《工程材料前沿》教学大纲课程类别（必修/选修）：选修课程名称：工程材料前沿课程英文名称：FrontierIssuesofEngineeringMaterials其中实验/实践学时：0总学时/周学时/学分：24/2/1.5先修课程：材料科学基础后续课程支撑：复合材料、生物医用材料、新型功能材料授课时间：1-12周，星期四1-2节授课地点：松山湖校区6B503授课对象：2018级金属材料1班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：李月明（讲师）、孔风玉（讲师）答疑时间、地点与方式：每次课的课后，一对一问答方式：通过电子邮件等方式答疑。课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：工程材料（第五版），朱张校，姚可夫，清华大学出版社，2011教学参考资料：材料科学与工程国际前沿，李恒德，济南：山东科学技术出版社，2002课程简介：工程材料前沿是一门材料类本科生的选修课程，引导学生打开材料的大门，对工程材料及国际国内前沿材料有一个整体的认识，了解前沿材料的重要性和关键性，熟悉前沿材料领域，知道当前材料的发展方向，为今后学习其他的材料专业课程起到一个承前启后的作用，并通过课程让同学们了解国内国际前沿材料发展及其应用。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点
《工程材料前沿》教学大纲 课程名称：工程材料前沿 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Frontier Issues of Engineering Materials 总学时/周学时/学分：24/2/1.5 其中实验/实践学时：0 先修课程：材料科学基础 后续课程支撑：复合材料、生物医用材料、新型功能材料 授课时间：1-12 周，星期四 1-2 节 授课地点：松山湖校区 6B503 授课对象：2018 级金属材料 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：李月明（讲师）、孔凤玉（讲师） 答疑时间、地点与方式：每次课的课后，一对一问答方式；通过电子邮件等方式答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（√）其它（） 使用教材：工程材料（第五版），朱张校，姚可夫，清华大学出版社，2011 教学参考资料：材料科学与工程国际前沿，李恒德，济南:山东科学技术出版社，2002 课程简介：工程材料前沿是一门材料类本科生的选修课程，引导学生打开材料的大门，对工程材料及国际国内前沿材料有一个整体的认识，了解前沿材 料的重要性和关键性，熟悉前沿材料领域，知道当前材料的发展方向，为今后学习其他的材料专业课程起到一个承前启后的作用，并通过课程让同学们 了解国内国际前沿材料发展及其应用。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求
目标1（知识目标）：C1.能够将数学、自然科学和金属材料工程专业知识用手解决掌握数学知识，具有较强的数学计该课程性质是属于材料导论。围绕材料概论复杂工程问题。算能力：并能将其用于解决金属材材料性能、材料加工三大模块，以金属材料、陶瓷C2.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、料制备、加工领域的复杂工程问材料、高分子材料及复合材料为对象，深入浅出、表达、并通过文献研究分析金属材料领域的复杂工题。具有综合运用所学的数学，自直观形象地将理论与实际结合在一起，建立和强程问题，以获得有效结论。然科学和工程科学的基本原理分化对材料科学与工程的概念体系，从而在在掌握析解决金属材料制备、加工领域的材料共性规律与特点的基础上，理解材料科学与复杂工程问题。工程的内涵，学会分析材料问题的方法。C3.能够设计针对金属材料制备、加工过程中所涉及的工艺进能够针对金属材料领域的复杂工行设计并制定解决方案，能够在设计环程问题，设计满足特定需求的解决节中体现创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化方案或工艺流程。掌握自然科学的目标2（能力目标）以及环境等因素。基本原理及方法，具备实验设计、了解材料科学与工程的发展历史，地位及作C4.能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料工程领域复数据分析和总结规律的能力。能够用，以材料科学与工程"四要素"及其相互关系为杂技术问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数开发、选择及使用现代专业检测设中心，系统学习材料共性规律与发展趋势，有效激据、并通过信息综合得出合理有效的结论。备、资源及技术来分析金属材料工发自己学习材料的兴趣及潜力，为后续学习发挥C5.能够针对金属材料的设计、制备、加工等问题，开发、选择程中涉及合金设计与制备、产品加引领和基础作用。与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和工等方面的复杂工程问题，并能够信息技术工具，对金属材料工程领域复杂问题进行预测与模拟，理解其局限性。并能够理解其局限性
