《材料科学导论（双语）》教学大纲课程编号：B04012300课程名称：材料科学导论（双语）英文名称：IntroductiontoMaterialsScience课程性质：专业基础课学时/学分：48/3考核方式：考试选用教材：《UnderstandingMaterialsScience》，SecondEditionRolfE.Hummel编，Springer出版社，2004年先修课程：大学物理，基础化学原理，大学英语后继课程：材料测试与研究方法A，材料力学性能，材料物理性能适用专业及层次：无机非金属材料工程专业本科生大纲执笔人：张帅大纲审核人：于薛刚一、课程自标通过本课程的学习，使学生具备下列能力：课程目标1：了解人类文明进程中材料的发展和材料对人类社会的促进作用及其对环境的影响，树立环境保护和可持续发展的理念：课程目标2：掌握材料学中基本的专业术语的英语表达，能够读懂简单的专业英语料技资料，并具备简单专业术语的口头表达能力，为学生将来研读英文科技文献和简单交流打下基础：课程目标3：掌握材料的力学基础，材料的键合、缺陷、晶体结构和相变相图，材料的电、磁等性质和材料的基本演化过程，建立独立思考和终身学习的意识，在已有材料学基础知识的基础上树立在实践中探索和学习的理念。二、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标7-1.熟悉与无机非金属材料7.环境和可持续发展：能够课程目标1相关的环境保护和可持续发理解和评价针对无机非金属展方面的方针、政策和法律、材料领域复杂工程问题的专法规。业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。1
1 《材料科学导论（双语）》教学大纲 课程编号：B04012300 课程名称：材料科学导论（双语） 英文名称：Introduction to Materials Science 课程性质：专业基础课 学时/学分：48/3 考核方式：考试 选用教材：《Understanding Materials Science》，Second Edition Rolf E. Hummel 编，Springer 出版社，2004 年 先修课程：大学物理，基础化学原理，大学英语 后继课程：材料测试与研究方法 A，材料力学性能，材料物理性能 适用专业及层次：无机非金属材料工程专业本科生 大纲执笔人： 张帅 大纲审核人： 于薛刚 一、课程目标 通过本课程的学习，使学生具备下列能力： 课程目标 1：了解人类文明进程中材料的发展和材料对人类社会的促进作用及其 对环境的影响，树立环境保护和可持续发展的理念； 课程目标 2：掌握材料学中基本的专业术语的英语表达，能够读懂简单的专业英 语科技资料，并具备简单专业术语的口头表达能力，为学生将来研读英文科技文 献和简单交流打下基础； 课程目标 3：掌握材料的力学基础，材料的键合、缺陷、晶体结构和相变相图，材 料的电、磁等性质和材料的基本演化过程，建立独立思考和终身学习的意识，在 已有材料学基础知识的基础上树立在实践中探索和学习的理念。 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 7. 环境和可持续发展：能够 理解和评价针对无机非金属 材料领域复杂工程问题的专 业工程实践对环境、社会可持 续发展的影响。 7-1. 熟悉与无机非金属材料 相关的环境保护和可持续发 展方面的方针、政策和法律、 法规。 课程目标 1
10.沟通：能够就无机非金属10-2.掌握一门外语，具有一课程目标2定的外语交流能力，并了解本材料复杂工程问题与业界同专业相关的科学技术及国内行及社会公众进行有效沟通外发展动态。和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。12.终身学习：具有自主学习12-1.具有理论联系实际，在课程目标3和终身学习的意识，有不断学实践中带着问题持续学习的能力；习和适应发展的能力。三、教学基本内容1.TheFirstMaterials(StoneAgeandCopper-StoneAge）（支撑课程目标1、2）要求学生：了解最原始的石器时代人类利用石器、陶器和铜的历程，理解材料不断发展的开端和历程。教学重点：Materialsbeenusedforchalcolithicman教学难点：Materialsdevelopmentfromstonetocopper.2.FundamentalMechanicalPropertiesofMaterials（支撑课程目标2、3）要求学生：了解材料的机械性能评价方法和应力应变曲线。教学重点：Materialmechanical propertiesevaluationmethod教学难点：Stress-straindiagram3.Mechanisms（支撑课程目标2、3）3.1TheAtomic Structure of Condensed Matter3.2BindingForcesbetweenAtoms3.3Arrangement of Atoms (Crystallography)3.4 Plasticity and Strength of Materials3.5Summary3.6Concluding Remarks要求学生：掌握子之间的化合键类型，原子之间作用力的本质，一次键和二次键，晶面和晶向指数标定，经典晶体结构，材料的缺陷和位错，滑移系统和2
