《現(xiàn)代材料表面工程技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《現(xiàn)代材料表面工程技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145223012課程名稱（中/英文）：現(xiàn)代材料表面工程技術(shù)/SurfaceEngineeringTechnologyofModernMaterials課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：2總學(xué)時：32理論學(xué)時：24實驗/實踐學(xué)時：8適用專業(yè)：材料成型及控制工程適用對象：本科先修課程：大學(xué)物理、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室/實驗室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1．課程任務(wù)與目的《現(xiàn)代材料表面工程技術(shù)》是材料成型及控制工程專業(yè)的重要專業(yè)選修課程。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生對現(xiàn)代表面技術(shù)的形成、現(xiàn)狀和發(fā)展有基本認識。通過對主要表面技術(shù)的原理、特點和工藝的了解，為在不同工況下選用比較合適的表面技術(shù)打下基礎(chǔ)。以一些典型表面鍍層制備技術(shù)和性能測試實驗，增加學(xué)生的感性認識。同時介紹本課程在材料成型及應(yīng)用中所起的作用，激發(fā)學(xué)生愛國熱情，樹立自主創(chuàng)新，勇于開拓的勵志情懷，在學(xué)習(xí)和今后的工作中為建設(shè)中國特色社會主義事業(yè)貢獻自己的聰明才智。2.對接培養(yǎng)的崗位能力對接崗位能力需求，使學(xué)生能夠了解和認識現(xiàn)代表面技術(shù)的形成、現(xiàn)狀和發(fā)展；掌握電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、表面納米化、物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積表面處理技術(shù)的基本原理、基本工藝；理解材料成分、處理工藝、組織結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系；了解不同工藝技術(shù)的優(yōu)缺點、選用原則以及最新進展。掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。通過了解材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野。三、課程教學(xué)目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點4.1]掌握材料成型及控制工程相關(guān)的各類物理、化學(xué)基礎(chǔ)知識，基于工程科學(xué)原理，通過文獻信息綜合或相關(guān)方法，分析材料成型過程中的復(fù)雜工程問題；[畢業(yè)要求指標點5.1]了解材料成型及控制工程專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具的使用原理和方法，并能理解各類工程工具在模擬精度方面的局限性；[畢業(yè)要求指標點5.2]能夠根據(jù)現(xiàn)代材料成型方法，開發(fā)或選擇使用恰當?shù)默F(xiàn)代專業(yè)設(shè)備或者測試技術(shù)解決材料成型復(fù)雜工程問題，同時能夠充分認識各種方法和技術(shù)的優(yōu)點和存在問題；[畢業(yè)要求指標點11.2]能夠在多學(xué)科環(huán)境下將材料成型及控制工程管理和經(jīng)濟決策的方法用于材料加工工程項目的運營及管理，具備生產(chǎn)組織管理的基本能力。2.課程教學(xué)目標對應(yīng)畢業(yè)要求指標點，具體內(nèi)容如下教學(xué)目標1：掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1、5.1和5.2）教學(xué)目標2：通過了解材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野。（支撐畢業(yè)要求指標點11.2）四、教學(xué)課時安排（一）學(xué)時分配主題或知識點教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時完成課程教學(xué)目標講課實驗實踐主題或知識點1緒論2202主題或知識點2表面工程技術(shù)基礎(chǔ)理論2201、2主題或知識點3表面工程技術(shù)預(yù)處理技術(shù)2201、2主題或知識點4熱噴涂技術(shù)2201、2主題或知識點5堆焊技術(shù)4221、2主題或知識點6電鍍和化學(xué)鍍4221、2主題或知識點7金屬轉(zhuǎn)化膜技術(shù)2201、2主題或知識點8氣相沉積技術(shù)4221、2主題或知識點9高能束表面改性技術(shù)201、2主題或知識點10熱擴滲技術(shù)4221、2主題或知識點11表面微細加工技術(shù)2201、2主題或知識點12特種表面工程技術(shù)2201、2合計32248（二）實驗/實踐教學(xué)安排序號實驗項目名稱實驗/實踐學(xué)時實驗/實踐類型實驗/實踐要求每組人數(shù)備注1堆焊實驗2必做52化學(xué)鍍實驗2必做53磁控濺射實驗2必做304熱擴滲實驗2必做5五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題或知識點1緒論表面工程的涵義；表面技術(shù)的分類、主要內(nèi)容及目的意義；表面技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展動態(tài)概述。表面技術(shù)的涵義、主要內(nèi)容及目的意義；表面技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展動態(tài)概述。表面技術(shù)的涵義、主要內(nèi)容及目的意義。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點2表面工程技術(shù)基礎(chǔ)理論固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；介紹表面熱力學(xué)、動力學(xué)和電子學(xué)的一些基本概念。固體材料表面晶體學(xué)；表面熱力學(xué)；表面動力學(xué)；表面電子學(xué)。固體材料表面動力學(xué)；表面電子學(xué)。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點3表面工程技術(shù)預(yù)處理技術(shù)表面預(yù)處理的目的；表面預(yù)處理工藝。表面預(yù)處理工藝。影響表面預(yù)處理工藝的條件。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點4熱噴涂技術(shù)1．教學(xué)內(nèi)容。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點5堆焊技術(shù)堆焊的基本概念；堆焊材料的類型及選擇；堆焊方法；堆焊技術(shù)的應(yīng)用。堆焊材料的類型及選擇、堆焊方法及堆焊技術(shù)的應(yīng)用。堆焊材料的類型及選擇、堆焊方法及堆焊技術(shù)的合理選用。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點6電鍍和化學(xué)鍍電鍍、電刷鍍的基本原理、工藝路線和應(yīng)用；化學(xué)鍍的基本原理、工藝路線和應(yīng)用。