20级《专业综合实验》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文（英文）名称：专业综合实验（ProfessionalComprehensiveExperiment）课程代码：112172801S课程总学时（理论学时/实验学时）：48（0/48）学分：1.5课程性质：实践与创新教育课、必选课先修课程：材料科学基础、高分子化学A、高分子物理A、高分子物理和高分子化学实验、高分子材料成型加工原理后续课程：生产实习、毕业设计与论文等专业核心课程面向专业：材料科学与工程开课学院：化学与材料工程学院开课学期：第7学期二、课程简介与课程思政1、课程简介《专业综合实验》是材料科学与工程专业的专业核心课，主要针对材料科学与工程应用领域复杂工程进行问题研究、解决，以及材料设计、开发能力培养的实践性创新课程。本课程以生产与应用为导向，着力于提高学生在无机功能材料和应用高分子材料领域的竞争力。通过本门课程的学习，要求学生掌握无机功能材料如长余辉玻璃、白光LED的合成、制备、以及性能评价方法。聚合物如塑料、橡胶改性的原理与方法，热固性塑料拉挤成型原理、以及高性能工程塑料如聚酰亚胺的合成、改性，性能测试方法。要求有能力协调好产品设计、工艺制定、性能检测、质量管理之间的关系。要求增强社会责任心，秉承环保和可持续发展理念，将所学基本原理和方法在新材料开发中应用，开展创新性工作。2、课程思政习总书记指出，“在新一轮产业升级和科技革命大背景下，新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导，对全球经济、科技、环境等各个领域发展产生深刻影响”。新材料
20 级《专业综合实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文（英文）名称：专业综合实验（Professional Comprehensive Experiment） 课程代码：112172801S 课程总学时（理论学时/实验学时）：48（0/48） 学分：1.5 课程性质：实践与创新教育课、必选课 先修课程：材料科学基础、高分子化学 A 、高分子物理 A 、 高分子物理和高分子化学实验、 高分子材料成型加工原理 后续课程：生产实习、毕业设计与论文等专业核心课程 面向专业：材料科学与工程 开课学院：化学与材料工程学院 开课学期：第 7 学期 二、课程简介与课程思政 1、课程简介 《专业综合实验》是材料科学与工程专业的专业核心课，主要针对材料科学与工程应用领 域复杂工程进行问题研究、解决，以及材料设计、开发能力培养的实践性创新课程。本课程以 生产与应用为导向，着力于提高学生在无机功能材料和应用高分子材料领域的竞争力。通过本 门课程的学习，要求学生掌握无机功能材料如长余辉玻璃、白光 LED 的合成、制备、以及性 能评价方法。聚合物如塑料、橡胶改性的原理与方法，热固性塑料拉挤成型原理、以及高性能 工程塑料如聚酰亚胺的合成、改性，性能测试方法。要求有能力协调好产品设计、工艺制定、 性能检测、质量管理之间的关系。要求增强社会责任心，秉承环保和可持续发展理念，将所学 基本原理和方法在新材料开发中应用，开展创新性工作。 2、课程思政 习总书记指出，“在新一轮产业升级和科技革命大背景下，新材料产业必将成为未来高新技 术产业发展的基石和先导，对全球经济、科技、环境等各个领域发展产生深刻影响”。新材料