目标 1（知识目标）： 该课程性质是属于材料导论。围绕材料概论、 材料性能、材料加工三大模块，以金属材料、陶瓷 材料、高分子材料及复合材料为对象，深入浅出、 直观形象地将理论与实际结合在一起，建立和强 化对材料科学与工程的概念体系，从而在在掌握 材料共性规律与特点的基础上，理解材料科学与 工程的内涵，学会分析材料问题的方法。 掌握数学知识，具有较强的数学计 算能力；并能将其用于解决金属材 料制备、加工领域的复杂工程问 题。具有综合运用所学的数学，自 然科学和工程科学的基本原理分 析解决金属材料制备、加工领域的 复杂工程问题。 C1. 能够将数学、自然科学和金属材料工程专业知识用于解决 复杂工程问题。 C2．能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、 表达、并通过文献研究分析金属材料领域的复杂工 程问题，以获得有效结论。 目标 2（能力目标） 了解材料科学与工程的发展历史，地位及作 用，以材料科学与工程“四要素”及其相互关系为 中心，系统学习材料共性规律与发展趋势，有效激 发自己学习材料的兴趣及潜力，为后续学习发挥 引领和基础作用。 能够针对金属材料领域的复杂工 程问题，设计满足特定需求的解决 方案或工艺流程。掌握自然科学的 基本原理及方法，具备实验设计、 数据分析和总结规律的能力。能够 开发、选择及使用现代专业检测设 备、资源及技术来分析金属材料工 程中涉及合金设计与制备、产品加 工等方面的复杂工程问题，并能够 理解其局限性。 C3．能够设计针对金属材料制备、加工过程中所涉及的工艺进 行设计并制定解决方案，能够在设计环 节中体现创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化 以及环境等因素。 C4．能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料工程领域复 杂技术问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数 据、并通过信息综合得出合理有效的结论。 C5．能够针对金属材料的设计、制备、加工等问题，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，对金属材料工程领域复杂问题进行预测与模拟， 并能够理解其局限性
正确认识金属材料工程对于客观世界和社会的影响。具有环保和可C6.能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分析，评价持续发展的意识和相关知识，了解金属材料工程领域实践和复杂问题解决方案对社与金属材料工程相关的职业和行会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。目标3（素质目标）业环保及可持续发展的法律法规。C7.能够理解和评价针对复杂金属材料工程问题的实践对环培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探具有良好的语言文字表达能力，能境、社会可持续发展的影响。T究科学的学习态度和思想意识：够撰写科技与行业报告和设计汇C10.能够就金属材料复杂工程问题与业界同行及社会公众进行养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求报文稿、陈述发言、清晰表达或回有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发是的科学态度和职业道德。言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文应指令，能够就金属材料相关的复杂工程问题与业界同行及社会公化背景下进行沟通和交流。众进行有效沟通和交流。具有自主C12.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展学习和终身学习的意识，有不断学的能力。习和适应发展的能力。理论教学进程表教学模式学时教学内容（重点、难点、课学生学习预期成支撑课程周次教学主题授课教师（线上/混合式/线教学方法作业安排数果程思政融入点）目标下课程思政作材料的定义、特点、作用与发展业：要求学目标1能够了解材料生每人阅读重点：材料科学与工程的四绪论孔风玉线下教学讲授12一篇与材料的发展趋势目标3要素发展有关的难点：材料的发展趋势文章或书籍
目标 3（素质目标） 培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探 究科学的学习态度和思想意识； 养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求 是的科学态度和职业道德。 正确认识金属材料工程对于客观 世界和社会的影响。具有环保和可 持续发展的意识和相关知识，了解 与金属材料工程相关的职业和行 业环保及可持续发展的法律法规。 具有良好的语言文字表达能力，能 够撰写科技与行业报告和设计汇 报文稿、陈述发言、清晰表达或回 应指令，能够就金属材料相关的复 杂工程问题与业界同行及社会公 众进行有效沟通和交流。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。 C6．