電鍍、電刷鍍的基本原理、工藝路線；化學(xué)鍍的基本原理、工藝路線。電鍍、電刷鍍的工藝路線；化學(xué)鍍的工藝路線。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點7金屬轉(zhuǎn)化膜技術(shù)1．教學(xué)內(nèi)容金屬表面氧化處理技術(shù)；金屬及其合金的陽極氧化、磷化處理、鉻酸鹽處理。金屬表面氧化處理技術(shù)的概念及工藝應(yīng)用；陽極氧化處理的原理以及工藝應(yīng)用；磷化處理的原理以及工藝應(yīng)用。不同金屬轉(zhuǎn)化膜技術(shù)的特點及其不同之處，如何根據(jù)生產(chǎn)需要合理選用金屬表面氧化處理技術(shù)。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點8氣相沉積技術(shù)薄膜及其制備方法；真空技術(shù)基礎(chǔ)；真空蒸鍍；濺射鍍膜；離子鍍；化學(xué)氣相沉積；分子束外延；離子束合成薄膜技術(shù)。各種薄膜的制備方法；物理氣相沉積原理、分類、工藝及應(yīng)用；化學(xué)氣相沉積的原理、工藝及應(yīng)用。如何合理選用不同的薄膜制備方法，以及影響薄膜制備質(zhì)量的因素。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點9熱高能束表面改性技術(shù)激光表面改性；電子束表面改性；離子注入表面改性。等離子體及離子注入技術(shù)的原理和應(yīng)用；激光束、電子束和離子束等表面改性技術(shù)。如何根據(jù)生產(chǎn)需要合理選用激光束、電子束和離子束等熱高能束表面改性技術(shù)，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點10熱擴滲技術(shù)熱擴滲的基本原理及分類；熱浸鍍；滲碳與滲氮。熱擴滲、熱浸鍍、滲碳與滲氮的基本原理及工藝方法。熱擴滲、熱浸鍍、滲碳與滲氮原理、工藝方法和應(yīng)用條件的區(qū)別，以及根據(jù)生產(chǎn)需要合理選用不同的熱擴滲技術(shù)。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點11表面微細加工技術(shù)表面加工技術(shù)簡介；微電子微細加工技術(shù)；納米電子技術(shù)等。微電子微細加工技術(shù)；納米電子技術(shù)等。影響微電子微細加工技術(shù)和納米電子技術(shù)加工的因素。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。主題或知識點12特種表面工程技術(shù)表面噴丸強化；電火花強化；溶膠-凝膠法成膜技術(shù)；搪瓷涂覆技術(shù)；表面粘涂技術(shù)。表面噴丸強化、電火花強化、溶膠-凝膠法成膜技術(shù)的原理、工藝及應(yīng)用。表面噴丸強化、電火花強化、溶膠-凝膠法成膜技術(shù)的原理、工藝及應(yīng)用的區(qū)別，如何根據(jù)生產(chǎn)需要合理選用不同的特種表面成膜技術(shù)。，同時授課過程中穿插問題互動式、討論式、案例式，啟發(fā)式等教學(xué)方法。六、學(xué)生成績評定考核學(xué)生獲取知識的能力、應(yīng)用所學(xué)知識分析問題和解決問題能力、實踐動手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用多種形式（測驗、答辯、論文、項目等）、多個階段（平時測試、作業(yè)測評、課外閱讀、社會實踐、期末考核等）、多種類型（作品、課堂實訓(xùn)、課堂討論、社會調(diào)查、競賽等）等全過程的考核。1.課程考核方式及比例本課程考核方式采用出勤、作業(yè)、階段測驗、實驗報告、期末考試等多種形式、多階段、多種類型的全過程考核，使學(xué)生成績評定更加合理多樣，優(yōu)化課程評價體系，進一步提升本課程教學(xué)效果。學(xué)生成績評定表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文實驗√√√√√成績比例%51051020502.課程目標考核方式評價權(quán)重本課程教學(xué)目標與考核方式評價權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標與考核方式評價權(quán)重表課程教學(xué)目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權(quán)重（%）過程性考核實驗期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)及階段測驗教學(xué)目標1指標點4.1、5.1和5.2610102551教學(xué)目標2指標點11.2410102549合計102020501003.成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（10%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學(xué)知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運用所學(xué)知識和理論解決問題的能力階段測驗（10%）完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評分，總評成績不及格實驗（20分%）實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行深入的討論，提出自己的見解。實驗報告能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠完成實驗報告中提出的問題，并對實驗中遇到的問題進行討論，提出意見。實驗報告能夠完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實驗報告中中提出的問題，對實驗中遇到的問題進行討論。實驗報告基本能夠獨立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)圖表齊全，基本完成實驗報告中提出的問題。實驗報告不能獨立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報告中提出的問題沒有或基本沒有回答。課程教學(xué)目標評價標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標1熟練掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。準確掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。基本掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。不能掌握材料成型與控制工程領(lǐng)域涉及的材料表面改性、制備、表征和應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜工程實施活動中涉及的重要工程技術(shù)指標，研究達到指標的工程技術(shù)途徑。教學(xué)目標2熟練掌握材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野。準確掌握材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野。掌握材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野?；菊莆詹牧铣尚图翱刂乒こ碳夹g(shù)的國際發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野。不能掌握材料成型及控制工程技術(shù)的國際發(fā)展趨勢，未具有一定的國際