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《材料科学与工程基础》课程教学大纲

一、课程基本情况

课程代码：101134223201

课程名称（中/英文）：材料科学与工程基础/FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering

课程类别：专业核心课程

学分：4

总学时：64

理论学时：56

实验/实践学时：8

适用专业：材料物理

适用对象：本科

先修课程：物理化学、晶体学基础、高等数学、大学物理

教学环境：线下或混合式教学

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《材料科学与工程基础》课程是材料物理专业的重要专业基础必修课程，考试课。本课程主要通过介绍材料科学中的共性规律，即材料的组成-形成（工艺）条件-结构-性能-材料用途之间相互关系及制约规律，让学生掌握材料的基础理论知识和基本的实验技能，培养学生分析问题和解决问题的基本思维能力，并为后续学习各种材料合成、生产工艺课程打下必需的理论基础。在本课程各章绪论环节，导入了自改革开放以来中国在材料领域的研究及生产成果，激发学生道路自信与爱国热忱，提高学生服务祖国、投入建材一线建功立业的热情。

2.对接培养的岗位能力：通过对课程的学习，学生具有扎实的材料学相关理论的基础，对于光伏行业，无机非金属行业的常见产品的生产原理有一定的理解，为学生的求学、就业选择和工作中进行技术创新提供支持。

三、课程教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点1.2]能够针对工程领域的系统或过程，选择或建立相应的数学、物理模型，用于进行太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题的分析与评价，并利用计算机求解。

[毕业要求指标点2.2]能够基于材料物理相关知识和原理，采用文字、图表、模型等方式表达太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题。

[毕业要求指标点3.1]掌握太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。

[毕业要求指标点4.2]能够基于新材料、新工艺、新技术和新设备的研发现状，针对新能源材料制备复杂工程问题的特定性能需求，利用材料物理的基本原理，选择合理技术路线，设计可行试验方案。

2.课程教学目标

对应毕业要求指标点，具体内容如下

教学目标1：掌握材料科学的一些基本原理，把这些原理应用在模型建立上，并利用计算机求出合理的解，去解决太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题的分析与评价等问题。（支撑毕业要求指标点1.2）

教学目标2：使学生掌握晶体学的基本原理，为后续其它课程的学习奠定基础；能够对所学知识加以运用，以文字、图表、模型等方式表达太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题。（支撑毕业要求指标点2.2）

教学目标3：使学生了材料组成、微观结构、制备方法与材料性能之间的相互关系，掌握新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。（支撑毕业要求指标点3.1）。

教学目标4：培养学生利用所学理论知识解析太阳能光伏和锂离子电池相关行业前沿研究成果的能力，并把结果运用于实际生产，优化已有技术方案，设计更可行的试验方案。（支撑毕业要求指标点4.2）

教学课时安排

（一）学时分配

主题或知识点

教学内容

总学时

学时

完成课程

教学目标

讲课

实验

实践

主题或知识点1

材料引言

2

2

0

0

1,2

主题或知识点2

晶体结构

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点3

晶体结构缺陷

8

8

0

0

1,2,3,4

主题或知识点4

非晶态结构与性质

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点5

表面结构与性质

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点6

相平衡与相图

12

12

0

0

1,2,3,4

主题或知识点7

基本动力学过程-扩散

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点8

材料中的相变

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点9

材料制备中的固态反应

4

4

0

0

1,2,3,4

主题或知识点10

烧结

6

6

0

0

1,2,3,4

实验一

淬冷法研究相平衡

4

0

4

0

1,2,3,4

实验二

热重分析

4

0

4

0

1,2,3,4

合计

64

56

8

0

（二）实践教学安排（指含有实验或实践内容的课程）

序号

实验/实践项目名称

实验/实践学时

实验/实类型

实验/实要求

每组

人数

备注

1

淬冷法研究相平衡

4

综合性

必做

2

2

热重分析

4

综合性

必做

2

五、教学内容及教学设计

主题1材料引言

1.教学内容：宏观的向学生介绍一些与课程相关的知识及其应用，材料科学在国民生产中的重要地位与作用。介绍材料科学在国民生产中不可取代的地位及其在现代