《無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱

《無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)》課程教學(xué)大綱一、基本信息課程中文名稱:無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)課程英文名稱：InorganicMaterialsTechnology課程代碼：19044101課程性質(zhì)：專業(yè)核心課學(xué)分：3.5總學(xué)時(shí)：56（其中理論：56實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0實(shí)踐：0）適用學(xué)院及專業(yè)：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程專業(yè)先修課程：無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、物理化學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料現(xiàn)代研究方法開(kāi)課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院材料工程系材料科學(xué)與工程教研室二、課程地位與作用本課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課之一，與無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、物理化學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)A、材料現(xiàn)代研究方法和工廠工藝設(shè)計(jì)概論A等課程共同構(gòu)成材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)體系。本課程主要介紹無(wú)機(jī)材料的制備工藝，使學(xué)生掌握原料及其加工工藝、配合料計(jì)算與制備、成型和燒結(jié)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，為無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)，也可滿足建材行業(yè)生產(chǎn)、技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域?qū)Ω呒?jí)技術(shù)人才的需求，有利于學(xué)生在該領(lǐng)域從事生產(chǎn)、研發(fā)及管理工作，以實(shí)現(xiàn)為行業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)。三、課程教學(xué)目標(biāo)本課程支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2、3.1、3.2、4.1、4.3、6.3、11.1。以立德樹(shù)人為宗旨，在中國(guó)陶瓷史及典型案例的分析中使學(xué)生了解我國(guó)燦爛的陶瓷文化，激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)、愛(ài)專業(yè)的情懷，增強(qiáng)民族自豪感和文化自信。通過(guò)對(duì)水泥、玻璃的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到我國(guó)水泥、玻璃工業(yè)從無(wú)到有、再到世界領(lǐng)先所經(jīng)歷的艱難困苦、所付出的艱苦卓絕的努力，增強(qiáng)學(xué)生的奉獻(xiàn)精神、堅(jiān)定他們科技興國(guó)的信念。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握無(wú)機(jī)材料原料及加工、配料計(jì)算和制備方法、成型和燒成工藝等基礎(chǔ)理論知識(shí)和主要工藝過(guò)程，掌握無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)工藝的共性和個(gè)性問(wèn)題；能夠秉承可持續(xù)發(fā)展的理念進(jìn)行原料選擇和配料、能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，并提出合理的解決方案。本課程的課程目標(biāo)及能力要求具體如下：目標(biāo)1：通過(guò)查閱專業(yè)文獻(xiàn)，能夠掌握和綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行配料設(shè)計(jì)，分析配料方案的合理性，并進(jìn)行優(yōu)選。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2）目標(biāo)2：掌握無(wú)機(jī)材料成型、干燥和熱處理（熔制、燒成）等工藝過(guò)程原理，并熟練掌握無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)工藝；根據(jù)產(chǎn)品能夠?qū)⑿鹿に囈敕桨钢校O(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1）目標(biāo)3：綜合分析、論證無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)方案的合理性，并進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)；能夠掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法對(duì)無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境、社會(huì)的影響進