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080401材料科学与工程专业
课程大纲
目 录
《工程制图 A》课程教学大纲 ................................................................................................................... 1
《高分子物理》课程教学大纲 ................................................................................................................... 5
《理论力学》课程教学大纲 ....................................................................................................................... 9
《材料力学》课程教学大纲 ..................................................................................................................... 14
《电工学 B》课程教学大纲 ..................................................................................................................... 20
《材料科学基础（一）》课程教学大纲 ................................................................................................. 25
《材料科学基础（二）》课程教学大纲 ................................................................................................. 29
《聚合物化学》课程教学大纲 ................................................................................................................. 32
《专业认识实习》课程教学大纲 ............................................................................................................. 37
《工程实训 B》课程教学大纲 ................................................................................................................. 41
《材料成型基础》课程教学大纲 ............................................................................................................. 46
《高聚物成型工艺》课程教学大纲 ......................................................................................................... 50
《高聚物成型工艺课程设计》教学大纲 ................................................................................................. 55
《聚合物物理化学实验》课程教学大纲 ................................................................................................. 57
《复合材料》课程教学大纲 ..................................................................................................................... 61
《材料测试方法》课程教学大纲 ............................................................................................................. 66
《胶粘剂与涂料 B》课程教学大纲 ......................................................................................................... 70
《材料机械加工基础》课程教学大纲 ..................................................................................................... 76
《专业生产实习》课程教学大纲 ............................................................................................................. 80
《毕业论文（设计）》课程教学大纲 ..................................................................................................... 83
《材料专业导论》课程教学大纲 ............................................................................................................. 87
《材料表界面》课程教学大纲 ................................................................................................................. 91
《纳米材料与纳米技术》课程教学大纲 ................................................................................................. 96
《Ｃ程序设计》课程教学大纲 ............................................................................................................... 101
《分析化学》课程教学大纲 ................................................................................................................... 108
《分析化学实验》课程教学大纲 ........................................................................................................... 113
《金属材料学》课程教学大纲 ............................................................................................................... 119
《材料表面工程》课程教学大纲 ........................................................................................................... 125
《功能高分子材料》课程教学大纲 ....................................................................................................... 129
《材料物理性能》课程教学大纲 ........................................................................................................... 134
《材料科学基础 T》课程教学大纲 ....................................................................................................... 142
《材料测试方法实验》课程教学大纲 ................................................................................................... 146
《专业外语》课程教学大纲 ................................................................................................................... 150
《材料制备与成型综合实验》课程教学大纲 ....................................................................................... 155
《无机非金属材料概论》课程教学大纲 ............................................................................................... 158
《塑料制品与模具设计》课程教学大纲 ............................................................................................... 163