产业作为战略性新兴产业重要内容，被纳入国家十四五规划和2035年远景目标纲要，其中高端新材料被写入制造业核心竞争力专栏。通过本课程的学习，使学生了解到新材料发展的热点与趋势、以及我国支持新材料发展的相关政策。同时，也使学生了解我国在相关行业和世界先进技术的差距，以及卡脖子技术和问题对我国技术和产业发展造成的困境，引导学生树立自主创新，自力更生意识，使其深刻认识到技术进步与国家强大的相关性，在提高学生创新能力的同时，增强学生的家国情怀、责任心，主人翁意识和民族自豪感。通过本课程的学习，要求学生达到以下目标：目标1：撰写关于材料改性或者新型功能材料开发的综述论文，如物理、化学改性、新型功能材料制备，包括研究意义、研究现状、发展趋势等。能够对无机功能材料和应用高分子材料的产品设计、工艺、检测方法等复杂问题的方案进行进行比较、分析及总结。目标2：对材料进行功能改性、或者新型功能材料开发进行设计。包括背景及意义、开发目标、采取的方法、可行性、存在的困难及解决途径等方面进行阐述。能够针对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行系统或工艺流程优化设计，并考虑社会和人文因素。目标3：针对高分子材料和功能材料的功能性要求，能够基于材料“四要素”之间的关系，聚焦对应材料复杂工程问题的对象特征，选择合适的研究路线，设计可行的实验方案。目标4：通过高分子材料和功能材料的改性及性能测试。能够对实验数据进行科学地分析和解释，并通过信息综合获得合理有效得结论目标5：通过实验前预习、了解相关实验背景，强化学生实验操作的主动性，规范性，解决实验过程中遇到问题的能力。基于所学相关工程、人文、法律、环保等知识，对实验过程中遇到的复杂工程问题涉及的技术和社会发展、安全健康、法律法规的因素进行分析，提高创新分析能力。三、课程教学目标及其对毕业要求的支撑1、课程教学自标、达成途径与主要判据表1本课程教学目标、达成途径与主要判据考核方法课程教学目标达成途径平时实验表现报告
产业作为战略性新兴产业重要内容，被纳入国家十四五规划和 2035 年远景目标纲要，其中， 高端新材料被写入制造业核心竞争力专栏。通过本课程的学习，使学生了解到新材料发展的热 点与趋势、以及我国支持新材料发展的相关政策。同时，也使学生了解我国在相关行业和世界 先进技术的差距，以及卡脖子技术和问题对我国技术和产业发展造成的困境，引导学生树立自 主创新，自力更生意识，使其深刻认识到技术进步与国家强大的相关性，在提高学生创新能力 的同时，增强学生的家国情怀、责任心，主人翁意识和民族自豪感。 通过本课程的学习，要求学生达到以下目标： 目标 1：撰写关于材料改性或者新型功能材料开发的综述论文，如物理、化学改性、新型 功能材料制备，包括研究意义、研究现状、发展趋势等。能够对无机功能材料和应用高分子材 料的产品设计、工艺、检测方法等复杂问题的方案进行进行比较、分析及总结。 目标 2：对材料进行功能改性、或者新型功能材料开发进行设计。包括背景及意义、开发 目标、采取的方法、可行性、存在的困难及解决途径等方面进行阐述。能够针对无机功能材料 和应用高分子材料复杂工程问题进行系统或工艺流程优化设计，并考虑社会和人文因素。 目标 3：针对高分子材料和功能材料的功能性要求，能够基于材料“四要素”之间的关系， 聚焦对应材料复杂工程问题的对象特征，选择合适的研究路线，设计可行的实验方案。 目标 4：通过高分子材料和功能材料的改性及性能测试。能够对实验数据进行科学地分析 和解释，并通过信息综合获得合理有效得结论。 目标 5：通过实验前预习、了解相关实验背景，强化学生实验操作的主动性，规范性，解 决实验过程中遇到问题的能力。基于所学相关工程、人文、法律、环保等知识，对实验过程中 遇到的复杂工程问题涉及的技术和社会发展、安全健康、法律法规的因素进行分析，提高创新 分析能力。 三、课程教学目标及其对毕业要求的支撑 1、课程教学目标、达成途径与主要判据 表 1 本课程教学目标、达成途径与主要判据 课程教学目标 达成途径 考核方法 平时 表现 实验 报告