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和可行性評(píng)價(jià)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2、6.3、11.1）目標(biāo)4：掌握材料工藝性能以及檢測(cè)基本原理，能夠根據(jù)產(chǎn)品選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1）目標(biāo)5：能夠結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)無(wú)機(jī)材料生產(chǎn)過(guò)程中的共性和個(gè)性問(wèn)題進(jìn)行分析歸納，得出有效結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3）畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、課程目標(biāo)及能力要求見(jiàn)表1。課程教學(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)教學(xué)方式考核方式目標(biāo)12.2能夠正確表達(dá)材料制備過(guò)程復(fù)雜工程問(wèn)題，并通過(guò)文獻(xiàn)研究和會(huì)議探討遴選最優(yōu)方案；課堂講授，典型案例分析，課堂討論課堂作業(yè)目標(biāo)23.1能夠掌握和綜合運(yùn)用本專業(yè)所需的基本知識(shí)和技能，對(duì)材料制備及質(zhì)量控制等技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并能夠?qū)?chuàng)新方法與工具應(yīng)用于技術(shù)問(wèn)題解決方案的確定；課堂講授，案例分析，課堂討論課堂討論，課堂作業(yè)6.3在考慮材料工程實(shí)踐和復(fù)雜工程問(wèn)題的解決過(guò)程中，能夠采取合理的技術(shù)手段降低或避免其不利影響。課堂講授，課堂討論課堂作業(yè)、課堂討論11.1能夠理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，并能應(yīng)用于材料工程實(shí)踐；課堂講授，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課后作業(yè)目標(biāo)33.2對(duì)技術(shù)問(wèn)題解決方案進(jìn)行分析、論證，確定方案的合理性；同時(shí)考慮社會(huì)與環(huán)境、安全與健康對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和可行性評(píng)價(jià)；課堂講授、課后答疑，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課堂討論目標(biāo)44.1能夠利用材料分析檢測(cè)技術(shù)的基本原理，通過(guò)文獻(xiàn)研究或相關(guān)方法分析復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，并能夠根據(jù)對(duì)象特征，選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；課堂講授，典型案例分析，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料課后作業(yè)目標(biāo)54.3能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理、分析和解釋，并能把實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論分析和文獻(xiàn)研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論。課堂講授，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，課后答疑課后作業(yè)四、主要教學(xué)內(nèi)容1、水泥篇（16學(xué)時(shí)）第1章緒論（1學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2、3.1、4.2）教學(xué)要求：掌握膠凝材料的定義及分類；了解水泥的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀。認(rèn)識(shí)到我國(guó)水泥工業(yè)從無(wú)到有、再到世界領(lǐng)先所經(jīng)歷的艱難困苦，所付出的艱苦卓絕的努力，增強(qiáng)奉獻(xiàn)精神、立志科技興國(guó)。重點(diǎn)：膠凝材料的定義，水泥與膠凝材料的聯(lián)系與區(qū)別第2章原料（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1、11.1）教學(xué)要求：掌握水泥原料的分類及其在水泥生產(chǎn)中的作用；掌握石灰質(zhì)原料的種類及其性能；理解黏土質(zhì)原料的成因與化學(xué)組成；了解黏土原料的分類與工藝性能；掌握校正原料的分類。重點(diǎn)：水泥原料的分類、各原料所含氧化物的種類及其在水泥生產(chǎn)中的作用第3章硅酸鹽水泥熟料的組成與配料計(jì)算（6學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2、3.1、3.2）教學(xué)要求：掌握硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分和礦物組成；掌握熟料率值的意義及其計(jì)算；理解熟料組成的選擇原則；掌握熟料礦物組成的計(jì)算和配料計(jì)算。