《稀土功能材料》课程教学大纲 ........................................................................................................... 167
《生物质能源材料》课程教学大纲 ....................................................................................................... 172
《环境材料与生物材料》课程教学大纲 ............................................................................................... 178
1
《工程制图 A》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0520830 课程中文名称： 工程制图 A
课程英文名称： Engineering Drawing A
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 48 学时/3.0 学分 讲课学时/学分： 48 学时/3.0 学分
开课单位： 机电工程学院 开设学期： 1
适用专业及类型：
化学工程与工艺专业（复合应用型）、木材科学与工程专业（拔尖创新型/
复合应用型/应用技能型）、材料科学与工程（复合应用型）、制药工程专业（复合应用型）、包装工程专业（复合应用型）、食品科学与工程专业（复合应用型、蒙汉双语复合应用型）、酿酒工程专业（复合应用型）、生物工程专业（复合应用型）
先修课程： 无
主撰人： 王芳 主审人： 穆继卫 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
本课程是适用于电气自动化、生物工程、食品工程、应用化学等工程类专业的一门基础课，是
研究如何绘制和阅读机械图的学科。它研究解决空间几何问题及绘制和阅读机械图样的理论和方法。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的投影理论、投影法的基本概念以及正投影法的投影特性；
——熟悉该课程的投影法理论；
——掌握该课程的正投影法的基本理论及其应用，掌握国家标准的基本规定和图样画法的有关
规定，正确表达工程设计思想的基本方法，掌握阅读工程图样的基本能力，提高工科类学生的工程
素质。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
2
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号 主要知识单元 理论学时分配
1 制图的基本知识和基本技能 2
2 投影的基本知识 2
3 点、直线与平面 6
4 平面立体的投影 4
5 曲面立体的投影 4
6 组合体投影 8
7 轴测投影 4
8 机件的常用表达方法 8
9 标准件、齿轮、弹簧 4
10 零件图 4
11 装配图 2
合计 48
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 制图的基本知识和基本技能
1．教学内容：绘图工具和仪器的使用方法；几何作图；平面图形的尺寸注法和线段分析；绘
图的方法和步骤。
2．重点或难点：重点是使用绘图工具和仪器的方法，绘制仪器图和徒手绘图的技巧；遵守机
械制图国家标准的有关内容；会画常见的几何图形；长仿宋体字、数字和字母的写法；难点是平面
图形的线段分析，标注平面图形的尺寸，平面图形的画法和和步骤。
3．教学目标：
了解制图的基本知识和技能，掌握制图的一些标准、手工绘图工具使用方法和常用的几何作图
方法。
主要知识单元 2 投影的基本知识
1．教学内容：投影法的基本概念、平行投影的基本性质、工程上常用的四种投影图。
2．重点或难点：重点是投影法的基本概念及平行投影法的特性；难点是平行投影法的特性。
3．教学目标：
了解技术图样的形成原理，理解技术图样的形成是利用投影的基本原理抽象概括得到的，掌握
投影法的基本概念及平行投影法的特性。
主要知识单元 3 点、直线与平面的投影
1．教学内容：点的投影、线的投影、面的投影。
2．重点或难点：重点是点、线、面的投影特性及会判断什么线、什么面；难点是判断两点的
相对位置和重影点、两直线的相对位置，求解平面上的点和直线的投影。
3．教学目标：
了解掌握点、线、面的投影特性及会判断什么线、什么面，掌握求解平面上的点和直线的投影。
主要知识单元 4 平面立体的投影
1．教学内容：概述、棱柱的投影、棱锥的投影、平面立体上的点和线的投影、平面与平面体
3
相交（截交线）。
2．重点或难点：重点是绘制平面立体的三视图，及平面立体上的点和线的投影；掌握平面与
平面体相交的交线即截交线的画法；难点是平面与平面体相交的交线即截交线的画法。
3．教学目标：
掌握绘制平面立体的三视图，及平面立体上的点和线的投影；掌握平面与平面体相交的交线即
截交线的画法。
主要知识单元 5 曲面立体的投影
1．教学内容：概述、圆柱、圆锥、圆球、平面与曲面体相交（截交线）、两曲面形体相交（相
贯线）。
2．重点或难点：重点是绘制曲面立体的三视图，平面与曲面体相交的交线即截交线的画法；
难点是平面与曲面体相交的交线即截交线的画法；两曲面形体相交交线即相贯线的画法。
3．教学目标：
掌握绘制曲面立体的三视图，及曲面立体上的点和线的投影；掌握平面与曲面体相交的交线即
截交线的画法；两曲面形体相交交线（圆柱与圆柱相交）即相贯线的画法。
主要知识单元 6 组合体投影
1．教学内容：组合体的形体分析法、组合体的组合方式、组合体的形体分析及投影作图、根
据两面投影求第三投影、组合体的尺寸。
2．重点或难点：重点是绘制组合体的三视图及给出组合体的三视图能想象出它的空间立体形
状；难点是根据组合体的两面投影求第三投影、组合体的尺寸标注。
3．教学目标：
了解组合体的组合方式，理解组合体相邻表面的过度关系、绘制和阅读组合体的方法，掌握绘
制和阅读组合体的三视图，掌握组合体的尺寸标注。
主要知识单元 7 轴测投影
1．教学内容：轴测投影的基本知识、正等轴测图、斜二等轴测图。
2．重点或难点：重点是正等测和斜二测的作图过程；难点是曲面体的画法。
3．教学目标：
了解轴测投影的概念及分类；理解轴间角和轴向伸缩系数产生的原因及作用；掌握正等测和斜
二测的作图过程。
主要知识单元 8 机件的常用表达方法
1．教学内容：视图，剖视图，剖面图，局部放大图、简化画法和其它规定画法，综合应用举
例。
2．重点或难点：重点是国家标准《机械制图》规定的各种视图、剖视、剖面的画法；难点是
简化画法和规定画法，达到投影正确、尺寸完全、字体工整、图面整洁。
3．教学目标：
了解视图的概念，理解视图、剖视和剖面的分类，掌握正确绘制和阅读机械图样，掌握机件各
种表达方法的特点和画法。
主要知识单元 9 标准件、齿轮、弹簧
1．教学内容：螺纹及常用螺纹紧固件、键和销、齿轮、弹簧、滚动轴承。
2．重点或难点：重点是标准件与常用件画图和标准件的标记；难点是圆柱压缩弹簧和标准直
4
齿圆柱齿轮的画法。
3．教学目标：
了解键、销及其连接和弹簧、滚动轴承的规定画法,掌握标准件、齿轮的规定画法、代号、标
注及有关查表和计算。
主要知识单元 10 零件图
1．教学内容：零件图的内容及画法、零件图的视图选择、零件图的尺寸标注、技术要求、零
件图的读图。
2．重点或难点：重点是绘制和阅读轴类、盘类、箱体类等零件的画法；难点是技术要求在图
样上的标注及零件图的画法和读图。
3．教学目标：
了解零件图的读图，掌握技术要求在图样上的标注及零件图的画法。
主要知识单元 11 装配图
1．教学内容：装配图的内容和画法、装配图的视图选择、绘制装配图、读装配图。
2．重点或难点：重点是装配图的画法及读图，能正确由零件图拼画装配图、阅读中等复杂程
度的装配图；难点是由装配图拆画零件图的方法和步骤。
3．教学目标：
了解装配图读图，掌握由零件图拼画装配图、由装配图拆画零件图的方法和步骤。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：闭卷；考试。
（二）成绩评定：课程总评成绩＝考勤×10%＋作业×20%＋笔试×70%。
五、推荐教材、参考书
（一）教材
1．郭克希，王建国·机械制图（第 2 版）·北京：机械工业出版社，2009. 7
2．刘朝儒，彭福荫，高政一·机械制图（第 2 版）·北京：高等教育出版社，2009.7
3．史富强·机械制图与 AutoCAD·重庆：重庆大学出版社，2008
4．蒋淑蓉·机械制图·成都：电子科技大学出版社，2009
5．邹宜侯，窦墨林，潘海东·机械制图（第 6 版）·北京：清华大学出版社，2012
5
《高分子物理》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0812825 课程中文名称： 高分子物理
课程英文名称： Polymer Physics
课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型) 、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《有机化学》《物理化学》
主撰人： 武洁 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《高分子物理》是材料科学与工程专业学生的一门基础教育核心课，本课程内容包括多层次结
构（高分子链节结构、序列结构、各种凝聚态结构）以及多层次的结构之间的相互作用；高分子的
多层次运动（链段运动、分子链运动）结构因素对高分子材料性能及功能的影响等内容。课程的主
要任务是阐明高分子的结构、分子运动与性能间相互关系的学科，把微观的分子结构与宏观的物理
性质联系起来。培养学生具有分析高分子材料结构和性能的基本能力，并为后续《高聚物成型工艺》
和《功能高分子材料》等课程的学习和毕业设计的开展奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解最常用的高聚物的结构与性能特征；
——熟悉高分子的结构，根据高分子的结构分析高分子材料可能具有的性能；
——掌握高分子物理相关的基本理论知识及高分子结构与性能之间的内在联系和规律。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
6
第一章 绪论 2
第二章 高分子链的结构 8
第三章 高分子链的凝聚态结构 8
第四章 高分子溶液 2
第五章 聚合物的分子运动和转变
8
第六章 橡胶弹性 4
第七章 聚合物的粘弹性 8
合计 40