教学目标1：撰写关于材料改性或者新型功能材料开发的综述论文，文献综述。如物理、化学改性、新型功能材料制备，包括研究意义、研究现状、22发展趋势等。能够对无机功能材料和应用高分子材料的产品设计、工艺、检测方法等复杂问题的方案进行进行比较、分析及总结。教学目标2：对材料进行功能改性、或者新型功能材料开发进行设计。材料创新设计包括背景及意义、开发目标、采取的方法、可行性、存在的困难及解决途径等方面进行阐述。能够针对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行系统或工艺流程优化设计，并考虑社会和人文因素。教学目标3：针对高分子材料和功能材料的功能性要求，能够基于由自主预习、课堂讲授，实验操材料四要素”之间的关系，聚焦对应材料复杂工程问题的对象特V作和实验报告等征，选择合适的研究路线，设计可行的实验方案。环节共同支撑。由自主预习、课教学目标4：通过高分子材料和功能材料的改性及性能测试。能够对实验数据进行科学地分析和解释，并通过信息综合获得合理有效得结论。堂讲授，实验操V作和实验报告等环节共同支撑。教学目标5：通过实验前预习、了解相关实验背景，强化学生实验由课堂讲授，实操作的主动性，规范性，解决实验过程中遇到问题的能力。基于所验操作等环节共同支撑。VV学相关工程、人文、法律、环保等知识，对实验过程中遇到的复杂工程问题涉及的技术和社会发展、安全健康、法律法规的因素进行分析，提高创新分析能力。2、课程支撑的毕业要求和涉及的内涵观测点表2说明了本课程所支撑的4项毕业要求，所涉及的5个内涵观测点，以及它们与本课程教学目标之间的对应关系。表2本课程支撑的毕业要求和涉及的内涵观测点对应的教学目标支撑的毕业要求涉及的内涵观测点权重教学目标2.问题分析：能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，通过合适2-4能够运用评价标准、数学或物理的抽象模型识别和表达材料科学与模型对材料科学与工程领域，尤其以工程领域，尤其聚焦无机功能材料和无机功能材料和应用高分子材料为1.0应用高分子材料中的复杂工程问题，教学目标1主的产品设计、工艺制定、性能检测通过查阅文献、标准、规范规程，分和质量管理等复杂工程问题的解决析产品设计、工艺制定、性能检测和方案进行比较、分析及总结。质量管理等复杂工程问题，能获得有效结论
教学目标 1：撰写关于材料改性或者新型功能材料开发的综述论文， 如物理、化学改性、新型功能材料制备，包括研究意义、研究现状、 发展趋势等。能够对无机功能材料和应用高分子材料的产品设计、 工艺、检测方法等复杂问题的方案进行进行比较、分析及总结。 文献综述。 √ √ 教学目标 2：对材料进行功能改性、或者新型功能材料开发进行设计。 包括背景及意义、开发目标、采取的方法、可行性、存在的困难及解决 途径等方面进行阐述。能够针对无机功能材料和应用高分子材料复杂 工程问题进行系统或工艺流程优化设计，并考虑社会和人文因素。 材料创新设计 √ √ 教学目标 3：针对高分子材料和功能材料的功能性要求，能够基于 材料“四要素”之间的关系，聚焦对应材料复杂工程问题的对象特 征，选择合适的研究路线，设计可行的实验方案。 由自主预习、课 堂讲授，实验操 作和实验报告等 环节共同支撑。 √ √ 教学目标 4：通过高分子材料和功能材料的改性及性能测试。能够对实 验数据进行科学地分析和解释，并通过信息综合获得合理有效得结论。 由自主预习、课 堂讲授，实验操 作和实验报告等 环节共同支撑。 √ √ 教学目标 5：通过实验前预习、了解相关实验背景，强化学生实验 操作的主动性，规范性，解决实验过程中遇到问题的能力。基于所 学相关工程、人文、法律、环保等知识，对实验过程中遇到的复杂 工程问题涉及的技术和社会发展、安全健康、法律法规的因素进行 分析，提高创新分析能力。 由课堂讲授，实 验操作等环节共 同支撑。 √ √ 2、课程支撑的毕业要求和涉及的内涵观测点 表 2 说明了本课程所支撑的 4 项毕业要求，所涉及的 5 个内涵观测点，以及它们与本课程 教学目标之间的对应关系。 