2 10. 沟通：能够就无机非金属 材料复杂工程问题与业界同 行及社会公众进行有效沟通 和交流，包括撰写报告和设计 文稿、陈述发言、清晰表达或 回应指令。并具备一定的国际 视野，能够在跨文化背景下进 行沟通和交流。 10-2. 掌握一门外语，具有一 定的外语交流能力，并了解本 专业相关的科学技术及国内 外发展动态。 课程目标 2 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。 12-1. 具有理论联系实际，在 实践中带着问题持续学习的 能力； 课程目标 3 三、教学基本内容 1. The First Materials (Stone Age and Copper-Stone Age)（支撑课程目标1、2） 要求学生：了解最原始的石器时代人类利用石器、陶器和铜的历程，理解 材料不断发展的开端和历程。 教学重点：Materials been used for chalcolithic man. 教学难点：Materials development from stone to copper. 2. Fundamental Mechanical Properties of Materials（支撑课程目标 2、3） 要求学生：了解材料的机械性能评价方法和应力应变曲线。 教学重点：Material mechanical properties evaluation method 教学难点：Stress-strain diagram 3. Mechanisms（支撑课程目标 2、3） 3.1 The Atomic Structure of Condensed Matter 3.2 Binding Forces between Atoms 3.3 Arrangement of Atoms (Crystallography) 3.4 Plasticity and Strength of Materials 3.5 Summary 3.6 Concluding Remarks 要求学生：掌握子之间的化合键类型，原子之间作用力的本质，一次键和 二次键，晶面和晶向指数标定，经典晶体结构，材料的缺陷和位错，滑移系统和
塑性变形机制，材料的机械性能和材料的结合力晶格结构和缺陷之间的关系教学重点：Basicbindingforce,latticestructure,millerindices,dislocationandslipmechanism,教学难点：FCCandHCPlatticestructure,slipsystem4.TheBronzeAge（支撑课程目标1、2）要求学生：了解青铜材料的发展历史，及其对人力社会的推进作用，合金材料的发展和基本工艺。教学重点：BronzeAlloys教学难点：Constituentsofbronze5.AlloysandCompounds（支撑课程目标2、3）5.1 Solid Solution Strengthening5.2Phase Diagrams5.3Precipitation Hardening (Age Hardening)5.4 Dispersion Strengthening5.5 Grain Size Strengthening5.6Controlof Strength by Casing5.7ConcludingRemarks要求学生：掌握二元相图成分变化及平衡组织，铁碳相图及平衡组织，固态相变、等温转变曲线、马氏体转变、玻璃化转变温度。教学重点：Alloys andcasting教学难点：Phasediagram6.ElectricalProperties（支撑课程目标2、3）6.1ConductivityandResistivityofMetals6.2Conduction in Alloys6.3 Superconductivity6.4Semiconductors6.5 Conduction in Polymers6.6 lonic Conductors6.7Thermoelectric Phenomena6.8Dielectric Properties6.9Ferroelectricity and Piezoelectricity3
3 塑性变形机制，材料的机械性能和材料的结合力晶格结构和缺陷之间的关系。 教学重点：Basic binding force, lattice structure, miller indices, dislocation and slip mechanism, 教学难点：FCC and HCP lattice structure, slip system 4. The Bronze Age（支撑课程目标 1、2） 要求学生：了解青铜材料的发展历史，及其对人力社会的推进作用，合金 材料的发展和基本工艺。 教学重点：Bronze Alloys 教学难点：Constituents of bronze 5. Alloys and Compounds（支撑课程目标 2、3） 5.1 Solid Solution Strengthening 5.2 Phase Diagrams 5.3 Precipitation Hardening (Age Hardening) 5.4 Dispersion Strengthening 5.5 Grain Size Strengthening 5.6 Control of Strength by Casing 5.7 Concluding Remarks 要求学生：掌握二元相图成分变化及平衡组织，铁碳相图及平衡组织，固 态相变、等温转变曲线、马氏体转变、玻璃化转变温度。 教学重点：Alloys and casting 教学难点：Phase diagram 6. Electrical Properties（支撑课程目标 2、3） 6.1 Conductivity and Resistivity of Metals 6.2 Conduction in Alloys 6.3 Superconductivity 6.4 Semiconductors 6.5 Conduction in Polymers 6.6 Ionic Conductors 6.7 Thermoelectric Phenomena 6.8 Dielectric Properties 6.9 Ferroelectricity and Piezoelectricity