（二）教学内容及要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：高分子科学的学科分支与发展简史，高分子物理学概论，本课程内容与学习方
法。
2．重点或难点：
重点是高分子科学的学科分支与发展简史；
难点是高分子物理研究的主要内容及其使命。
3．教学目标：
（1）了解高分子科学的学科分支与发展简史；
（2）掌握高分子物理的主要内容及相互关系。
主要知识单元 2 高分子链的结构
1．教学内容：高分子链的构型，共聚物的连接序列；高分子链的构象，柔顺性，晶体和溶液
中的分子构象。
2．重点或难点：
重点是高分子链的组成和构造、柔顺性；
难点是聚合物的构型与构象。
3．教学目标：
（1）了解高分子链末端距以及等效自由结合链的概念；
（2）熟悉统计分析结果的物理意义；
（3）掌握高分子链近程结构的具体内容及其对性能的影响；高分子链内旋转、构象的概念、
高分子链柔顺性及其影响的结构因素。
主要知识单元 3 高分子的凝聚态结构
1．教学内容：高聚物晶体结构、结晶形态及晶体形态，聚合物非晶态基本概念，液晶的分类
及液晶的化学结构，取向结构及其对高聚物性能的影响。
2．重点或难点：
重点是内聚能密度的物理意义及计算；聚合物的晶态结构，结晶度，取向结构概念；
难点是结晶形态、结构模型和晶粒尺寸。
3．教学目标：
（1）了解高聚物的结晶过程、结晶动力学及影响高聚物结晶能力的各种因素；了解高聚物的
取向态结构和织态结构的概念；
7
（2）熟悉高分子相互聚集的链间作用力，液晶的分类及液晶的化学结构，液晶高分子的结晶
特点；
（3）掌握高聚物分子间的作用力，内聚能密度概念；掌握高聚物结晶的形态和基本结构，掌
握结晶度概念。
主要知识单元 4 高分子溶液
1．教学内容：聚合物的溶解，相平衡，溶度参数，聚合物分子量及其分布与测定方法。
2．重点或难点：
重点是聚合物溶解过程，高分子溶液相平衡及结晶度概念；
难点是柔性链高分子溶液的热力学性质。
3．教学目标：
（1）了解高聚物浓溶液的种类及特点，高聚物平均分子量的统计意义；
（2）熟悉高聚物分子量分布的基本概念及其基本的测定方法及各种方法的特点；
（3）掌握高聚物的溶解过程及其热力学解释、溶剂选择原则；掌握高聚物结晶的形态和基本
结构以及结晶度概念。
主要知识单元 5 聚合物的分子运动和转变
1．教学内容：聚合物分子运动的特点、粘弹行为的五个区域，玻璃化转变，玻璃-橡胶态转变
行为，分子结构与结晶能力、结晶速度。
2．重点或难点：
重点是高聚物的力学状态和热转变，玻璃化转变的影响因素，Tg、Tf、Tm的物理意义；
难点是自由体积理论。
3．教学目标：
（1）了解自由体积理论，结晶过程；
（2）理解 Tg、Tf、Tm 的物理意义；
（3）掌握高分子热运动的特点、非晶态、晶态和交联高聚物的力学状态。
主要知识单元 6 橡胶弹性
1．教学内容：橡胶弹性形变类型及基本物理量，橡胶弹性的特征及其影响因素，热塑性弹性
体。
2．重点或难点：
重点是橡胶弹性的影响因素，热弹倒置现象，热塑性弹性体的基本概念；
难点是橡胶弹性的热力学分析。
3．教学目标：
（1）了解橡胶弹性的统计理论和唯象理论；
（2）熟悉用热力学分析手段分析橡胶弹性；
（3）掌握橡胶弹性形变类型及描述力学行为的基本物理量，橡胶弹性的影响因素，热塑性弹
性体的基本概念。
主要知识单元 7 聚合物的粘弹性
1．教学内容：蠕变、应力松弛、滞后，聚合物非晶态基本概念，粘弹性的特征和表现形式，
时温等效和叠加。
2．重点或难点：
重点是粘弹性的特征及其分子运动机制是；
8
难点是聚合物粘弹性的力学模型，时温等效和叠加原理。
3．教学目标：
（1）了解时温等效原理的应用；
（2）熟悉高聚物的时温等效原理和叠加原理；
（3）掌握蠕变、应力松弛、滞后的概念和现象，掌握高聚物粘弹性的力学模型。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空 判断题 选择题 简答题 论述题 计算题
权 重（%） 20 10 10 15 20 25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．华幼卿，金日光·高分子物理·北京：化学工业出版社，2013.07（第 4 版）
2．金日光，华幼卿·高分子物理·北京：化学工业出版社，2006.11（第 3 版）
（二）参考书
1．刘凤岐等·高分子物理·北京：高等教育出版社，2004
2．迈克尔，鲁宾斯坦，励航泉等·高分子物理·北京：化学工业出版社，2007.7
3．何平笙·新编高聚物的结构与性能·北京：科学出版社，2009.9
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://www.xcl.net.cn 中国新材料网
3．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
4．http://mooc.pku.edu.cn 北京大学 MOOCs 课程
9
《理论力学》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0600435 课程中文名称： 理论力学
课程英文名称： Theoretical Mechanics
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 56 学时/3.5 学分 讲课学时/学分： 56 学时/3.5 学分
开课单位： 水利与土木建筑工程学院
开设学期： 3
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《高等数学》《普通物理学》
主撰人： 李晓丽 主审人： 周海龙 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《理论力学》是各工程类专业一门理论性较强的专业技术基础课。其基本概念和基本理论是后
续课程材料力学、结构力学、弹性力学等力学课程的基础，是钢筋混凝土、机械制造等课程设计、
工程设计和后续专业（基础）课的必要基础，是一门有逻辑性较强的学科。
（二）课程教学目标
本课程是使学生掌握物体机械运动的基本规律和研究方法，为学习有关的后继课程打好必要的
基础，并为将来学习和掌握新的科学技术创造条件，使学生初步学会应用理论力学的理论和方法分
析、解决一些简单的工程实际问题；结合本课程的特点，培养学生的辩证唯物主义世界观，培养学
生逻辑思维等多方面能力。
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的在今后专业课学习中的作用，积累必要的力学基础知识，通过课程学习具备
比较熟练的力学计算能力，并具有一定的力学分析能力；
——熟悉该课程的主要 3 部分内容即静力学、运动学和动力学的基本理论、方法及应用；
——掌握点和刚体力学的静力学平衡条件、点和刚体基本运动、合成运动、动力学基本定律的
基本理论和方法，掌握基本力学原理在解题中的准确应用。为后续力学课及专业课打好力学基础。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
10
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 小计
1 绪论及静力学基础 6 2 8
2 平面力系 6 2 8
3 空间力系 2 2
4 点的运动学 2 2
5 刚体的基本运动 2 2
6 点的合成运动 6 2 8
7 刚体的平面运动 6 6
8 质点动力学基本方程 2 2
9 动量定理 4 4
10 动量矩定理 6 2 8
11 动能定理 5 1 6
合计 47 6 3 56
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 静力学基础
1．教学内容：刚体和力，约束与约束反力，受力分析。
2．重点或难点：重点是受力分析；难点是受力图画法。
3．教学目标：
（1）理解约束及约束反力概念，各种常见约束的性质；
（2）掌握静力学 5 个公理及应用；
（3）能熟练地取分离体并画出受力图。
主要知识单元 2 平面力系
1．教学内容：平面汇交力系、力偶系、任意力系的平衡及方程应用。
2．重点或难点：重点是各力系的平衡及平衡方程应用；难点是统的平衡问题。
3．教学目标：
（1）掌握力、力矩和力偶的概念及其性质；能熟练计算力的投影、力对点的矩；
（2）了解各种类型力系的简化及简化结果分析；
（3）掌握应用平衡条件和平衡方程求解单个物体和简单物体系统的平衡问题；
（4）掌握从系统选取分离体，熟练应用各种形式的平衡方程求解平面一般力系的约束反力；
（5）理解平面桁架的内力计算方法。
主要知识单元 3 空间力系
1．教学内容：空间力系力在轴上的投影、力对点的矩、力对轴的矩。
2．重点或难点：重点和难点是空间力对轴的矩。
3．教学目标：
（1）理解空间力系的概念；
（2）掌握空间力系力在轴上的投影、力对点的矩、力对轴的矩；
（3）了解空间力系平衡方程及应用；
11
（4）了解空间力系的中心和重心坐标公式。
主要知识单元 4 点的运动学
1．教学内容：点运动分析的矢量法、直角坐标法、自然轴系法。
2．重点或难点：重点和难点是点运动分析的自然轴系法。
3．教学目标：
（1）理解点运动分析的矢量法；
（2）掌握点运动分析直角坐标法；
（3）掌握点的速度和加速度有关的问题。
主要知识单元 5 刚体的基本运动
1．教学内容：刚体的平行移动和定轴转动。
2．重点或难点：重点和难点是刚体的定轴转动。
3．教学目标：
（1）理解刚体的平行移动和定轴转动的基本特征，根据运动确定刚体的运动形式；
（2）掌握定轴转动刚体的角速度、角加速度以及刚体内各点的速度和加速度有关的问题；
（3）了解角速度、角加速度及刚体内点的速度和加速度的矢量表示法。
主要知识单元 6 点的合成运动
1．教学内容：点的速度、加速度合成定理。
2．重点或难点：重点和难点是点的加速度合成定理应用。
3．教学目标：
（1）掌握运动合成与分解的基本概念和方法；
（2）掌握点的速度合成定理；
（3）掌握牵连运动为平动时点的加速度合成定理及其应用；
（4）理解牵连运动为转动时的加速度合成定理，能够应用加速度合成定理解决简单问题。
主要知识单元 7 刚体的平面运动
1．教学内容：平面运动图形上点的速度、加速度分析。
2．重点或难点：重点和难点是平面运动图形上点加速度分析。
3．教学目标：
（1）掌握刚体平面运动的特征；
（2）掌握基点法、瞬心法和速度投影法求解平面图形有关速度的问题；
（3）掌握应用基点法求解加速度，对常见平面机构能熟练地进行速度和加速度分析。
主要知识单元 8 质点动力学的基本方程
1．教学内容：动力学基本定律、质点运动微分方程。
2．重点或难点：重点和难点是质点运动微分方程应用。
3．教学目标：
