《復(fù)合材料課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《復(fù)合材料課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱：復(fù)合材料課程設(shè)計(jì)英文名稱：CourseDesignofCompositeMaterials課程代碼：19047205課程性質(zhì)：以周開設(shè)的獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)（復(fù)合材料及加工技術(shù)方向）學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：2周適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子材料與工程專業(yè)先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)B、高分子化學(xué)、高分子物理、復(fù)合材料成型工藝及模具、材料表面與界面、高分子復(fù)合材料物理性能等。開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)系二、課程設(shè)計(jì)性質(zhì)、目的課程設(shè)計(jì)性質(zhì)：復(fù)合材料課程設(shè)計(jì)是為高分子材料與工程專業(yè)復(fù)合材料及其加工技術(shù)方向設(shè)置的工程設(shè)計(jì)類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，為后續(xù)設(shè)計(jì)類的畢業(yè)環(huán)節(jié)及走上高分子及其復(fù)合材料相關(guān)領(lǐng)域工作崗位奠定基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)目的：學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，能夠強(qiáng)化專業(yè)素養(yǎng)、工匠精神和創(chuàng)新意識(shí)，提升團(tuán)結(jié)協(xié)作、共同進(jìn)步的意識(shí)，發(fā)揚(yáng)中華民族團(tuán)結(jié)奮進(jìn)優(yōu)良傳統(tǒng)，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，達(dá)到立德樹人的育人目標(biāo)；使學(xué)生能夠加深對聚合物基復(fù)合材料的制備、成型加工、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能表征方面知識(shí)的理解；使學(xué)生具備對先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備及加工成型的綜合設(shè)計(jì)能力，對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能的理解及分析方法的運(yùn)用能力，提高學(xué)生主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題和尋找解決問題的能力，提升對實(shí)際工程問題的分析能力及解決能力。三、課程設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo):1.3、2.3、3.3、6.2、8.3、9.2、10.1、11.1。通過本課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：目標(biāo)1：掌握聚合物基復(fù)合材料設(shè)計(jì)的相關(guān)基礎(chǔ)理論及工程知識(shí)，具備對聚合物基復(fù)合材料相關(guān)的制備、加工、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化等工程問題進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）目標(biāo)2：具備運(yùn)用復(fù)合材料設(shè)計(jì)的基本原理、相關(guān)文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等對聚合物基復(fù)合材料的材料開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)等復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析和評價(jià)，并得到有效結(jié)論的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3）目標(biāo)3：具備對聚合物基復(fù)合材料的材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及成型工藝優(yōu)化等環(huán)節(jié)提出合理設(shè)計(jì)方案的能力，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、評價(jià)與改進(jìn)的能力，并在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)對原有材料和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新理念，培育優(yōu)秀的專業(yè)綜合素養(yǎng)及工匠精神。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）目標(biāo)4：具備分析、判斷聚合物基復(fù)合材料的生產(chǎn)加工等工程實(shí)踐和解決方案對社會(huì)、健康、安全、法律以及文化影響的能力，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.2）目標(biāo)5：了解工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中相關(guān)的工程規(guī)范及工程倫理要求，能夠自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.3）目標(biāo)6：在設(shè)計(jì)工作分組執(zhí)行中，能夠在團(tuán)隊(duì)中完成個(gè)體所承擔(dān)的任務(wù)，具有良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和協(xié)作組織能力，能夠發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用，發(fā)揚(yáng)中華民族團(tuán)結(jié)奮進(jìn)優(yōu)良傳統(tǒng)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)9.2）目標(biāo)7：具備撰寫符合規(guī)范的復(fù)合材料課程設(shè)計(jì)說明書及相關(guān)設(shè)計(jì)文稿的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.1）項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成途徑考核方式目標(biāo)11.3掌握復(fù)合材料工程設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，具備針對高分子及其復(fù)合材料相關(guān)的制備、加工、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化等工程問題進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)的能力。課堂講授答疑設(shè)計(jì)說明書目標(biāo)22.3具備運(yùn)用復(fù)合材料設(shè)計(jì)的基本原理、高分子材料及復(fù)合材料的相關(guān)文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等對材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料開發(fā)及工藝流程及復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析和評價(jià)，并得到有效結(jié)論的能力。分組討論答疑設(shè)計(jì)說明書目標(biāo)33.3能夠?qū)Σ牧铣尚图庸ぜ皬?fù)合等環(huán)節(jié)提出合理設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)合理的材料結(jié)構(gòu)及成型工藝，并對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、評價(jià)與改進(jìn)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。