要求学生：电性能基本知识，金属材料的电阻，本征半导体和非本征半导体。教学重点：Electricpropertiesof differentmaterials，likedielectricssemiconductors and metals.教学难点：Superconductorandferroelectricity7.MaterialsandtheWorld（支撑课程目标1、2）7.1CeramicsandCivilization7.2Types of Pottery7.3Shaping and Decoration of Pottery7.4The Science Behind Pottery7.5History ofGlass-Making7.6ScientificAspectsofGlass-Making7.7Cement, Concrete, and Plaster7.8 High-Tech Ceramics7.9ProductionandPropertiesofNatural Fibers7.10PropertiesandSyntheticPolymers要求学生：玻璃、陶瓷、粘土制品、水泥、塑料、橡胶、纤维及其它们的主要应用。教学重点：Maininorganicnon-metalmaterials教学难点：Ceramicproductionprocess四、教学安排1、教学环节安排课程目标（毕业要求指标具体知识与能力要求采用的教学环节点)在材料加工工艺设计和材料开发过程中，兼顾课程目标1课堂授课、讨论课环境饱和和可持续发展的能力掌握专业术语的英文表课堂授课、讨论课、课程目标2达和书写，能够阅读简作业单的外文科技资料4
4 要求学生：电性能基本知识，金属材料的电阻，本征半导体和非本征半导 体。 教学重点： Electric properties of different materials, like dielectrics, semiconductors and metals. 教学难点：Superconductor and ferroelectricity 7. Materials and the World（支撑课程目标 1、2） 7.1 Ceramics and Civilization 7.2 Types of Pottery 7.3 Shaping and Decoration of Pottery 7.4 The Science Behind Pottery 7.5 History of Glass-Making 7.6 Scientific Aspects of Glass-Making 7.7 Cement, Concrete, and Plaster 7.8 High-Tech Ceramics 7.9 Production and Properties of Natural Fibers 7.10 Properties and Synthetic Polymers 要求学生：玻璃、陶瓷、粘土制品、水泥、塑料、橡胶、纤维及其它们的 主要应用。 教学重点：Main inorganic non-metal materials 教学难点：Ceramic production process 四、教学安排 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求指标 点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1 在材料加工工艺设计和 材料开发过程中，兼顾 环境饱和和可持续发展 的能力 课堂授课、讨论课 课程目标2 掌握专业术语的英文表 达和书写，能够阅读简 单的外文科技资料 课堂授课、讨论课、 作业
课程目标3终身学习能力讨论课、作业2、学时安排教学内容课堂授课讨论课The First Materials (Stone2.50.5AgeandCopper-StoneAge)Fundamental Mechanical16PropertiesofMaterials210Mechanisms2.50.5The Bronze Age210Alloys and Compounds71Electrical Properties21MaterialsandtheWorld总计408五、课程考核方案1、各部分考核权重考核方式或途径考核权重10%平时表现作业20%期末考试70%总计100%2、评分标准（1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分制评分，总评后折算成10分。5
5 课程目标3 终身学习能力 讨论课、作业 2、学时安排 教学内容 课堂授课 讨论课 The First Materials (Stone Age and Copper-Stone Age) 2.5 0.5 Fundamental Mechanical Properties of Materials 6 1 Mechanisms 10 2 The Bronze Age 2.5 0.5 Alloys and Compounds 10 2 Electrical Properties 7 1 Materials and the World 2 1 总计 40 8 五、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 10% 作业 20% 期末考试 70% 总计 100% 2、评分标准 （1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况， 按百分制评分，总评后折算成10分