（1）掌握动力学基本定律；
（2）掌握质点的运动微分方程的应用。
主要知识单元 9 动量定理
1．教学内容：动量和冲量概念、动量定理、质心运动定理。
2．重点或难点：重点和难点是质心运动定理的应用。
12
3．教学目标：
（1）掌握动量、冲量概念；
（2）掌握质点、质点系动量公式及应用；
（3）理解动量定理；
（4）掌握质心运动定理应用。
主要知识单元 10 动量矩定理
1．教学内容：动量矩概念、动量矩定理、刚体定轴转动、平面运动微分方程、刚体转动惯量。
2．重点或难点：重点是动量矩定理的应用；难点是刚体定轴转动、平面运动微分方程。
3．教学目标：
（1）理解动量矩概念；
（2）掌握计算不同运动刚体动量矩公式；
（3）掌握转动惯量的计算及平行移轴定理应用；
（4）掌握动量矩定理及应用；
（5）掌握刚体定轴转动微分方程应用；
（6）理解平面运动微分方程。
主要知识单元 11 动能定理
1．教学内容：力的功、质点及质点系的动能、动能定理、功率方程、机械能守恒、普遍定理
的综合应用。
2．重点或难点：重点是动能定理；难点是功率方程的应用。
3．教学目标：
（1）掌握重力功、弹力功、力偶做功的计算公式；
（2）掌握计算不同运动刚体动能公式；
（3）掌握动能定理应用；
（4）掌握功率方程应用；
（5）理解机械效率、势力场、势能理论，理解机械能守恒的应用；
（6）掌握动力学普遍定理（包括动量定理、质心运动定理，动量矩定理、动能定理），能正
确选择和综合应用这些定理求解质点、质点系的动力学问题。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定：课程总评成绩＝期末成绩×70%＋平时考核成绩×30%。
表 2 平时考核方式及权重
平时考核类型 出勤 作业 课堂表现
权重（%） 30 50 20
五、推荐教材、参考书及网络资源
13
（一）教材与参考书
1．李晓丽，白英·理论力学·北京：中国水利水电出版社，2017.2
2．哈尔滨工业大学力学教研室·理论力学（第 2 版）·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998
3．钱颂迪·理论力学·北京：清华大学出报社，1990.1
4．白英，李瑞英·理论力学（第 1 版）·北京：中国农业出版社，2004
5．李晓丽，李瑞英·理论力学·北京：中国水利水电出版社，2011.9
6．郝桐生·理论力学（第 2 版）·北京：高等教育出版社，1982
（二）相关网络资源
1．爱课程网：http://www.icourses.cn/home/
2．内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/
14
《材料力学》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0600535 课程中文名称： 材料力学
课程英文名称： Mechanics of materials
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 56 学时/3.5 学分 讲课学时/学分： 48 学时/3.0 学分
实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分
开课单位： 水利与土木建筑工程学院
开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《高等数学》《大学物理》《理论力学》
主撰人： 李晓丽 主审人： 周海龙 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料力学》是一门由基础理论课过渡到工程设计课程的专业技术基础课。其基本概念和基本
理论是后续课程结构力学、弹性力学等力学课程的基础，其工程应用是工程设计和后续专业（基础）
课的必要基础，是一门有工程背景的学科。
（二）课程教学目标
课程教学目标是构筑作为工程技术根基的知识结构；通过揭示杆件强度、刚度、稳定性等知识
的发生过程，培养学生解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手能力；充分发挥
培养学生综合素质教育作用。
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的在今后专业课学习中的作用，积累必要的力学基础知识，通过课程学习具备
比较熟练的力学计算能力，并具有一定的分析能力和初步的实验能力；
——熟悉该课程基本变形受力、变形特点，熟悉基本变形、组合变形的基本理论、方法及应用；
——掌握该课程为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法，掌握构
件在外载荷作用下的变形、受力和破坏规律，掌握强度理论及组合变形的应用。
三、教学内容与基本要求
15
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 小计
1 绪论 2 2
2 轴向拉伸与压缩 6 6
3 材料的力学性质 2 4 6
4 连接构件的强度计算 2 2
5 扭转 6 2 8
6 弯曲内力 6 2 8
7 截面图形几何性质 2 2
8 弯曲应力 6 2 8
9 弯曲变形 4 4
10 应力状态和强度理论 4 2 6
11 组合变形 3 1 4
合计 43 8 4 1 56
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：材料力学的任务及基本假设、截面法与应力、应变与虎克定律。
2．重点或难点：重点是正应力和切应力概念；难点是内力求解方法。
3．教学目标：
（1）理解材料力学的任务，变形固体的基本假设和基本变形的特征；
（2）掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念；掌握截面法求解内力的方法。
主要知识单元 2 轴向拉伸和压缩
1．教学内容：轴向拉（压）横截面上内力与应力、斜截面应力、强度计算及变形分析。
2．重点或难点：重点和难点是轴向拉（压）横截面上内力与应力、强度计算及变形计算。
3．教学目标：
（1）掌握轴向拉伸或压缩时的内力计算，能绘制内力图；
（2）掌握直杆在轴向拉伸或压缩时横截面、斜截面上的应力计算；熟练进行强度校核、设计
截面和许用载荷的计算；
（3）理解胡克定律，了解泊松比，掌握直杆在轴向拉伸或压缩时的变形和应变计算。
主要知识单元 3 材料的力学性能
1．教学内容：轴向拉（压）材料的力学性质、许用应力及安全系数。
2．重点或难点：重点和难点是低碳钢和铸铁材料拉伸、压缩的力学性能。
3．教学目标：
（1）掌握低碳钢和铸铁材料拉伸、压缩的实验方法和力学性能；
（2）理解应力集中的概念；
（3）了解圣维南原理，许用应力及安全因数的确定。
16
主要知识单元 4 连接构件的强度计算
1．教学内容：连接构件中剪切、挤压的强度（实用）计算。
2．重点或难点：重点和难点连接构件中剪切、挤压的强度（实用）计算。
3．教学目标：
（1）理解连接构件的概念；
（2）掌握连接构件中剪切、挤压的强度（实用）计算。
主要知识单元 5 扭转
1．教学内容：外力偶矩和扭矩；薄壁圆筒、圆轴扭转的应力和强度条件；圆轴扭转的变形和
刚度条件。
2．重点或难点：重点是圆轴扭转的应力和强度计算；难点是圆轴扭转的变形和刚度计算。
3．教学目标：
（1）掌握扭转时外力偶矩的换算；
（2）掌握扭转时的扭矩计算，能绘制扭矩图；
（3）了解薄壁圆筒扭转时的切应力计算，掌握剪应力互等定理及剪切胡克定律；
（4）掌握圆轴扭转时的应力与变形计算，能熟练进行扭转的强度与刚度计算。
主要知识单元 6 弯曲内力
1．教学内容：剪力和弯矩；弯矩图和剪力图；剪力、弯矩与载荷集度关系；叠加法做内力图。
2．重点或难点：重点和难点是根据剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系做剪力图和弯矩图。
3．教学目标：
（1）掌握弯曲变形时的内力（剪力和弯矩）计算，能写出剪力、弯矩方程并绘制剪力、弯矩
图；
（2）掌握剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系及其应用；
（3）了解运用叠加法绘制剪力、弯矩图原理与方法。
主要知识单元 7 平面图形几何性质
1．教学内容：静矩和形心；惯性矩和惯性矩；平行移轴定理；形心主惯性轴和形心主惯性矩。
2．重点或难点：重点是惯性矩和惯性矩；难点是平行移轴定理。
3．教学目标：
（1）掌握平面图形的形心、静矩、惯性矩、极惯性矩和平行移轴定理的应用；
（2）了解转轴公式；
（3）了解平面图形的形心主惯性轴、形心主惯性平面和形心主惯性矩的概念。
主要知识单元 8 弯曲应力
1．教学内容：弯曲的概念；弯曲正应力和剪应力的计算；弯曲强度计算；提高梁弯曲强度的
措施。
2．重点或难点：重点和难点是弯曲正应力和弯曲强度计算。
3．教学目标：
（1）掌握纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念；
（2）掌握弯曲正应力的计算，熟练进行弯曲强度计算；
（3）理解弯曲剪应力的计算，简单理解剪切强度计算；
（4）了解提高梁弯曲强度的措施。
17
主要知识单元 9 弯曲变形
1．教学内容：梁的挠曲线近似微分方程；叠加法求解梁的挠度和转角；梁的刚度计算和校核；
提高梁弯曲刚度的主要措施。
2．重点或难点：重点和难点是叠加法求解梁的挠度和转角。
3．教学目标：
（1）掌握梁的挠曲线近似微分方程，能够熟练运用积分法确定挠曲线方程和转角方程；
（2）掌握叠加法求解悬臂梁、简支梁的挠度和转角；
（3）理解刚化原理求解外伸梁的挠度和转角；
（4）了解提高梁弯曲刚度的主要措施。
主要知识单元 10 应力状态分析和强度理论
1．教学内容：应力状态的概念；平面应力状态下应力分析的解析法及图解法；三向应力状态；
广义胡克定律；四种常用强度理论；莫尔强度理论。
2．重点或难点：重点是平面应力状态下应力分析的解析法及图解法；难点是广义胡克定律，
四种常用强度理论。
3．教学目标：
（1）理解应力状态的概念，掌握平面应力状态下应力分析的解析法及图解法；
（2）掌握三向应力状态的概念，掌握主应力、主平面和最大剪应力的计算；
（3）掌握广义胡克定律；
（4）理解强度理论的概念，掌握四种常用强度理论及其应用；了解莫尔强度理论；
（5）了解体积应变、三向应力状态下的变形能密度、体积改变能密度的概念。
主要知识单元 11 组合变形
1．教学内容：组合变形的概念；斜弯曲；拉（压）弯组合；偏心压缩；扭转和弯曲。
2．重点或难点：重点是斜弯曲；难点是拉（压）弯组合、扭转和弯曲。
3．教学目标：
（1）理解组合变形的概念；
