21级《材料科学基础实验A》-课程教学大纲一、课程基本信息课程中文（英文）名称：材料科学基础实验A（BasicExperimentofMaterialScience）课程代码：112148001S课程总学时（实验学时）：48学分：1.5课程性质：专业基础课、必修先修课程：材料科学基础后续课程：材料物理性能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4学期二、课程简介与课程思政1.课程简介《材料科学基础实验A》是材料科学与工程专业的专业核心课，基于材料科学领域基本原理，针对材料复杂工艺过程，研究材料结构、组成与性能之间联系的实践性课程。本课程的目标使学生具有扎实的专业基础，能运用专业仪器、工程工具、信息资源等分析和解决材料相关的复杂工程问题。内容主要包括：实验误差及数据处理、晶体结构、材料的显微结构与性能分析、相平衡及相图、非晶态结构与性质、表面与分散体系、扩散与固相反应动力学、材料物理性能实验等。通过拉伸、弯曲、冲击、硬度，耐热性、阻燃性，导电性、介电性能、透湿性、光学等性能测试实验，掌握相关的的基本概念、理解其内涵。掌握定性与定量分析能力，形成初步的材料表征及性能评估能力。通过文献查阅和总结，提高自主学习能力，并增强社会责任感和创新意识。2.课程思政材料是人类赖以生存的物质基础，是产业发展的基石，关系到国家发展和安全，是国家强大的重要标志。各种新材料正在对技术进步和社会发展起到更加重要的作用。通过对学生实验
21 级《材料科学基础实验 A》-课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文（英文）名称：材料科学基础实验 A（Basic Experiment of Material Science） 课程代码：112148001S 课程总学时（实验学时）：48 学分：1.5 课程性质：专业基础课、必修 先修课程：材料科学基础 后续课程：材料物理性能等专业核心课程 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 4 学期 二、课程简介与课程思政 1.课程简介 《材料科学基础实验 A》是材料科学与工程专业的专业核心课，基于材料科学领域基本原 理，针对材料复杂工艺过程，研究材料结构、组成与性能之间联系的实践性课程。本课程的目 标使学生具有扎实的专业基础，能运用专业仪器、工程工具、信息资源等分析和解决材料相关 的复杂工程问题。内容主要包括：实验误差及数据处理、晶体结构、材料的显微结构与性能分 析、相平衡及相图、非晶态结构与性质、表面与分散体系、扩散与固相反应动力学、材料物理 性能实验等。通过拉伸、弯曲、冲击、硬度，耐热性、阻燃性，导电性、介电性能、透湿性、 光学等性能测试实验，掌握相关的的基本概念、理解其内涵。掌握定性与定量分析能力，形成 初步的材料表征及性能评估能力。通过文献查阅和总结，提高自主学习能力，并增强社会责任 感和创新意识。 2. 课程思政 材料是人类赖以生存的物质基础，是产业发展的基石，关系到国家发展和安全，是国家强 大的重要标志。各种新材料正在对技术进步和社会发展起到更加重要的作用。通过对学生实验
技能的培养，锻炼学生的思维和实际动手能力，培养严谨求实的学习态度、理论联系实际的学习作风和创新思维等，以此获得科学研究的初步训练，并让学生充分了解我国材料邻域的最新研究前沿及最新分析表征手段，学会分析策略，激发学生的民族自豪感和归属感，提高学生的爱国情操。同时，培养学生一丝不苟、实事求是的科学研究精神。通过本课程的学习，要求学生达到以下目标：目标1：通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩固所学专业基础知识，加深对材料常规物理、化学性质基本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研究，运用材料科学与工程的有关基本理论和专业知识，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题，进行调研和分析，提出优化途径。目标2：通过拉伸、弯曲、冲击、耐磨、透光、透湿相关力学、光学等性能测试实验，能够从结构、性质、制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方案，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行研究，目标3：通过显微硬度、电阻率测试、导热、维卡、氧指数、热震等实验，掌握相应性能的评价方法，结合材料科学与工程专业基础的基本原理、产品性能、应用场景等信息，对数据进行分析和评价，具备对无机功能材料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。目标4：通过拉伸、弯曲、显微硬度、电阻率热震等实验，掌握excel、origin等现代工程工具的原理和方法，并应用于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的实验数据的获取。目标5：通过冲击、耐磨、透光、维卡、氧指数、透湿等实验，实现对特定性能的测试方法设计、仪器设备选择、实验方案设计、分析软件使用、实验数据分析等相关能力的提升，从而具备对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题分析和解决能力。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达成途径课程教学目标平时「实验操作成绩报告考试