在原料選擇和配料計(jì)算的過(guò)程中，將區(qū)域發(fā)展方向、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響、環(huán)境保護(hù)等考量因素與水泥工廠的自身經(jīng)濟(jì)效益、工業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)。重點(diǎn)：熟料礦物組成及各種礦物的性質(zhì)、配料計(jì)算難點(diǎn)：生料的配料的方法及計(jì)算過(guò)程第4章破碎與均化（1學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.3）教學(xué)要求：掌握破碎工藝及設(shè)備，物料的均化、預(yù)均化工藝及均化設(shè)備、廠庫(kù)。第5章粉磨工藝（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.3）教學(xué)要求：掌握粉磨的目的與要求、掌握粉磨工藝流程、了解影響磨機(jī)產(chǎn)質(zhì)量及能耗的因素。第6章硅酸鹽水泥熟料煅燒（4學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2、4.2、6.3、8.2、11.1）教學(xué)要求：掌握生料在煅燒過(guò)程中的物理和化學(xué)變化，如干燥與脫水、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)；理解熟料燒結(jié)和冷卻的過(guò)程；理解微量元素和礦化劑對(duì)熟料煅燒和質(zhì)量的影響；了解熟料易燒性的改善措施；預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒過(guò)程，煅燒新技術(shù)；掌握水泥的水化與硬化原理和過(guò)程；掌握水泥石的強(qiáng)度、體積變化、耐久性。通過(guò)控制工藝參數(shù)可以定制特殊的專項(xiàng)工程項(xiàng)目、地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等的符合相應(yīng)要求的水泥產(chǎn)品，以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)企業(yè)效益得到提升。重點(diǎn)：水泥熟料的煅燒過(guò)程，影響水泥熟料燒成質(zhì)量的因素，預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒過(guò)程難點(diǎn)：熟料的易燒性分析及改善措施。2、玻璃篇（12學(xué)時(shí)）第7章緒論（1學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2）教學(xué)要求：理解玻璃的分類及分類方式；掌握玻璃的通性；了解玻璃的發(fā)展歷史及玻璃工業(yè)現(xiàn)狀。需要認(rèn)識(shí)到我國(guó)直到80年代才建立了現(xiàn)代浮法玻璃工業(yè)，但無(wú)數(shù)科研人員、工匠師傅的辛勤奉獻(xiàn)，使我國(guó)的玻璃產(chǎn)業(yè)無(wú)論在產(chǎn)量還是質(zhì)量上都居于全球領(lǐng)先地位。第8章玻璃的原料（1學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)11.1）教學(xué)要求：掌握玻璃生產(chǎn)的主要原料；掌握澄清劑的種類以及澄清機(jī)理；了解輔助原料在玻璃生產(chǎn)中的作用；掌握碎玻璃在配合料中的用量，使用注意事項(xiàng)及其作用，使學(xué)生樹(shù)立變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。重點(diǎn)：主要原料的種類及作用，輔助原料的種類及作用第9章原料加工（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）教學(xué)要求：理解玻璃配合料的質(zhì)量要求；掌握干基、濕基含水率，含水率；掌握配合料制備工藝流程；掌握混料時(shí)的加料順序；掌握配合料的計(jì)算。重點(diǎn)：玻璃原料的混料順序難點(diǎn)：配合料的計(jì)算第10章熔制（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1）教學(xué)要求：掌握玻璃熔制的5個(gè)階段：硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化和冷卻；理解玻璃液中氣體的3種存在形式；掌握澄清劑的作用機(jī)理；理解配合料中引入一定水分的作用。重點(diǎn)：玻璃熔制5個(gè)階段的物理化學(xué)變化及作用第11章成型（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1）教學(xué)要求：掌握玻璃的成型制度；掌握成型溫度范圍的定義及作用；掌握浮法成型工藝的基本概念；掌握托浮介質(zhì)的物理性質(zhì)及其作用機(jī)理。重點(diǎn)；浮法成型工藝中托浮介質(zhì)的作用機(jī)理第12章退火與淬火（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.1）教學(xué)要求：掌握玻璃內(nèi)應(yīng)力的分類及特點(diǎn)；理解退火的定義及目的；掌握退火工藝的四個(gè)階段；掌握退火溫度范圍的定義及確定；了解玻璃物理鋼化（淬火）的定義及原理；掌握硫化鎳的性質(zhì)及其作用機(jī)理。重點(diǎn)：玻璃內(nèi)應(yīng)力的分類難點(diǎn)：退火工藝的四個(gè)階段第13章缺陷（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3）教學(xué)要求：掌握缺陷的定義；掌握玻璃體內(nèi)缺陷的分類及各個(gè)缺陷產(chǎn)生的原因；了解各種缺陷形貌特征及判斷方式。