（2）掌握杆件的斜弯曲的应力与强度计算；
（3）理解偏心压缩的应力与强度计算；
（4）理解拉伸（压缩）和弯曲、扭转与弯曲组合变形的应力与强度计算。
四、实验环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 金属材料的拉伸实验 WES-600S 型电液式万能试验机 1
2 金属材料的压缩实验 ZCW-W 金属材料压力试验机 5+5
3 金属材料的扭转实验 扭转试验机 1
4 梁的纯弯曲正应力实验 纯弯曲梁实验装置静态电阻应变仪 1
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（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1 金属材料的拉伸实验
1．测定低碳钢的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率；
2．测定铸铁的抗拉强度。
（1）了解电子万能材料试验机的工作原理，并测试低碳钢在拉伸过程中的力学性能。即拉伸时的屈服极限 σs、强度极限 σb、延伸率 δ、截面收缩率 Ψ；
（2）熟悉拉伸时所表现的各种现象，并打印实验报告；
（3）对低碳钢与铸铁的力学性能进行比较，观察断口现象，分析引起破坏的原因。
2 金属材料的压缩实验
1．测定低碳钢的切变模量、剪切屈服极限和剪切强度极限；
2．测定铸铁扭转时的剪切强度极限；
3．观察低碳钢与灰铸铁在扭转时的变形和破坏现象；
4．比较低碳钢与灰铸铁在扭转时的力学性能。
（1）了解电子万能材料试验机的工作原理，并测试低碳钢在压缩过程中的力学性能。压缩时的屈服极限σs。压缩时的屈服极限 σs；
（2）熟悉压缩时所表现的各种现象，并打印实验报告；
（3）对低碳钢与铸铁的力学性能进行比较，观察断口现象，分析引起破坏的原因。
3 金属材料的扭转实验
1．测定低碳钢的切变模量、剪切屈服极限和剪切强度极限；
2．测定铸铁扭转时的剪切强度极限；
3．观察低碳钢与灰铸铁在扭转时的变形和破坏现象；
4．比较低碳钢与灰铸铁在扭转时的力学性能。
（1）了解材料抗剪能力；
（2）着重了解塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）受扭转时的机械性能，测定 sτ, bτ 绘制 φ−T 图，并比较两种材料的破坏情况及分析原因。
4 梁的纯弯曲正应力实验
1．学会电阻应变测量技术的基本原理和电阻应变仪的使用方法；
2．测量矩形截面梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果比较。
（1）了解梁在纯弯曲时横截面上正应力大小和分布规律；
（2）验证纯弯曲梁的正应力公式。
（三）实验考核与成绩评定
1．考核方式：提交实验报告。
2．成绩评定：实验数据准确、可靠实验总评成绩＝100%（占课程总评成绩5%）。
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定：课程总评成绩＝期末成绩×70%＋平时考核成绩×30%。
表 4 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 实验 作业 期中考试
19
权重（%） 50 10 40 无
表 5 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 填空题 选择题 判断题 简答题 论述题
权重（%） 10 30 10 10 20~30 10~20
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．申向东·材料力学·北京：中国水利水电出版社，2012.1
（二）参考书
1．孙训方，方孝淑等·材料力学·北京：高等教育出版社，2012.7（第 3 版）
2．刘鸿文·材料力学 I·北京：高等教育出版社，2011.1（第 5 版）
3．单祖辉·材料力学 I·北京：高等教育出版社，1999.9（第 2 版）
4．范饮珊·材料力学（土木、水利类）·北京：清华大学出版社，2006.8
5．盖尔，古德诺（美）·材料力学（英文版）·北京：机械工业出版社，2011.7
（三）相关网络资源
1．http://www.icourses.cn/home/爱课程网
2．http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/内蒙古农业大学网络教学平台
20
《电工学 B》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0508430 课程中文名称： 电工学 B
课程英文名称： Electrotechnics B
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 48 学时/3.0 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分
开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3
适用专业及类型：
化学工程与工艺（复合应用型）、木材科学与工程（拔尖创新型/复合应用型/应用技能型）、材料科学与工程（复合应用型）、生物工程（复合应用型）、制药工程（复合应用型）
先修课程： 《高等数学》《普通物理》《工程数学》
主撰人： 李奋荣 主审人： 李海军 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《电工学 B》是化学工程与工艺、木材科学与工程、材料科学与工程、生物工程、制药工程专
业一门专业基础核心课程。本课程主要介绍直流电路、交流电路、变压器、电动机及电气控制、二
极管及其应用、三极管与放大电路等。通过本课程的学习，使学生获得电工学必要的基本理论、基
本知识和基本技能，具有将电工学应用于本专业的一定能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解电工电子技术领域中的新理论、新技术、新知识；注重实验教学，培养学生理论联系
实际和创新精神，提高学生的动手和用电技术的能力；
——熟悉本专业必须的电工电子技术领域中基本理论、基本知识和基本技能，具备分析和解决
电路一般问题的能力和一定的实践动手能力；
——掌握直流电路、单相正弦交流电路、三相交流电路、变压器、电动机及其控制、二极管及
应用电路、三极管放大电路等相关知识，具有明确的基本概念和必要的基础知识，并具有一定的分
析能力和初步的实验能力。
三、教学内容与基本要求
21
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 小计
1 直流电路 8 8
2 单相交流电路 8 2 10
3 三相交流电路 4 2 6
4 磁路与变压器 4 4
5 三相异步电动机 8 2 10
6 半导体二极管及其应用 6 2 8
7 三极管及放大电路 2 2
合计 40 8 48
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 直流电路
1．教学内容：
（1）电路的基本概念及基本物理量,电路的工作状态；
（2）基尔霍夫定律；
（3）电压源、电流源及其等效变换；
（4）分析电路的方法。
2．重点或难点：重点是电路中的基本物理量、基尔霍夫定律；难点是电源的两种模型及其等
效变换、分析解决电路的各种方法。
3．教学目标：
（1）了解电路的概念、组成和作用；
（2）理解电路中基本物理量的意义，正方向的概念；理解电路不同状态下的电压、电流、功
率关系；理解电压源、电流源及其等效变换；
（3）掌握基尔霍夫定律、分析直流电路的常用方法及其特点。
主要知识单元 2 单相交流电路
1．教学内容：
（1）正弦交流电的三要素；
（2）正弦量的表示方法；
（3）单一参数的交流电路，电阻、电感与电容元件串联的交流电路；
（4）复阻抗的串联、并联电路的分析与计算及功率因数的提高。
2．重点或难点：重点是正弦量的三要素；正弦交流电路的功率和功率因数的提高；难点是正
弦量的相量分析法。
3．教学目标：
（1）了解正弦交流电产生的基本情况；
（2）理解正弦量的三要素；理解相量表示正弦量的物理意义及方法；理解单一元件交流电路
中的电压、电流、功率关系；理解复阻抗和广义欧姆定律的含义；
22
（3）掌握 R、L、C 串联交流电路的电压、电流、功率的关系；掌握提高功率因数的实际意义
和方法。
主要知识单元 3 三相交流电路
1．教学内容：
（1）三相交流电的产生；三相电源的连接方式；
（2）三相负载的连接方式；
（3）三相电路的功率。
2．重点或难点：重点是三相对称电动势；三相对称负载；三相交流电路的计算；难点是三相
交流电路中相电压、线电压；相电流、线电流的关系。
3．教学目标：
（1）了解三相电源；
（2）理解三相对称电动势、电压的基本概念；理解三相电源在星形、三角形连接两种方式下
所产生相、线电压的关系；理解三相电路相、线电压之间和相、线电流之间的关系；理解三相电路
功率关系和三相四线制供电系统中中线的作用；
（3）掌握三相交流电路的计算。
主要知识单元 4 变压器
1．教学内容：
（1）磁路的基本概念与交流铁心线圈电路；
（2）单相变压器的工作原理、运行特性及绕组极性；
（3）其它变压器。
2．重点或难点：重点是变压器变换电压、变换电流、变换阻抗的基本原理；难点是变压器的
工作原理及能量传递。
3．教学要求：
（1）了解变压器的基本结构和分类；
（2）理解交流铁心线圈电路中的电磁变化关系、电压平衡方程式和功率关系；
（3）理解并掌握变压器变换电压、变换电流、变换阻抗的基本原理。
主要知识单元 5 三相异步电动机
1．教学内容：
（1）三相异步电动机的构造和工作原理；
（2）三相异步电动机的转距特性与机械特性；
（3）三相异步电动机的使用及其电气控制。
2．重点或难点：重点是三相异步电动机工作原理，电磁转矩与机械特性，三相异步电动机的
使用方法；难点是三相异步电动机工作原理，电磁转矩与机械特性。
3．教学要求：
（1）了解三相异步电动机的基本结构；
（2）理解三相异步电动机的工作原理、电磁转矩、转矩特性；
（3）掌握三相异步电动机铭牌数据的计算和正确使用。
主要知识单元 6 半导体二极管及其应用
1．教学内容：
（1）半导体的基本知识；
23
（2）半导体二极管及其电路分析；
（3）直流电源的构成及相关单元电路的工作原理。
2．重点或难点：重点是半导体的基本知识；二极管电路的分析方法，直流电源的构成及相关
单元电路的工作原理；难点是 PN 结的形成及导电特性，二极管的伏安特性。
3．教学要求：
（1）了解半导体的概念及特性；
（2）理解本征、杂质半导体的导电机理；理解 PN 结的形成及导电特性；理解二极管的特性