課堂講授答疑分組討論設(shè)計(jì)說明書答辯圖紙或?qū)嵨锬繕?biāo)46.2能夠分析、判斷專業(yè)工程實(shí)踐和解決方案對社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。課堂講授討論案例設(shè)計(jì)說明書答辯目標(biāo)58.3能夠自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范，并具備在工程實(shí)踐中履行崗位責(zé)任的能力。課堂講授案例討論設(shè)計(jì)說明書答辯目標(biāo)69.2具有良好的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和協(xié)作組織能力，能夠發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。分組討論平時(shí)表現(xiàn)答辯目標(biāo)710.1具備撰寫符合工程規(guī)范的報(bào)告及設(shè)計(jì)文稿的能力。課堂講授答疑設(shè)計(jì)說明書答辯四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：本課程內(nèi)容是針對實(shí)際工程問題，要求學(xué)生設(shè)計(jì)以高分子材料為基礎(chǔ)材料的復(fù)合材料或復(fù)合材料制品。要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中遵循技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，進(jìn)行復(fù)合材料及制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型工藝性分析，力學(xué)計(jì)算或復(fù)合材料性能分析等，得到以材料、制件、模型或設(shè)計(jì)圖紙等形式的課程成果，以提高學(xué)生綜合運(yùn)用高分子復(fù)合材料相關(guān)專業(yè)知識(shí)的能力和實(shí)踐操作能力。（1）下發(fā)任務(wù)書，設(shè)計(jì)選題：在教師指導(dǎo)下，針對“新型樹脂基體與復(fù)合材料”、“復(fù)合材料制造工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”、“超輕建筑復(fù)合材料”、“高性能復(fù)合材料”及“建筑功能復(fù)合材料”等領(lǐng)域按設(shè)計(jì)小組進(jìn)行選題，根據(jù)設(shè)計(jì)課題收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方案分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.3、9.2）（2）根據(jù)選題方向，小組分配任務(wù)，進(jìn)行復(fù)合材料體系的選擇、確定成型方式及工藝參數(shù)，確定合理的設(shè)計(jì)方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3、2.3、3.3、9.2）（3）按照初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行材料、制件、模型或設(shè)計(jì)圖紙的初步試制和繪制。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）（4）對所得材料、構(gòu)件、模型及圖紙進(jìn)行主要性能的測試、理論模擬或計(jì)算，對設(shè)計(jì)進(jìn)行校核優(yōu)化。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3、3.3）（5）根據(jù)調(diào)整方案，進(jìn)行材料、構(gòu)件、模型及圖紙定稿，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果、社會(huì)效應(yīng)、環(huán)境因素等綜合分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.2、8.3）（6）編寫設(shè)計(jì)說明書。說明書包括設(shè)計(jì)任務(wù)、方案、計(jì)算過程、工藝過程、經(jīng)濟(jì)核算、，并附必要的圖、表、算式、參考資料來源等。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.1）（7）完成設(shè)計(jì)說明書并提交圖紙，進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯，根據(jù)教師指導(dǎo)意見對設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)成果進(jìn)行整理歸檔。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）設(shè)計(jì)要求：（1）要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中以新型聚合物基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)為背景，遵循先進(jìn)、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保等評價(jià)原則，符合工程實(shí)踐對環(huán)境與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展理念。通過對方案篩選、優(yōu)化、驗(yàn)證，有效、科學(xué)、循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和專業(yè)素養(yǎng)。（2）編寫課程設(shè)計(jì)說明書一份，不少于5000字，其中包括不少于10篇參考文獻(xiàn)。（3）說明書應(yīng)采用工程語言，配合插圖，簡明扼要地說明設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、依據(jù)、計(jì)算過程，所用公式和數(shù)據(jù)應(yīng)標(biāo)明出處。說明書裝訂成冊。（4）圖紙：如設(shè)計(jì)中需要圖紙表達(dá)，要求制圖的規(guī)則、單位符號(hào)符合國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。圖紙布局應(yīng)合理、整潔、美觀，主要尺寸標(biāo)注齊全及有關(guān)說明。（5）實(shí)物：如有實(shí)物產(chǎn)品，如材料、構(gòu)件及模型，按照工程規(guī)范，標(biāo)明主要材料、參數(shù)等。（6）設(shè)計(jì)答辯，提升學(xué)生對課程設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)深度，考查學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、協(xié)作組織和溝通能力，激發(fā)學(xué)生對高分子建筑材料設(shè)計(jì)與開發(fā)的興趣，培養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，崇尚科學(xué)創(chuàng)新，踐行工匠精神。五、考核和成績評定方式本課程從平時(shí)表現(xiàn)、設(shè)計(jì)說明書和答辯三方面綜合考核，評定成績，采用五級制。具體為：（1）平時(shí)表現(xiàn)：20%；（2）設(shè)計(jì)說明書40％；（3）答辯40％。六、指導(dǎo)書和參考文獻(xiàn)1．指導(dǎo)教材指導(dǎo)書由指導(dǎo)教師編寫。2．主要參考教材和參考文獻(xiàn)[1]美國CMH-7協(xié)周委員會(huì)，復(fù)合材料手冊：聚合物基復(fù)合材料：材料應(yīng)用、設(shè)計(jì)和分析，上海，上海交通大學(xué)出版社，2015[2]徐竹,復(fù)合材料成型工藝及應(yīng)用,北京，國防工業(yè)出版社，2010[3]童忠良，新型功能復(fù)合材料制備新技術(shù)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2017[4]汪澤霖,樹脂基復(fù)合材料成型工藝讀本,北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2017[5]益小蘇,先進(jìn)樹脂脂基復(fù)合材料高性能化理論與實(shí)踐,北京，國防工業(yè)出版社，2011七、說明