技能的培养，锻炼学生的思维和实际动手能力，培养严谨求实的学习态度、理论联系实际的学 习作风和创新思维等，以此获得科学研究的初步训练，并让学生充分了解我国材料邻域的最新 研究前沿及最新分析表征手段，学会分析策略，激发学生的民族自豪感和归属感，提高学生的 爱国情操。同时，培养学生一丝不苟、实事求是的科学研究精神。 通过本课程的学习，要求学生达到以下目标： 目标 1：通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩固所学专业基础知识，加深对材料常 规物理、化学性质基本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研究，运用材料科学与工程的 有关基本理论和专业知识，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题，进行调研和分析， 提出优化途径。 目标 2：通过拉伸、弯曲、冲击、耐磨、透光、透湿相关力学、光学等性能测试实验，能 够从结构、性质、制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方案，对无机功能材料 和应用高分子材料复杂工程问题进行研究。 目标 3：通过显微硬度、电阻率测试、导热、维卡、氧指数、热震等实验，掌握相应性能 的评价方法，结合材料科学与工程专业基础的基本原理、产品性能、应用场景等信息，对数据 进行分析和评价，具备对无机功能材料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。 目标 4：通过拉伸、弯曲、显微硬度、电阻率热震等实验，掌握 excel、origin 等现代工程 工具的原理和方法，并应用于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的实验数据的获取。 目标 5：通过冲击、耐磨、透光、维卡、氧指数、透湿等实验，实现对特定性能的测试方 法设计、仪器设备选择、实验方案设计、分析软件使用、实验数据分析等相关能力的提升，从 而具备对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题分析和解决能力。 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 成绩 实验 报告 操作 考试
教学目标1通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩由课前预习、课堂固所学专业基础知识，加深对材料常规物理、化学性质基讲授和实验、综述本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研究，运用材论文环节共同支料科学与工程的有关基本理论和专业知识，对无机功能撑。材料和应用高分子材料复杂工程问题，进行调研和分析，提出优化途径。教学目标2通过拉伸、弯曲、冲击、耐磨、透光、透湿由实验报告、操作相关力学、光学等性能测试实验，能够从结构、性质、考试环节支撑。制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方案，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行研究。教学目标3通过显微硬度、电阻率测试、导热、维卡、由实验报告、操作氧指数、热震等实验，掌握相应性能的评价方法，结合考试环节支撑。V材料科学与工程专业基础的基本原理、产品性能、应用场景等信息，对数据进行分析和评价，具备对无机功能材料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。教学目标4通过拉伸、弯曲、显微硬度、电阻率热震等由实验报告、操作实验，掌握excel、origin等现代工程工具的原理和方考试环节支撑。法，并应用于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的实验数据的获取。教学目标5通过冲击、耐磨、透光、维卡、氧指数、透由实验报告、操作湿等实验，实现对特定性能的测试方法设计、仪器设备考试环节支撑。J选择、实验方案设计、分析软件使用、实验数据分析等相关能力的提升，从而具备对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题分析和解决能力。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2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
