曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院课程名称：材料科学基础英文名称：FundamentalsofMaterialsScience课程代码：072705课程性质：专业必修课计划学时：理论：54实践/实验：18学分：41-18 周授课时间：物理楼授课地点：适用专业：新能源材料与器件批准人：执笔人：齐文涛审核人：课程负责人：齐文涛授课教师：齐文涛年6日修订日期：20237月
学 院： 物理工程学院 课程名称： 材料科学基础 英文名称：Fundamentals of Materials Science 课程代码： 072705 课程性质： 专业必修课 计划学时：理论：54 实践/实验：18 学 分： 4 授课时间： 1-18 周 授课地点： 物理楼 适用专业： 新能源材料与器件 执笔人： 齐文涛 审核人： 批准人： 课程负责人： 齐文涛 授课教师： 齐文涛 修订日期： 2023 年 7 月 6 日
《材料科学基础》课程教学大纲一、课程简介材料科学基础是材料类专业的专业基础课，融汇大学物理、无机化学、物理化学等多学科的知识，比较广泛而全面地概括总结材料科学与工程。其基本任务是研究材料共性规律，即研究材料的成分与组织结构、制备工艺、性能及用途之间的相互关系及制约规律，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。二、课程目标1.使学生了解材料科学基础在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握材料科学基础的基本理论，理解材料科学中的共性规律，即材料的成分一制备工艺-组织结构-性能用途之间的相互关系及制约规律，培养学生正确理解和运用材料科学基础的基本理论分析、解决实际材料工程问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要求1，2，4)2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风，培养创新精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求2，4，10）3.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解材料学发展前沿的先进思想与技术。（支撑毕业要求1，2，4，10）表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标课程目标课程目标1课程目标2|课程目标3毕业要求指标点1-1：掌握材料科学基础基本理论和解决问题的方法，并运用相关知识模拟复杂材料工程问题，能够毕业要求1：运用相关知识解决模拟复工程知识杂材料工程问题，并提出复杂材料工程问题的解决方案。1-2：掌握材料科学基础所1/10
《材料科学基础》课程教学大纲 1 / 10 一、课程简介 材料科学基础是材料类专业的专业基础课，融汇大学物理、无机化学、物理化学等 多学科的知识，比较广泛而全面地概括总结材料科学与工程。其基本任务是研究材料共 性规律，即研究材料的成分与组织结构、制备工艺、性能及用途之间的相互关系及制约 规律，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术 工作打下坚实的理论基础。 二、课程目标 1.使学生了解材料科学基础在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握材料科学基 础的基本理论，理解材料科学中的共性规律，即材料的成分-制备工艺-组织结构-性能用 途之间的相互关系及制约规律，培养学生正确理解和运用材料科学基础的基本理论分析、 解决实际材料工程问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要 求 1，2，4） 2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风, 培养创新 精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分 析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求 2，4，10） 3. 培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思 维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解材料学发展 前沿的先进思想与技术。（支撑毕业要求 1，2，4，10） 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 毕业要求指标点 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 毕业要求 1： 工程知识 1-1：掌握材料科学基础基 本理论和解决问题的方 法，并运用相关知识模拟 复杂材料工程问题，能够 运用相关知识解决模拟复 杂材料工程问题，并提出 复杂材料工程问题的解决 方案。 √ √ 1-2：掌握材料科学基础所
《材料科学基础》课程教学大纲必需的大学物理、无机化学、物理化学等知识，并能运用相关知识建立复杂材料工程问题的物理模型并提出解决思路。2-1：运用数学、材料科学基础的基本知识、基本原理剖析复杂工程问题，将复杂工程问题有效分解，并与相关知识点和数学模型进行关联。2-2：运用数学、材料科学基础的基本原理分解描述复杂工程问题，使用文毕业要求2：字和数学模型表述分解后7问题分析的复杂工程问题。2-3：运用所学材料科学基础知识，建立适当的数学模型，合理分析并求解，归纳得到有效结论。2-4：通过文献研究并结合工程实践，分析通过数学模型所得到结论的正确性，并对求解。4-1：了解与材料相关的新技术、新工艺和新设备的研发现状、存在问题和发展趋势。4-2：掌握材料科学与工程研究的科学原理、科学方毕业要求4：法和基本的创新方法，并3研究用于设计实验。4-3：能够选择合理的研究方法设计实验，收集实验数据。4-4：分析并解释实验结果，通过信息综合得到合理有效的结论10-1：能够熟练运用材料专业术语就材料工程问题毕业要求10：与他人有沟通效交流与沟通。2/10