表 2 本课程支撑的毕业要求和涉及的内涵观测点 支撑的毕业要求 涉及的内涵观测点 对应的教学目标 教学目标 权重 2. 问题分析：能够运用数学、自然科 学和工程科学的基本原理，通过合适 的抽象模型识别和表达材料科学与 工程领域，尤其聚焦无机功能材料和 应用高分子材料中的复杂工程问题， 通过查阅文献、标准、规范规程，分 析产品设计、工艺制定、性能检测和 质量管理等复杂工程问题，能获得有 效结论。 2-4 能够运用评价标准、数学或物理 模型对材料科学与工程领域，尤其以 无机功能材料和应用高分子材料为 主的产品设计、工艺制定、性能检测 和质量管理等复杂工程问题的解决 方案进行比较、分析及总结。 教学目标 1 1.0
3．设计/开发解决方案：能够设计聚3-3能够在材料科学与工程领域，尤焦在无机功能材料和应用高分子材其针对无机功能材料和应用高分子料工程领域中复杂工程问题的解决材料复杂工程问题进行系统或工艺方案，设计满足特定需求的系统和工教学目标21.0流程优化设计，综合考虑社会、健康、艺流程，并能在设计环节中体现创新安全、法律、文化及环境等因素，体意识，考虑社会、健康、安全、法律、现创新意识。文化及环境等因素。4.研究：能够应用材料科学与工程领4-2能够基于材料“四要素"之间的关域基本原理及相关学科知识，具体针系，聚焦无机功能材料和应用高分子教学目标31.0材料复杂工程问题的对象特征，选择对无机功能材料和应用高分子材料产品设计、工艺制定、性能检测和质合理的研究路线，设计可行的实验方案。量管理等复杂工程问题进行创新性研究，包括设计实验、分析与解释数4-4能够对实验数据进行科学地分析据、并通过信息综合得到合理有效的教学目标41.0和解释，并通过信息综合获得合理有结论。效的结论。6.工程与社会：能够基于材料科学与工程领域相关背景知识，对无机功能6-2能够分析和评价材料科学与工程领域，特别是面向无机功能材料和应材料和应用高分子材料产品设计、工艺制定、性能检测和质量管理等进行用高分子材料工程实践对社会、健1.0教学目标5合理分析，评价工程实践和复杂工程康、安全、法律以及文化的影响，以问题解决方案对社会、健康、安全、及这些因素对项目实施的制约，强化法律以及文化的影响，并理解应承担社会责任感。的责任
3．设计/开发解决方案：能够设计聚 焦在无机功能材料和应用高分子材 料工程领域中复杂工程问题的解决 方案，设计满足特定需求的系统和工 艺流程，并能在设计环节中体现创新 意识，考虑社会、健康、安全、法律、 文化及环境等因素。 3-3 能够在材料科学与工程领域，尤 其针对无机功能材料和应用高分子 材料复杂工程问题进行系统或工艺 流程优化设计，综合考虑社会、健康、 安全、法律、文化及环境等因素，体 现创新意识。 教学目标 2 1.0 4. 研究：能够应用材料科学与工程领 域基本原理及相关学科知识，具体针 对无机功能材料和应用高分子材料 产品设计、工艺制定、性能检测和质 量管理等复杂工程问题进行创新性 研究，包括设计实验、分析与解释数 据、并通过信息综合得到合理有效的 结论。 4-2 能够基于材料“四要素”之间的关 系，聚焦无机功能材料和应用高分子 材料复杂工程问题的对象特征，选择 合理的研究路线，设计可行的实验方 案。 教学目标 3 1.0 4-4 能够对实验数据进行科学地分析 和解释，并通过信息综合获得合理有 效的结论。 教学目标 4 1.0 6．工程与社会：能够基于材料科学与 工程领域相关背景知识，对无机功能 材料和应用高分子材料产品设计、工 艺制定、性能检测和质量管理等进行 合理分析，评价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。 6-2 能够分析和评价材料科学与工程 领域，特别是面向无机功能材料和应 用高分子材料工程实践对社会、健 康、安全、法律以及文化的影响，以 及这些因素对项目实施的制约，强化 社会责任感。 教学目标 5 1.0