3、陶瓷篇（28學(xué)時(shí)）第14章緒論（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2）教學(xué)要求：了解中國(guó)陶瓷的起源，掌握陶瓷發(fā)展過(guò)程中的三個(gè)階段和三大突破；掌握陶瓷的定義、分類以及陶器與瓷器的區(qū)別；掌握宋代著名窯口器物的典型特征及其工藝特點(diǎn)，了解中國(guó)陶瓷史知識(shí)，弘揚(yáng)傳統(tǒng)文化，增強(qiáng)文化自信。重點(diǎn)：陶瓷的定義、分類，陶與瓷的區(qū)別、三個(gè)重大突破；五大名窯和八大民窯的工藝特點(diǎn)。難點(diǎn)：陶瓷發(fā)展過(guò)程中的三個(gè)重大突破。第15章陶瓷組成（2學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）教學(xué)要求：了解中國(guó)陶瓷的外銷以及對(duì)歐洲的影響；掌握日用陶瓷的配方以及瓷坯的組成以及各自特點(diǎn)。了解中國(guó)制瓷技藝的外傳過(guò)程，提高知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)；了解中國(guó)陶瓷對(duì)世界文明的影響，增強(qiáng)文化自信。第16章原料（4學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2、11.1）教學(xué)要求：掌握陶瓷原料的分類及其在陶瓷生產(chǎn)中的作用；理解粘土的成因與化學(xué)組成；掌握粘土的分類與工藝性能；掌握石英和長(zhǎng)石的種類及其性能；理解鈣質(zhì)原料和其它品種的原料。重點(diǎn)：粘土類原料分類與工藝性能難點(diǎn)：各類原料在陶瓷生產(chǎn)中的作用。第17章配料計(jì)算與坯料制備（8學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)：2.2、3.2、6.3）教學(xué)要求：理解配料的依據(jù)，配方的確定；掌握陶瓷的組成，日用瓷的分類與性能；掌握陶瓷坯釉料表示方法及配料計(jì)算；掌握陶瓷坯料的種類與質(zhì)量要求，掌握可塑料、注漿料和壓制料的制備工藝。掌握配料過(guò)程中所遵循的原則，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境，勤儉節(jié)約的意識(shí)。重點(diǎn)：坯釉料表示法，坯料的制備工藝難點(diǎn)：配料計(jì)算第18章成型、干燥與施釉（8學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1、4.1、4.3）教學(xué)要求：了解成型原理，掌握陶瓷生產(chǎn)常用的成型工藝，學(xué)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品種類選擇合理的成型方式。掌握原料或者坯料中水的分類和干燥過(guò)程；了解干燥方法和干燥原理；掌握釉的分類和形成過(guò)程，釉層的性質(zhì)，釉料制備與施釉工藝；了解陶瓷的裝飾技術(shù)。重點(diǎn)：常用的成型工藝、釉的分類和性質(zhì)。難點(diǎn)：釉的性質(zhì)。第19章燒成（4學(xué)時(shí)，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2、6.3）教學(xué)要求：掌握陶瓷坯體在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化，燒成制度的確定；理解常用的燒成設(shè)備及其工作原理；掌握低溫?zé)珊涂焖贌桑焕斫鉄扇毕荩囵B(yǎng)學(xué)生根據(jù)制品缺陷進(jìn)行綜合分析，并提出合理解決方案的能力。重點(diǎn)：陶瓷坯體在燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化。五、教學(xué)方法本課程是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程，專業(yè)性和綜合性強(qiáng)。理論講授應(yīng)緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生獲取工程知識(shí)、建立工程概念以及形成工程能力為宗旨，采用多種教學(xué)方法相結(jié)合，以提高課堂教學(xué)效果。1.課堂講授（1）多媒體與視頻播放相結(jié)合：通過(guò)圖片、生產(chǎn)視頻等影像資料增強(qiáng)直觀性，便于學(xué)習(xí)掌握，提高學(xué)習(xí)效率。（2）案例講解與分析：學(xué)習(xí)古陶瓷知識(shí)，講述有關(guān)陶瓷的故事，分析著名窯口器物的工藝特點(diǎn)，使學(xué)生提高對(duì)陶瓷文化和材料專業(yè)的興趣，傳承和弘揚(yáng)陶瓷文化，樹(shù)立文化自信。（3）翻轉(zhuǎn)課堂輔助教學(xué)：利用“雨課堂”、“學(xué)習(xí)通”或“微助教”等教學(xué)APP資源實(shí)現(xiàn)考勤檢查、課堂答題，學(xué)習(xí)互動(dòng)、教學(xué)效果檢測(cè)、教學(xué)課件上傳、作業(yè)布置和知識(shí)擴(kuò)展。2.課外輔導(dǎo)答疑及作業(yè)批改每周固定時(shí)間輔導(dǎo)答疑，答疑時(shí)間每周不少于2小時(shí)；根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)程布置一定量的作業(yè)，對(duì)課后作業(yè)和學(xué)生答疑時(shí)的共性問(wèn)題進(jìn)行課堂集中講解。六、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式本課程采用期末閉卷考試和平時(shí)考核（包括作業(yè)和課堂習(xí)題）相結(jié)合的方式，閉卷考核成績(jī)占70%，平時(shí)考核成績(jī)占30%。七、教材及參考文獻(xiàn)1、教材[1]何秀蘭，無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)，（第1版），化學(xué)工業(yè)出版社