教学目标 1 通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩 固所学专业基础知识，加深对材料常规物理、化学性质基 本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研究，运用材 料科学与工程的有关基本理论和专业知识，对无机功能 材料和应用高分子材料复杂工程问题，进行调研和分析， 提出优化途径。 由课前预习、课堂 讲授和实验、综述 论文环节共同支 撑。 √ 教学目标 2 通过拉伸、弯曲、冲击、耐磨、透光、透湿 相关力学、光学等性能测试实验，能够从结构、性质、 制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方 案，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进 行研究。 由实验报告、操作 考试环节支撑。 √ √ 教学目标 3 通过显微硬度、电阻率测试、导热、维卡、 氧指数、热震等实验，掌握相应性能的评价方法，结合 材料科学与工程专业基础的基本原理、产品性能、应用 场景等信息，对数据进行分析和评价，具备对无机功能 材料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。 由实验报告、操作 考试环节支撑。 √ √ 教学目标 4 通过拉伸、弯曲、显微硬度、电阻率热震等 实验，掌握 excel、origin 等现代工程工具的原理和方 法，并应用于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的 实验数据的获取。 由实验报告、操作 考试环节支撑。 √ √ 教学目标 5 通过冲击、耐磨、透光、维卡、氧指数、透 湿等实验，实现对特定性能的测试方法设计、仪器设备 选择、实验方案设计、分析软件使用、实验数据分析等 相关能力的提升，从而具备对无机功能材料和应用高分 子材料复杂工程问题分析和解决能力。 由实验报告、操作 考试环节支撑。 √ √ 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 2 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教学目标权重4-1能够基于材料科学与工程的基本原理，通过文献研究或者相关方法，调研和分析以教学目标1.0无机功能材料和应用高分子材料为基础的复14.研究：能够基于材料科学与工程杂工程问题解决方案。领域科学原理并采用科学方法，具4-2能够基于材料“四要素”之间的关系，聚焦体针对无机功能材料和应用高分无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问教学目标1.02子材料复杂工程问题进行研究，包题的对象特征，选择合理的研究路线，设计可行的实验方案。括设计实验、分析与解释数据、并4-3能够依据实验方案，安全开展实验，正确通过信息综合得到合理有效的结获取材料科学与工程领域，特别是无机功能论。教学目标1.0材料和应用高分子材料方向产品设计、工艺3制定、性能检测和质量管理过程中的实验数据。5-1能够掌握材料科学与工程领域，特别是5.使用现代工具：能够在材料科学无机功能材料和应用高分子材料专业常用的教学目标与工程领域，尤其针对无机功能材41.0现代工程工具、信息技术工具和材料专用分料和应用高分子材料复杂工程问析和模拟软件的使用原理和方法，并理解其题，开发、选择与使用恰当的技术、局限性。资源、现代工程工具和信息技术工5-2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，聚焦无机功具，对复杂工程问题进行预测与模教学目标1.0能材料和应用高分子材料领域复杂工程问题拟，并能够理解其局限性。5进行分析、计算和设计
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 4.研究：能够基于材料科学与工程 领域科学原理并采用科学方法，具 体针对无机功能材料和应用高分 子材料复杂工程问题进行研究，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。 4-1 能够基于材料科学与工程的基本原理， 通过文献研究或者相关方法，调研和分析以 无机功能材料和应用高分子材料为基础的复 杂工程问题解决方案。 教学目标 1 1.0 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 2 1.0 4-3 能够依据实验方案，安全开展实验，正确 获取材料科学与工程领域，特别是无机功能 材料和应用高分子材料方向产品设计、工艺 制定、性能检测和质量管理过程中的实验数 据。 教学目标 3 1.0 5.使用现代工具：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，开发、选择与使用恰当的技术、 资源、现代工程工具和信息技术工 具，对复杂工程问题进行预测与模 拟，并能够理解其局限性。 