，并能应用基础理论和专业知识合理解释实验现象。 支撑毕业要求指标点 4-2：能根据材料及其服役条件，合理选择材料体系
及合适的测试表征方法，合理制定研究路线，设计实验方案，构建实验系统， 安全有效地开展实验。 5.使用现代工具 能根据材料工程设计课题研究内容，恰当选择、合理使用现代工具，得出 有效结果和结论。了解所用工具的工作原理及其在研究任务中的优缺点。 支撑毕业要求指标点 5-3：能够选用和开发与材料体系相适应的技术、资 源、现代工程工具和信息技术工具解析材料领域的复杂工程问题，并能针对具 体的对象和方法分析其局限性。 6.沟通与交流 材料工程设计以学生个人专业兴趣爱好为主、学生专业兴趣与教师科研任 务结合为辅的方式进行。学生要自行联系教师确定课题，课题进行中需要通过 讨论或查阅文献等方式解决遇到的问题，课题结束后需要撰写总结报告及集中 答辩。上述环节能锻炼学生沟通与交流表达的能力。 支撑毕业要求指标点 10-2：具有全球视野，了解材料领域的发展趋势和 科学前沿，能够将材料领域工程实践和科学研究的结果撰写材料调研综述报告、 采用专业文稿、口头报告等形式清晰表达或回应质疑。 7.终身学习 通过自主学习，充分了解材料工程设计课题的背景知识和相关技术，课题 结束后深入总结课题内容并认识到自我探索和学习的必要性，培养自主学习和 终身学习的意识。通过调研文献资料、完善研究方案、撰写总结报告、进行 PPT 汇报答辩等环节，有效培养学生的自学能力，树立终身学习的意识。 支撑毕业要求指标点 12-2：能针对个人或职业发展的需求，具备不断学 习和适应社会发展的能力。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 √ 课程目标 2 √ 课程目标 3 √ 课程目标 4 √
课程目标 5 √ 课程目标 6 √ 课程目标 7 √ 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关联关 系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考学时 1 材料工程设计课程说明会 课程目的、内容、形式，流程等 2 2 师生双向选择 学生根据兴趣自拟课题和选择 教师课题，师生沟通 4 3 材料工程设计实施、总结报 告 根据任务开展研究、撰写报告 64 4 答辩 PPT 汇报、考核 2 四、教学安排详表
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式（授 课、实验、上 机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的支撑 关系 1 课程目的、内容、形式、流程等介绍 2 授课 熟悉课程特点及各项要求 课程目标 6 2 学生根据兴趣自拟课题或选择教师课 题，师生沟通 4 师生讨论 确定课程、明确具体任务等 3 开展材料工程设计课题、撰写报告 64 （8 周） 实验研究等 执行课题内容及总结工作 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 课程目标 5 4 PPT 汇报、考核 2 答辩及讨论 提交总结报告、PPT 答辩 课程目标 6 课程目标 7