《机械基础》教案（项目2 工程材料）.docx

《机械基础》

教案

课题

认识工程材料

课时

1

教学目标

知识技能目标：

（1）了解工程材料的基本定义和分类。

（2）掌握常见工程材料的特点等。

（3）懂得分析各种工程材料在航空航天、汽车、船舶等工业中的应用实例。

思政育人目标：

通过工程材料的发展历史和国家在材料科学领域的成就，增强学生的国家自豪感和民族自信心。

教学重难点

教学重点：了解工程材料的基本定义和分类，掌握常见工程材料的特点。

教学难点：理解不同材料性能与其微观结构之间的关系；如何根据特定工程需求选择合适的工程材料。

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法。

教学设计

新课导入→新课讲授→课堂训练→课堂小结→作业布置。

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

第一节课

新课导入

【教师活动】

图片展示，讲述一个因材料选择不当导致工程失败的案例，如桥梁坍塌或飞机事故。

【学生活动】

明确本节课的学习目标，让学生知道将要探索哪些工程材料及其重要性。

图片展示直观，故事引入，引发学生对材料重要性的思考，激发学习兴趣。

新课讲授

一、工程材料的定义与分类

【教师活动】知识点的讲解

通过PPT课件等教学资源，讲解工程材料的定义与分类。

1．工程材料的定义

工程材料是指用来制作各种构件和机械零件等不可分的实体的材料,以及用于制造工具的材料。

2．工程材料的分类

根据不同的分类标准,工程材料可以分为多种类型。

(1)按化学成分分类:主要包括金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。

(2)按应用领域分类:可分为机械工程材料、建筑工程材料、电子工程材料、航空材料等。

(3)按性能特点分类:可分为结构材料和功能材料。

结构材料以力学性能为主,兼有一定的物理、化学性能;功能材料则是以特殊的物理、化学性能为主,如电、磁、光、热、声学、生物等功能和效应及其转换特性的材料。

二、常见工程材料及其特点

(一)金属材料

1.黑色金属

黑色金属材料是工业上对铁、铬和锰的统称,亦包括这三种金属的合金,尤其是合金黑色金属钢及钢铁。

2.有色金属

狭义的有色金属又称非铁金属,是指除铁(有时也除锰和铬)和铁基合金以外的所有金属,可分为重金属(如铜、铅、锌)、轻金属(如铝、镁)、贵金属(如金、银、铂)及稀有金属(如钨、钥、错、锂、镧、铀)

有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大、电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能。

(二)混凝土

混凝土是一种由水泥、砂、石子和水等材料混合而成的建筑材料,具有良好的抗压强

度和耐久性。它广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中,是土木工程中最常用的材料之一。(三)木材

木材是一种可再生资源,具有良好的强度和可塑性。在建筑和家具制造等领域得到广泛应用。不同类型的木材具有不同的特点,如松木适用于轻型结构,橡木适用于需要更大承重能力的结构。

(四)高分子材料

高分子材料又称聚合物,是由相对分子质量很大的大分子组成。它们具有重量轻、电绝缘性、隔热保温性、耐蚀性好等优异性能。高分子材料在工程上应用广泛,如塑料、橡胶、合成纤维等。

(五)陶瓷材料

陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、高的抗压强度、高的耐热性和耐蚀性能。它们分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三大类,在工程中常用于制作耐热、耐蚀、耐磨等零件。

(六)复合材料

复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的材料,其性能是其他单质材料所不具备的。复合材料在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越,是现代工程中一种重要的新型材料。

三、工程材料的选择原则

(1)按零件使用要求选材。根据零件的工作条件和使用性能要求来选择合适的材料。

(2)按制造工艺要求选材。考虑材料的加工工艺性,确保材料能够顺利加工成所需形状和尺寸。

(3)按经济性原则选材。在保证使用性能的前提下,尽可能选用成本低廉、货源充足

的材料。

四、材料识别实验：

提供一系列样品（如不同种类的金属片、塑料片、陶瓷片等），让学生通过观察、触摸、敲击等方式，尝试识别并说明理由。

【学生活动】

1.课堂训练：和同学比一比,看谁能列举出生活中更多的工程材料的应用场景。

2.完成课堂实验：材料识别实验。

通过观察、讨论、实验等多样化的学习方式，培养学生分析问题和解决问题的能力。

课堂小结

【教师】简要总结本节课的要点

1．工程材料的定义

2．工程材料的分类

按化学成分分类，按应用领域分类，按性能特点分类。

3．常见金属材料、混凝土、木材、高分子材料、陶瓷材料、复合材料等工程材料及其特点。

4．工程材料的选择原则

按零件使用要求，按制造工艺要求选材，按经济