四、课程内容和教学安排表3理论教学内容与基本要求模块及课程课内教学课外教学内容细化的教学目标与要求学时方式学习目标1.长余辉玻长余辉1.掌握长余辉材料制备的原理。研读璃的合成玻璃的2.掌握固相法合成长余辉玻璃方法。课程2.长余辉玻制备及3.掌握长余辉玻璃发光性能的分析方法。璃发光性能教学分析实4.掌握XRD用于长余辉玻璃结构的分析方法。讲授大的分析12验（反5.通过长余辉材料在外墙玻璃等建筑、消防方面3.长余辉玻纲、映课程的应用介绍，以及在太阳能光电转换材料等方面璃的结构分实验目标3，的应用，使学生认识到材料创新对社会发展作用析。讲义4)的重要性。4.课程思政1.掌握高温法制备微晶玻璃。2.制取既有界面析晶又有体内自发析晶特征的微无晶玻璃。研读微晶玻机3.使微晶玻璃具有不同大小的多种颜色、多种晶璃的制课程1.微晶玻璃功型的整体结晶，独特的自然风格，并伴随有金星备及分制备教学能闪光的视觉效果。析实验8讲授大2.微晶玻璃材4.掌握XRD的测试方法。（反映纲、晶相分析料5.掌握XRD晶相分析方法。课程目实验3.课程思政模6.了解微晶玻璃在电磁炉、餐具等用于机械力学标3,4)讲义块材料，在飞机、火箭中用于结构材料，了解其对相关制造业的影响和作用。使学生认识到材料制备方法对产品性能和社会发展的作用。1.了解白光LED发光基本原理。白光研读LED封1.白光LED2.了解白光LED类型与基本结构。课程装工艺的封装教学3.掌握白光LED封装工艺与技术。与技术2.白光LED大12讲授实验（反的光学、电学4.掌握白光LED技术参数指标及检测方法。纲、映课程性能测试5.了解白光LED的发光原理、应用，以及节能环实验目标3，3.课程思政保的优势，使学生认识到创新对国家和社会发展讲义4)的重要影响
四、课程内容和教学安排 表 3 理论教学内容与基本要求 模块及课程 目标 教学内容 细化的教学目标与要求 课内 学时 教学 方式 课外 学习 无 机 功 能 材 料 模 块 长余辉 玻璃的 制备及 分析实 验（反 映课程 目标 3， 4） 1. 长 余 辉玻 璃的合成 2. 长 余 辉玻 璃发光性能 的分析 3. 长 余 辉玻 璃的结构分 析。 4.课程思政 1.掌握长余辉材料制备的原理。 2.掌握固相法合成长余辉玻璃方法。 3.掌握长余辉玻璃发光性能的分析方法。 4.掌握 XRD 用于长余辉玻璃结构的分析方法。 5.通过长余辉材料在外墙玻璃等建筑、消防方面 的应用介绍，以及在太阳能光电转换材料等方面 的应用，使学生认识到材料创新对社会发展作用 的重要性。 12 讲授 研读 课程 教学 大 纲、 实验 讲义 微晶玻 璃的制 备及分 析实验 （反映 课程目 标 3，4） 1. 微 晶 玻璃 制备 2. 微 晶 玻璃 晶相分析 3.课程思政 1.掌握高温法制备微晶玻璃。 2.制取既有界面析晶又有体内自发析晶特征的微 晶玻璃。 3.使微晶玻璃具有不同大小的多种颜色、多种晶 型的整体结晶，独特的自然风格，并伴随有金星 闪光的视觉效果。 4.掌握 XRD 的测试方法。 5.掌握 XRD 晶相分析方法。 6.了解微晶玻璃在电磁炉、餐具等用于机械力学 材料，在飞机、火箭中用于结构材料，了解其对 相关制造业的影响和作用。使学生认识到材料制 备方法对产品性能和社会发展的作用。 8 讲授 研读 课程 教学 大 纲、 实验 讲义 白 光 LED 封 装工艺 与技术 实验（反 映课程 目标 3， 4） 1.白光 LED 的封装 2.白光 LED 的光学、电学 性能测试 3.课程思政 1.了解白光 LED 发光基本原理。 2.了解白光 LED 类型与基本结构。 3.掌握白光 LED 封装工艺与技术。 4.掌握白光 LED 技术参数指标及检测方法。 5.了解白光 LED 的发光原理、应用，以及节能环 保的优势，使学生认识到创新对国家和社会发展 的重要影响。 12 讲授 研读 课程 教学 大 纲、 实验 讲义