能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分析，评价 金属材料工程领域实践和复杂问题解决方案对社 会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 C7. 能够理解和评价针对复杂金属材料工程问题的实践对环 境、社会可持续发展的影响。 C10．能够就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。 C12. 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。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时 数 教学内容（重点、难点、课 程思政融入点） 学生学习预期成 果 教学模式 （线上/混合式/线 下 教学方法 作业安排 支撑课程 目标 1 绪论 孔凤玉 2 材料的定义、特点、作用与 发展 重点：材料科学与工程的四 要素 难点：材料的发展趋势 能够了解材料 的发展趋势 线下教学 讲授 课程思政作 业：要求学 生每人阅读 一篇与材料 发展有关的 文章或书籍 目标 1 目标 3
课程思政融入点：介绍材料的演变过程，历代伟人的巨大贡献，培养学生的爱国精神。金属材料，钢铁材料，有色金属，铝及铝合金重点：铝合金的特性目标1完成相应的了解铝合金及难点：铝的合金化及分类线下教学2结构材料一孔风玉2讲授特性测试题目标2课程思政融入点：介绍我国金属材料、钢铁材料等的发展过程，历代伟人的巨大献，培养学生的爱国精神变形铝合金，铸造铝合金，铝合金的热处理，铝合金的经典固溶时效理论查阅文献，目标1了解铝合金的重点：铝合金的热处理孔风玉讲投3-4结构材料二4线下教学完成主题加工工艺目标2ppt难点：铝合金的经典固溶时效理论课程思政作钛及钛合金的热处理，钛合业：要求学金的微观组织与性能，常用生每人阅读钛合金介绍目标1了解常用钛合一篇与金属5李月明讲投结构材料四2线下教学重点：钛及钛合金的应用金及其应用目标3结构材料有难点：钛合金的微观组织与关的文章或性能书籍
课程思政融入点：介绍材料 的演变过程，历代伟人的巨 大贡献，培养学生的爱国精 神。 2 结构材料一 孔凤玉 2 金属材料，钢铁材料，有色 金属，铝及铝合金 重点：铝合金的特性 难点：铝的合金化及分类 课程思政融入点：介绍我国 金属材料、钢铁材料等的发 展过程，历代伟人的巨大贡 献，培养学生的爱国精神 了解铝合金及 特性 线下教学 讲授 完成相应的 测试题 目标 1 目标 2 3 - 4 结构材料二 孔凤玉 4 变形铝合金，铸造铝合金， 铝合金的热处理，铝合金的 经典固溶时效理论 重点：铝合金的热处理 难点：铝合金的经典固溶时 效理论 了解铝合金的 加工工艺 线下教学 讲授 查阅文献， 完成主题 ppt 目标 1 目标 2 5 结构材料四 李月明 2 钛及钛合金的热处理，钛合 金的微观组织与性能，常用 钛合金介绍 重点：钛及钛合金的应用 难点：钛合金的微观组织与 性能 了解常用钛合 金及其应用 线下教学 讲授 课程思政作 业：要求学 生每人阅读 一篇与金属 结构材料 有 关的文章或 书籍 目标 1 目标 3
课程思政融入点：介绍我国钛合金等的发展过程，历代伟人的巨大贡献，培养学生的爱国精神铜及铜合金，陶瓷材料，高了解陶瓷材分子材料，复合材料的概述目标1完成相应的讲投料、铜合金及6结构材料五李月明2线下教学重点：陶瓷材料测试题目标2复合材料功能材料概述，超导材料，电性和磁性材料，功能陶瓷了解常见功能查阅文献，材料，功能高分子材料，功目标1材料种类及用7-8功能材料李月明讲授完成主题4能复合材料线下教学目标2途ppt重点：超导材料难点：电性和磁性材料材料的加工工艺，金属的塑课程思政作性变形，铸造，焊接，锻造，业：要求学热处理，铁碳相图合金相生每人阅读了解常见的金图，铁碳合金中的相和组目标1一篇与功能9属材料的加工讲投材料的加工工艺李月明线下教学4织，热处理工艺，表面及化目标3材料有关的工艺学热处理，3D打印概述文章或书籍重点及难点：材料的加工工艺熟悉负责讲述完成小组汇目标1合金材料、生物材料、形状材料的特点和报、小组互10孔风玉2新材料前沿介绍线下教学小组报告记忆合金目标2评性能
课程思政融入点：介绍我国 钛合金等的发展过程，历代 伟人的巨大贡献，培养学生 的爱国精神 6 结构材料五 李月明 2 铜及铜合金，陶瓷材料，高 分子材料，复合材料的概述 重点：陶瓷材料 了解陶瓷材 料、铜合金及 复合材料 线下教学 讲授 完成相应的 测试题 目标 1 目标 2 7 - 8 功能材料 李月明 4 功能材料概述，超导材料， 电性和磁性材料，功能陶瓷 材料，功能高分子材料，功 能复合材料 重点：超导材料 难点：电性和磁性材料 了解常见功能 材料种类及用 途 线下教学 讲授 查阅文献， 完成主题 ppt 目标 1 目标 2 9 材料的加工工艺 李月明 4 材料的加工工艺，金属的塑 性变形，铸造，焊接，锻造， 热处理，铁碳相图合金相 图，铁碳合金中的相和组 织，热处理工艺，表面及化 学热处理，3D 打印概述 重点及难点：材料的加工工 艺 了解常见的金 属材料的加工 工艺 线下教学 讲授 课程思政作 业：要求学 生每人阅读 一篇与功能 材料有关的 文章或书籍 目标 1 目标 3 10 新材料前沿介绍 孔凤玉 2 合金材料、生物材料、形状 记忆合金 熟悉负责讲述 材料的特点和 性能 线下教学 小组报告 完成小组汇 报、小组互 评 目标 1 目标 2