及正确使用方法；理解直流电源的功能，各单元电路的组成、工作原理；
（3）掌握二极管单向导电性的应用以及直流电源电路的分析与计算。
主要知识单元 7 三极管及放大电路
1．教学内容：
（1）半导体三极管；
（2）基本放大电路的组成及分析方法。
2．重点或难点：重点是三极管电流分配关系、输入、输出特性，静态工作点的估算方法及用
微变等效电路进行动态分析的方法，各种接法放大电路的特点及应用；难点是三极管及放大电路的
微变等效电路。
3．教学要求：
（1）了解三极管的结构、分类；
（2）理解三极管的电流放大机理和三极管的输入、输出特性；理解基本放大电路的结构和各
元件的作用以及静态工作点的概念；
（3）掌握三极管的特性；放大电路的静态分析和动态分析。
四、实验教学环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 功率因数的提高 KHDG-1 型高性能电工综合实验装置
1
2 三相交流电路参数的测量
KHDG-1 型高性能电工综合实验装置
1
3 异步电动机的正反转 KHDG-1 型高性能电工综合实验装置
1
4 直流电源 DZX-1 型电子学综合实验装置 1
（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1 功率因数的提高
1、日光灯电路；
2、并联电容器提高功率1、正弦交流电路中电压、电流相量之间的关系；
2、理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法；
24
因数。 3、掌握日光灯电路的接线。
2
三相交流电路参数的测量
1、电压、电流测量；
2、功率的测量。
1、验证三相交流电路中电压、电流和功率的关系；
2、掌握三相交流电路的连接方法。
3 异步电动机的正反转
1、点动控制；
2、直接起动；
3、电动机的正反转控制。
1、熟悉按钮开关、交流接触器、热继电器等控制和保护电器的结构、工作原理和接线方法；
2、掌握异步电动机的点动、直接起动及正反转控制电路的设计方法。
4 直流电源 1、直流电源分析。 1、加深对整流、滤波以及稳压电路的理解。
（三）实验考核与成绩评定
1．考核方式：考勤＋现场操作＋实验报告。
2．成绩评定：考勤×20%＋现场操作×50%＋实验报告×30%。
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：闭卷；笔试；考试。
（二）成绩评定：平时成绩×30%＋期末考试×70%。
表 4 平时考核方式及权重
平时考核类型 考勤 作业 实验成绩
权重（%） 20 30 50
表 5 试题类型及权重
试题类型 填空题 判断题 选择题 分析简答题 计算题
权重（%） 20 10 20 25 25
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材与参考书
1．郭永·电工学（少学时）（第 1 版）·北京：水利水电出版社，2005. 2
2．魏佩瑜·电工学·北京：机械工业出版社，2014（第 2 版）
3．秦曾煌·电工学（上册、下册）（第 6 版）·北京：高等教育出版社，2004
4．孙骆生·电工学基本教程（上册、下册）（第 2 版）·北京：高等教育出版社，1990
（二）相关网络资源
1．爱课程网：http://www.icourses.cn/home/
2．内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/
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《材料科学基础（一）》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810330
课程中文名称： 材料科学基础（一）
课程英文名称： Fundamental of Material
Science
课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 48 学时/3.0 学分 讲课学时/学分： 48 学时/3.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《材料专业导论》《物理化学》《高等数学》《理论力学》《材料力学》
主撰人： 郭泽宇 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介：
《材料科学基础》是材料科学与工程专业的一门基础核心课程。通过教师授课、课堂讨论和课
外实践等各个教学环节，将相关学科的基础理论融合为一体，以研究材料共性规律，即研究材料的
成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课
程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。本课程将系统、全面地介绍材料基础
理论知识，诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝
固、材料中的扩散，材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。本课程着眼于材料基本问题、从金属
材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材
料的共性，熟悉材料的个性。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的固体材料原子结构及描述核外电子运动状态的量子数、原子间键合及性质、
分子极化等知识；
——熟悉该课程的晶体结构及其对称性、金属间化合物及其性质、晶体缺陷类型、原子与分子
运动规律的定量描述、固体材料变形特点等内容；
——掌握该课程的晶体结构的相关计算、晶体缺陷的运动及对材料性能影响、原子与分子运动
在材料中应用、材料变形与再结晶的实际应用等知识。
三、教学内容与基本要求
26
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 原子结构和键合 6
第二章 固体结构 10 2
第三章 晶体缺陷 12
第四章 固体中原子及分子的运动 10 2
第五章 材料的形变与再结晶 6
合计 44 4
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 原子结构和键合
1．教学内容：原子结构、原子间的键合、高分子链；原子间的键合；高分子链结构单元的化
学组成：碳链高分子；杂链分子；元素有机高分子；无机高分子高分子链结构单元的键合方式：均
聚物结构单元顺序；共聚物的序列结构高分子链的几何形状；高分子链的构型。
2．重点或难点：重点是原子间一次键合和二次键合形成条件、性质及对材料性能的影响。难
点是描述电子运动状态参数、高分子链的构型与构象。
3．教学目标:
（1）了解组成物质的基本粒子及其性质、原子的电子结构、高分子链的基本组成；
（2）熟悉电子的排布规律、高分子链的构型；
（3）掌握描述电子的四个量子数的含意、原子间的键合方式的定义及性质、高分子链的几何
形态和键接方式。
主要知识单元 2 固体结构
1．教学内容：晶体的空间点阵：空间点阵概念；晶胞；晶系与布拉菲点阵；晶体结构与空间
点阵的关系；晶向指数和晶面指数：阵点坐标；晶向指数；晶面指数；六方晶系指数；晶带；晶面
间距；金属的晶体结构：面心立方晶体结构的晶体学特征、体心立方晶体结构的晶体学特征、密排
六方晶体结构的晶体学特征；金属的相结构：置换固溶体、间隙固溶体、有序固溶体、固溶体的性
质；中间相：正常价化合物；电子化合物原子尺寸因素化合物：间隙相和间隙化合物；拓扑密堆相；
离子晶体结构：NaCl 型结构、萤石型结构、CsCl 型结构、a-Al2O3型结构；共价晶体结构、金刚石
结构、SiO2 结构、VA、VIA 族亚金属结构；聚合物晶态结构：晶胞结构、晶态结构模型、聚合物
结晶形态；非晶态结构。
2．重点或难点：重点是晶体晶面指数、晶向指数确定，典型晶体的结构以及固溶体的种类与
性质。难点是晶体的对称性与对称操作，金属化合物的结构，中间相的结构以及硅酸盐的结构。
3．教学目标:
（1）了解金属间化合物和高聚物晶态的结构和性能；
（2）熟悉晶体的定向、中间相类型、硅酸盐的晶体结构；
（3）掌握晶体结构点阵类型、晶体的对称性、固溶体类型和典型晶体的结构特征。
主要知识单元 3 晶体缺陷
1. 教学内容：点缺陷：空位与间隙原子、电缺陷的运动、点缺陷的平衡浓度；线缺陷：位错
27
概念的引入、位错的基本结构、刃型位错、螺型位错、混合位错、位错密度、柏矢矢量；位错的运
动：位错的滑移、位错的攀移、位错的交滑移；位错的弹性性质：位错的应力场、位错的应变能、
位错的线张力、作用在位错上的力、平行位错之间的作用；实际晶体中的位错：堆垛层错、不全位
错、位错反应与扩展位错、汤普森四面体；面缺陷：晶界、孪晶界、相界、外表面；
2．重点或难点：重点是缺陷的有关概念、点缺陷的类型、位错分类、点缺陷平衡浓度计算。
难点是位错相互作用力计算、位错应变能计算和位错反应计算。
3．教学目标:
（1）了解晶体缺陷形成、运动、反应等有关理论；
（2）熟悉缺陷的分类及缺陷对材料性能的影响；
（3）掌握晶体结构中点缺陷平衡浓度、位错受力和位错反应的有关计算。
主要知识单元 4 固体中原子及分子的运动
1．教学内容：表象理论：菲克第一定律、菲克第二定律；扩散方程的解：误差函数解、格林
函数解(衰减薄膜源)、置换型固溶体中的扩散、扩散系数与浓度相关时的求解；扩散的热力学分析：
扩散的原子理论：扩散机制、交换机制、间隙机制、空位机制、晶界扩散及表面扩散；原子跳跃和
扩散系数：原子跳跃频率、扩散系数、无规行走与扩散距离、扩散激活能；影响扩散的因素（简介）
温度：固溶体类型、晶体结构、晶体缺陷、化学成分、应力的作用；反应扩散；离子晶体中的扩散；
高分子的分子运动：分子链运动的起因及其柔顺性、分子的运动方式及其结构影响因素、主链结构、
取代基的特性、链的长度；高分子不同力学状态的分子运动解说：线型非晶态高分子的三种力学状
态、体型非晶态高分子的力学状态、结晶高分子的力学状态。
2．重点或难点：重点是菲克第一、第二定律。难点是几种典型扩散模式下扩散浓度的计算、
影响扩散的因素。
3．教学目标：
（1）了解扩散的有关理论和热力学原理；
（2）熟悉影响固体扩散的因素
（3）掌握几种典型类型固体扩散浓度的计算
主要知识单元 5 材料的形变与再结晶
1．教学内容：材料受力情况下的力学行为；弹性变形与粘弹性；单晶体的塑性变形：滑移带
与滑移线、滑移、滑移的临界分切应力、滑移时晶体的转动、多系滑移、滑移的位错机制；孪生：