5-1 能够掌握材料科学与工程领域，特别是 无机功能材料和应用高分子材料专业常用的 现代工程工具、信息技术工具和材料专用分 析和模拟软件的使用原理和方法，并理解其 局限性。 教学目标 4 1.0 5-2 能够选择与使用恰当的仪器、信息资 源、工程工具和专业模拟软件，聚焦无机功 能材料和应用高分子材料领域复杂工程问题 进行分析、计算和设计。 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课外模块及课程目课内学教学教学内容细化的教学目标与要求时标方式学习1、了解不同拉伸实验试样形状特点和选观看1、板材拉伸试样择原则和试样的加工方法；的制备；“基2、掌握静等拉伸实验的原理和方法；材料拉伸性能建传2、试样尺寸的测讲授3、掌握应力一应变曲线的意义；实验（反映课量;奇-4、了解不同种类材料应力一应变曲线的4+试中国程目标2和3、试样的拉伸实不同特点：验4)验；龙门5、了解我国开发高强度抗拉伸性能的吊”4、数据处理。材料与我国“龙门吊发展历程，增强民视频5、课程思政。族自豪感。1、板材弯曲试样的制备；1、了解弯曲试样的加工方法和弯曲性能材料弯曲性能测试的意义；2、试样尺寸的测讲授测试（反映课量；2、掌握材料弯曲实验的原理；4+试程目标2和3、试样的弯曲性3、掌握弯曲性能的测试方法：验4)能测试；4、从“粤港澳大桥”建设中选材引出测量材4、数据处理。料弯曲性能的重要性。5、课程思政。1、了解冲击强度的意义；1、试样尺寸的测2、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的实验材料冲击性能量；原理；讲授测试（反映课程2、试样的冲击性3、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的测试+试4验目标，2和5）能测试；方法。4、“粤港澳大桥"建设中如何选择抗冲击性3、课程思政。引出测量材料冲击性能的重要性。1、了解材料硬度的种类和意义；2、掌握洛氏硬度和显微硬度测量原理；材料显微硬度1、仪器的准备；讲授3、熟悉洛氏硬度计、显微硬度计的规范操测试（反映课2、硬度的测量；+试4作。3、数据的处理；程目标3和4、我国田永君院士世界首创开发出比金验4)4、课程思政。刚石还硬的超硬材料，鼓励学生积极继续深造不断创造世界第一。1、仪器的准备；2、耐磨性的测1、了解材料耐磨性能测试的意义；材料耐磨性能讲授量：2、掌握材料耐磨性能的测试原理和方法；+试测试（反映课N3、称量和数据处3、我国“盾构机"建设中如何选择超硬耐磨验程目标2，5)理；材料引出测量材料耐磨性能的重要性。4、课程思政
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 材料拉伸性能 实验（反映课 程目标 2 和 4） 1、板材拉伸试样 的制备； 2、试样尺寸的测 量； 3、试样的拉伸实 验； 4、数据处理。 5、课程思政。 1、了解不同拉伸实验试样形状特点和选 择原则和试样的加工方法； 2、掌握静等拉伸实验的原理和方法； 3、掌握应力－应变曲线的意义； 4、了解不同种类材料应力－应变曲线的 不同特点； 5、了解我国开发高强度抗拉伸性能的 材料与我国“龙门吊”发展历程，增强民 族自豪感。 4 讲授 +试 验 观看 “基 建传 奇- 中国 龙门 吊” 视频 材料弯曲性能 测试（反映课 程目标 2 和 4） 1、板材弯曲试样 的制备； 2、试样尺寸的测 量； 3、试样的弯曲性 能测试； 4、数据处理。 5、课程思政。 1、了解弯曲试样的加工方法和弯曲性能 测试的意义； 2、掌握材料弯曲实验的原理； 3、掌握弯曲性能的测试方法； 4、从“粤港澳大桥”建设中选材引出测量材 料弯曲性能的重要性。 4 讲授 +试 验 材料冲击性能 测试（反映课程 目标，2 和 5） 1、试样尺寸的测 量； 2、试样的冲击性 能测试； 3、课程思政。 1、了解冲击强度的意义； 2、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的实验 原理； 3、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的测试 方法。 4、“粤港澳大桥”建设中如何选择抗冲击性 引出测量材料冲击性能的重要性。 4 讲授 +试 验 材料显微硬度 测试（反映课 程目标 3 和 4） 1、仪器的准备； 2、硬度的测量； 3、数据的处理； 4、课程思政。 1、了解材料硬度的种类和意义； 2、掌握洛氏硬度和显微硬度测量原理； 3、熟悉洛氏硬度计、显微硬度计的规范操 作。 4、我国田永君院士世界首创开发出比金 刚石还硬的超硬材料，鼓励学生积极继续 深造不断创造世界第一。 4 讲授 +试 验 材料耐磨性能 测试（反映课 程目标 2，5） 1、仪器的准备； 2 、耐磨性的测 量； 3、称量和数据处 理； 4、课程思政。 1、了解材料耐磨性能测试的意义； 2、掌握材料耐磨性能的测试原理和方法； 3、我国“盾构机”建设中如何选择超硬耐磨 材料引出测量材料耐磨性能的重要性。 4 讲授 +试 验