《材料科学基础》课程教学大纲 2 / 10 必需的大学物理、无机化 学、物理化学等知识，并能 运用相关知识建立复杂材 料工程问题的物理模型并 提出解决思路。 毕业要求 2： 问题分析 2-1：运用数学、材料科学 基础的基本知识、基本原 理剖析复杂工程问题，将 复杂工程问题有效分解， 并与相关知识点和数学模 型进行关联。 √ √ √ 2-2：运用数学、材料科 学基础的基本原理分解描 述复杂工程问题，使用文 字和数学模型表述分解后 的复杂工程问题。 2-3：运用所学材料科学基 础知识，建立适当的数学 模型，合理分析并求解，归 纳得到有效结论。 2-4：通过文献研究并结合 工程实践，分析通过数学 模型所得到结论的正确 性，并对求解。 毕业要求 4: 研究 4-1：了解与材料相关的新 技术、新工艺和新设备的 研发现状、存在问题和发 展趋势。 √ √ √ 4-2：掌握材料科学与工程 研究的科学原理、科学方 法和基本的创新方法，并 用于设计实验。 4-3：能够选择合理的研究 方法设计实验，收集实验 数据。 4-4：分析并解释实验结 果，通过信息综合得到合 理有效的结论。 毕业要求 10: 沟通 10-1：能够熟练运用材料 专业术语就材料工程问题 与他人有 效交流与沟通
《材料科学基础》课程教学大纲10-2：能按正确的格式撰写材料工程技术方面的报告和设计文稿。10-3：具有运用英语进行读、写、听、说等方面的交流、应用能力。10-4：了解材料领域及其相关行业的国际前沿状况。（注：部分课程课程想实现毕业要求之外的课程目标，也是允许的，针对这种个别的例外情况，要说明其不针对毕业要求指标点。）三、教学内容各教学单元有明确的学习目标，描述以学生为主语，使用行为动词。表2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表学时教学课程目课程目课程目章节周次日期内容提要分配方法标1标2标3绪论1.1原子结构原子结构18.28-9.31.2原子间的4课堂讲授VVy和键合1.3高分子链2.1晶体学基础2.2金属的晶体结构2.3合金相结构2.4离子晶固体结构8课堂讲授2-39.4-9.17VVV体结构2.5共价晶体结构2.6聚合物的晶态结构2.7非晶态结构3.1点缺陷3.2位错9. 18-4-6课堂讲授V晶体缺陷12vV10.83.3表面及界面10. 9-固体中原4.1表象理8课堂讲授/7-8VV论子及分子10.223 / 10
《材料科学基础》课程教学大纲 3 / 10 10-2：能按正确的格式撰 写材料工程技术方面的报 告和设计文稿。 √ √ 10-3：具有运用英语进行 读、写、听、说等方面的交 流、应用能力。 10-4：了解材料领域及其 相关行业的国际前沿状 况。 （注：部分课程课程想实现毕业要求之外的课程目标，也是允许的，针对这种个别的例外情况，要 说明其不针对毕业要求指标点。） 三、教学内容 各教学单元有明确的学习目标，描述以学生为主语，使用行为动词。 表 2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表 周次 日期 章节 内容提要 学时 分配 教学 方法 课程目 标 1 课程目 标 2 课程目 标 3 1 8.28-9.3 原子结构 和键合 绪论 1.1 原子结构 1.2 原子间的键合 1.3 高分子 链 4 课堂讲授 √ √ √ 2-3 9.4-9.17 固体结构 2.1 晶体学 基础 2.2 金属的 晶体结构 2.3 合金相 结构 2.4 离子晶 体结构 2.5 共价晶 体结构 2.6 聚合物 的晶态结构 2.7 非晶态 结构 8 课堂讲授 √ √ √ 4-6 9.18- 10.8 晶体缺陷 3.1 点缺陷 3.2 位错 3.3 表面及 界面 12 课堂讲授 √ √ √ 7-8 10.9- 10.22 固体中原 子及分子 4.1 表象理 论 8 课堂讲授 √ √ √
《材料科学基础》课程教学大纲的运动4.2扩散的热力学分析4.3扩散的原子理论4.4扩散激活能4.5无规则行走与扩散距离4.6影响扩散的因素4.7反应扩散4.8离子晶体中的扩散5.1弹性和粘弹性材料的形5.2晶体的10. 23-变和再结9-1112课堂讲授V塑性变形11.12晶5.3回复和再结晶6.1单元系单组元相相变的热力11. 13-12-8图及纯晶学及相平衡课堂讲授VVV1311.266.2纯晶体体的凝固的凝固7.1相图的表示及测定方法7.2相图热力学的基本二元系相11. 27-14-要点课堂讲授VV图及其合121612.177.3二元相金的凝固图分析7.4二元合金的凝固理论8.1三元相图基础8.2固态互不溶解的三17-12.18-三元相图8课堂讲授VV元共晶相图1812.318.3固态有限互溶的三元共晶相图（注：①教学内容服务于课程目标，要根据达成课程目标的需要来确定教学单元，各单元安排合理4 /10
《材料科学基础》课程教学大纲 4 / 10 的运动 4.2 扩散的 热力学分析 4.3 扩散的 原子理论 4.4 扩散激 活能 4.5 无规则 行走与扩散 距离 4.6 影响扩 散的因素 4.7 反应扩 散 4.8 离子晶 体中的扩散 9-11 10.23- 11.12 材料的形 变和再结 晶 5.1 弹性和 粘弹性 5.2 晶体的 塑性变形 5.3 回复和 再结晶 12 课堂讲授 √ √ √ 12- 13 11.13- 11.26 单组元相 图及纯晶 体的凝固 6.1 单元系 相变的热力 学及相平衡 6.2 纯晶体 的凝固 8 课堂讲授 √ √ √ 14- 16 11.27- 12.17 二元系相 图及其合 金的凝固 7.1 相图的 表示及测定 方法 7.2 相图热 力学的基本 要点 7.3 二元相 图分析 7.4 二元合 金的凝固理 论 12 课堂讲授 √ √ √ 17- 18 12.18- 12.31 三元相图 8.1 三元相 图基础 8.2 固态互 不溶解的三 元共晶相图 8.3 固态有 限互溶的三 元共晶相图 8 课堂讲授 √ √ √ （注：①教学内容服务于课程目标，要根据达成课程目标的需要来确定教学单元，各单元安排合理