孪生的切变过程、孪生的位错机制；扭折；多晶体的塑性变：多晶体变形的特点、晶粒取向的影响、
晶界的影响、屈服现象；变形后的组织与性能：显微组织的变化、亚结构的变化、性能的变化、加
工硬化、变形织构、残余应力；合金的塑性变形：固溶体的塑性变形、多相合金的塑性变形；变形
晶体加热时的变化：显微组织的变化、性能的变化；回复：微观结构的变化、回复动力学；再结晶：
形核长大、再结晶动力学、再结晶后的晶粒尺寸、影响再结晶的主要因素；再结晶后晶粒的长大：
晶粒的正常长大、晶粒的异常长大-二次再结晶；动态回复与动态再结晶：动态回复、动态再结晶；
超塑性。
2．重点或难点：重点是单晶体的塑性变形过程、多晶体的变形协调。难点是合金的塑性变形
及材料变形后的复合和再结晶过程中的机理和影响因素。
3．教学目标：
（1）了解材料的粘弹性、金属材料变形后回复的晶粒长大过程和陶瓷材料及高聚物的变形特
点；
（2）熟悉弹性变形的特征；金属变形后回复与再结晶过程中材料物理性能的变化；高聚物的
变形特点；
28
（3）掌握晶体和合金的塑性变形及其对材料组织性能的影响。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试，笔试，闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×10%＋期中考试×20%＋期末成绩×70%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 平时作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 综合应用题
权 重（%） 15 15 10 30 30
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．胡赓祥，蔡珣，戎咏华·材料科学基础·上海：上海交通大学出版社，2016.10（第 3 版）
（二）参考书
1．刘智恩·材料科学基础·西安：西北工业大学出版社，2003.6
2．石德珂，沈莲·材料科学基础·西安：西安交通大学出版社，1995.4
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.net/精品课程资源网
2．http://www.icourses.cn/home/爱课程网
3．http://mooc.pku.edu.cn 北京大学 MOOCs 课程
4．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
29
《材料科学基础（二）》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810420
课程中文名称： 材料科学基础（二）
课程英文名称： Fundamental of material
science(二)
课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型)
先修课程： 《高等数学》《普通物理》《普通化学》《有机化学》《物理化学》《材料科学基础（一）》
主撰人： 薛振华 主审人： 郭泽宇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料科学基础（二）》是材料科学与工程专业的专业基础核心课，主要是介绍固体材料相变、
材料亚稳态、材料的功能特性的基本理论知识，重点介绍金属材料的相变过程及相图。通过本门课
程内容学习，将为材料科学与工程专业课程学习奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解固体材料的相变过程、亚稳态材料及材料的功能特性；
——熟悉固体材料相变的热力学及动力学原理、典型亚稳态材料相变及材料功能特性的基本概
念；
——掌握二元系固体材料相变过程的定性分析和定量计算；学会应用材料相变知识制定材料设
计、合成、加工、改性工艺。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
30
第一章 相图 8 2
第二章 固体材料的结晶 6 2
第三章 固态相变 4
第四章 材料的功能特性 6 4
合计 24 2 6
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 相图
1．教学内容：相率、一元相图、二元相图、杠杆定律、二元相图计算、相图的应用。
2．重点或难点：
重点：相率、二元相图、杠杆定律、二元相图计算；
难点：二元相图、杠杆定律、二元相图计算、相图的应用。
3．教学目标：
（1）了解相图的应用；
（2）熟悉相图的组成；
（3）掌握相率、相图分析方法、相图计算。
主要知识单元 2 固体材料的结晶
1．教学内容：形核与晶体长大、二元合金的凝固理论、高分子合金概述。
2．重点或难点：
重点：形核与晶体长大；
难点：形核、二元合金凝固理论。
3．教学目标：
（1）了解高分子合金类型；
（2）熟悉二元合金凝固理论；
（3）掌握形核理论和晶体长大理论。
主要知识单元 3 固态相变
1．教学内容：固态相变类型、马氏体转变、贝氏体转变。
2．重点或难点：
重点：马氏体与贝氏体转变的特征；
难点：马氏体与贝氏体的转变过程。
3．教学目标：
（1）了解固态相变类型；
（2）熟悉马氏体和贝氏体的转变过程；
（3）掌握马氏体和贝氏体的转变特征。
主要知识单元 4 材料的功能特性
1．教学内容：能带理论、材料的电性能及介电材料、材料的磁性能及磁性材料、.材料的热性
能、材料的光学特性概述。
2．重点或难点：
重点：能带理论、材料的电导理论；
难点：能带理论、材料的磁滞与磁畴。
31
3．教学目标：
（1）了解能带及能带理论；
（2）熟悉材料的磁性能、材料的热性能及材料的光本质。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定：
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试×20%＋期末成绩×60%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业 讨论
权 重（%） 20 40 40
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 计算题 综合分析
权 重（%） 20 20 10 20 20 10
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．胡赓祥·材料科学基础·上海：上海交通大学出版社，2010.5（第 3 版）
（二）参考书
1．陶杰等·材料科学基础·北京：化学工业出版社，2006.3
2．潘金生等·材料科学基础·北京：清华大学出版社，2011.1（修订版）
3．郑子樵·材料科学基础·长沙：中南大学出版社，2005.6
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.net/精品课程资源网
2．http://www.icourses.cn/home/爱课程网
3．http://mooc.pku.edu.cn 北京大学 MOOCs 课程
4．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
32
《聚合物化学》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810125 课程中文名称： 聚合物化学
课程英文名称： Polymer Chemistry
课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程专业（复合应用型）
先修课程： 《普通化学》《物理化学》《有机化学》
主撰人： 王丽 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《聚合物化学》是材料科学与工程专业学生的一门基础教育核心课，本课程内容包括聚合物的
基本概念、聚合物的聚合反应机理、控制聚合物反应速率和分子量的方法、聚合方法的选择以及高
分子化学反应的特征等内容。课程的主要任务是阐明合成聚合物的基本原理及控制聚合反应速度和
分子量的方法，揭示聚合机理与单体结构的关系，使学生初步具有选择聚合反应和控制聚合反应条
件合成聚合物的理论和实践能力，培养学生具有应用高分子材料的实际能力，具有解决科研和生产
实际问题的方法，并为后续的《复合材料》和《功能高分子材料》等课程的学习和毕业设计的开展
奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解聚合反应和聚合物化学反应的原理及聚合实施方法；
——熟悉合理的聚合物合成路线，制定最佳工艺条件，制备出具有一定性能的聚合物，并能够
运用所学知识解决一定的实际问题；
——掌握聚合物化学相关的基本理论和基本知识，为从事高分子工作打下基础。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
33
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 6
第二章 自由基聚合反应 12
第三章 自由基共聚 6
第四章 聚合方法 6
第五章 离子聚合 4
第六章 配位聚合 4
第七章 聚合物的化学反应 2
合计 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：
聚合物的基本概念、分类及命名原则；聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基
本概念；聚合物的物理状态和主要性能；聚合物科学及其工业发展历史和前景。
2．重点或难点：
（1）重点：聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念。
（2）难点：聚合物的平均分子量的计算。
3．教学目标：
（1）了解聚合物的物理状态和主要性能；聚合物科学及其工业发展历史和前景；
（2）熟悉聚合物的基本概念、分类及命名原则；
（3）掌握聚合物的平均分子量、分子量分布、大分子微结构等基本概念及聚合物平均分子量
的计算。
主要知识单元 2 自由基聚合反应
1．教学内容：
连锁聚合的单体；自由基聚合机理；链引发反应；聚合速率分子量和链转移反应；阻聚和缓聚；
反应速率常数的测定；分子量分布；聚合热力学。
2．重点或难点：
（1）重点：阻聚、缓聚、动力学链长、聚合上限温度等基本概念；单体结构与聚合机理的关
系；自由基聚合反应机理及特征；主要引发剂类型及引发机理。
（2）难点：低转化率时自由基聚合动力学；影响聚合速率和分子量的因素；高转化率下的自
动加速现象及其产生的原因。
3．教学目标：
（1）了解光、热、辐射等其它引发作用；了解自分子量的分布以及聚合热力学；
（2）熟悉单体结构与聚合机理的关系、自由基聚合反应机理及特征；
（3）掌握影响聚合速率和分子量的因素，高转化率下的自动加速现象及其产生的原因；阻聚、
缓聚和聚合上限温度的基本概念。
主要知识单元 3 自由基共聚
1．教学内容：
34
二元共聚物的组成；竞聚率的测定和影响因素；单体和自由基的活性；Q－e 概念；共聚速率。
2．重点或难点：
（1）重点：二元共聚物瞬时组成与单体组成的关系；竞聚率的意义；典型的共聚物瞬时组成
曲线类型以及共聚物组成与转化率的关系。
（2）难点：共聚物组成均一性的控制方法；自由基及单体的活性与取代基的关系以及对反应
速率的影响；Q-e 概念。
3．教学目标：
（1）了解竞聚率的测定方法和影响因素以及共聚速率；
（2）熟悉二元共聚物瞬时组成与单体组成的关系，竞聚率的意义；典型的共聚物瞬时组成曲
线类型以及共聚物组成与转化率的关系；
（3）掌握共聚物组成均一性的控制方法；自由基及单体的活性与取代基的关系以及 Q－e 的
基本概念。
主要知识单元 4 聚合方法
1．教学内容：
本体聚合；溶液聚合；悬浮聚合；乳液聚合。
2．重点或难点：
（1）重点：经典乳液聚合的机理；典型聚合物的聚合方法。
（2）难点：本体、溶液、悬浮、乳液等各种聚合实施方法的特点。
3．教学目标：
（1）了解乳液聚合动力学；
（2）熟悉苯乙烯连续本体聚合，氯乙烯本体聚合及乙烯高压连续本体聚合实施方法的特点；
（3）掌握自由基溶液聚合和离子型溶液聚合实施方法的特点；氯乙烯，苯乙烯悬浮聚合实施
方法的特点；乳液聚合的主要组分及其作用，经典乳液聚合的机理。
主要知识单元 5 离子聚合
1．教学内容：
阳离子聚合；阴离子聚合；自由基聚合与离子聚合的比较；离子型共聚。
2．重点或难点：
（1）重点：阴、阳离子聚合的单体与引发剂及其相互间的匹配；活性高分子、溶剂、温度及
反离子对反应速率和分子量的定性影响。
（2）难点：几种典型的离子聚合反应体系的组成与聚合条件；活性种的主要形式；离子型聚
合反应机理及其特征。
3．教学目标：
（1）了解离子型共聚合；
（2）熟悉阳离子聚合的烯类单体、阳离子聚合的引发剂，阳离子的聚合机理；
（3）掌握阴离子聚合的烯类单体、阴离子聚合的引发剂及其和单体的匹配；自由基聚合与离
子聚合的特点比较。
主要知识单元 6 配位聚合
1．教学内容：
聚合物的立体异构现象；Ziegler-Natta 引发剂以及丙烯的配位聚合。
2．重点或难点：
35
（1）重点：丙烯配位阴离子聚合机理及定向的原因；配位聚合、定向聚合、等规度等基本概
念。
（2）难点：极性单体的配位阴离子聚合；二烯烃配位聚合的主要催化剂；聚合物的立体异构
现象；Ziegler-Natta 催化体系的组成。
3．教学目标：
（1）了解丙烯配位阴离子聚合机理及定向的原因；
（2）熟悉聚合物的立体异构现象基本概念、立构规整性对聚合物性能的影响；
（3）掌握 Ziegler-Natta 引发体系的组成和种类；Ziegler-Natta 引发体系的性质和反应以及引发
剂组分对聚丙烯等规度和聚合速率的影响
主要知识单元 7 聚合物的化学反应
1．教学内容:
聚合物的反应活性及其影响因素；聚合物的相似转变；聚合度变大的化学转变；降解；聚合物
的老化及防老。
2．重点或难点：
（1）重点：聚合物化学反应特点；聚合物化学反应的活性及其影响因素。
（2）难点：聚合物的相似转变、接枝、扩链、交联反应原理。
3．教学目标：
（1）了解功能高分子、高分子的降解的原理；了解功能高分子、高分子的老化及防老化原理。
（2）熟悉聚合物化学反应的活性及其影响因素；
（3）掌握聚合物的相似转变的原理；接枝、扩链、交联反应的原理。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 填空题 选择题 判断题 简答题 计算题
权 重（%） 10 20 10 10 30 20
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
36
1．潘祖仁·高分子化学（增强版）·北京：化工出版社，2007.5
（二）参考书
1．R.B.西摩·聚合物化学导论·北京：新时代出版社，1998.8
2．（英）约翰·W·尼科尔森·聚合物化学·北京：中国纺织出版社，2005.2（第 2 版）
3．潘才元·高分子化学·合肥：中国科技大学出版社，1997.7
（三）相关网络资源
1．http://ce.sysu.edu.cn/echemi/polychem 中山大学精品课程《高分子化学》
2．http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3334.html 北京化工大学精品课程《高分子化学》
37
《专业认识实习》课程教学大纲
一、实习课程基本属性
实习课程编码： 0811010 实习课程中文名称： 专业认识实习
实习课程英文名称： Learning Practice
实习课程类型： 基础教育 实习课程性质： 核心课程
总学时/学分： 32 学时/1.0 学分 实践学时/学分： 1 周/1.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程专业（复合应用型）
相关课程： 《材料科学基础》《高分子物理》
主撰人： 李奇 主审人： 郝一男 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《专业认识实习》是材料科学与工程专业学生基本的实践教学环节，是学生在专业基础理论知
识学习完成后，在进入专业课程学习之前开设的一门实践类课程。此次实习可以让学生对高分子材
料工程的专业知识和工程技能建立感性认识，为承接后续聚合物化学、材料成型基础、高聚物成型
工艺、高聚物成型工艺课程设计、材料制备与成型综合实验等专业课程而进行的一个重要实践环节。
（二）教学目标
通过本实习应实现以下目标：
——了解高分子材料的分类、行业背景和应用领域，高分子材料原料的类型及测试方法，充分
认识原料性质对产品性能的影响；
——熟悉高分子材料常用成型方法和加工技术、生产工艺、主要设备、产品性能与应用的关系；
——掌握当前高分子材料行业先进的生产技术、生产工艺、新的原料品种及新的产品类型；当
前高分子制品的检测技术、制样和选样的过程。
三、实习项目、内容与学时分配
序号 实习项目 实习内容 学时
分配
每组
人数 备注
1 高分子材料概况 高分子材料的分类、行业背景和应用领域 2 30
2 高分子材料原料的类型和检测
认识高分子材料的原料，了解原料质量的检测方法；了解原料性质对产品性能的影响。
4 15
38
3
高分子材料常用成型方法和加工技术
高分子材料常用成型方法和加工技术、生产工艺和主要设备，重点了解热固性和热塑性树脂的成型方法；了解橡胶的成型方法；了解树脂基复合材料的成型方法。
10 15
4 高分子材料先进生产技术
了解当前高分子材料行业先进的生产技术、生产工艺、新的原料品种及新的产品类型。
2 30
5 高分子制品的检测技术
了解当前高分子制品的检测技术、制样和选样的过程，充分认识检测对高分子原材料开发利用的重要性。
14 15
合计 32
四、实习组织与安排
（一）实习条件
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
1 高分子材料概况
使学生了解当前国内外高分子材料现状。
多媒体教室
2 高分子材料原料的类型和检测
提供部分高分子材料的原料样品，具备高分子材料原料性能检测的常用用仪器及设备。
工厂或材料成型实验室，需要设备有马弗炉、干燥箱、熔体流动速率仪。
3 高分子材料常用成型方法和加工技术
具备高分子材料常用成型和加工设备。
工厂或材料成型实验室，需要的仪器和设备有注塑机、挤出机、热压机、冷压机、混炼机、平板硫化机、万能制样机等。
4 高分子材料先进生产技术
使学生了解近五年国内外高分子先进生产技术。
多媒体教室
5 高分子制品的检测技术
具备高分子制品常用性能检测的仪器及设备。
材料力学实验室和材料测试实验室，需要的仪器和设备有力学试验机、摆锤式冲击试验机、同步热分析仪、动态热机械分析仪、红外光谱仪、扫描探针显微镜、纳米力学显微镜、流变仪、X 射线衍射仪、核磁共振光谱仪、紫外分光光度计、物理吸附仪、离子色谱仪、氧指数测定仪、表面接触角测定仪、导热系数测定仪、和热变形、维卡软化点温度测定仪等。
（二）实习组织与实施
序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式
39
1 第 1 天 高分子材料概况、高分子材料原料的类型和检测方法。
指导教师或企业工作人员讲解高分子材料概况和高分子材料原料的类型；指导教师或企业工作人员带领学生认识高分子材料原材料，了解原材料的检测方法和所用仪器。
2 第 2-3 天 高分子材料常用成型方法和加工技术。
指导教师或企业工作人员带领学生在材料成型实验室或工厂开展。
3 第 4 天
高分子材料先进生产技术；了解采用同步热分析仪、动态热机械分析仪、红外光谱仪、扫描探针显微镜、激光显微镜、纳米力学显微镜、流变仪、X
射线衍射仪、核磁共振光谱仪和纳米压痕测试仪等对高分子制品的性能测试。
指导教师在多媒体教室讲解高分子材料先进生产技术；指导教师带领学生在力学性能实验室和材料测试实验室开展。
4 第 5 天
了解采用紫外分光光度计、物理吸附仪、离子色谱仪、氧指数测定仪、表面接触角测定仪、导热系数测定仪和热变形、维卡软化点温度测定仪等对高分子制品的性能测试。
指导教师带领学生在材料测试实验室开展。
五、实习报告
1．实习目的
2．实习内容：
包括①高分子材料概况；②高分子材料原料的类型和检测；③高分子材料常用成型方法和加工
技术；④典型产品的生产工艺流程；⑤高分子材料先进生产技术；⑥高分子制品的检测技术等内容。
3．存在问题及建议，本次实习心得体会等。
六、实习考核
（一）考核方式
由实习指导教师负责对学生的实习成绩进行考核。实习结束后，每一位参加实习的学生提交实
习报告。实习报告是实习成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实习报告或实习报告撰写
不规范者，应补做完成或重做，否则不允许参加实习成绩的考核。
实习指导老师根据实习学生的考勤、实习态度、实习表现和实习报告综合评定实习成绩。
实习出勤成绩由每天实习考勤给出。
实习态度及表现主要考察学生是否听从实习指导教师的合理安排，是否遵守实习纪律，实习态
度是否端正等。
（二）成绩评定
实习总评成绩＝学生总成绩=实习出勤×20%＋实习态度及表现×40%＋实习报告成绩×40%
七、推荐教材、参考书及网络资源
40
（一）参考书
1．韦军·高分子合成工艺学·上海:华东理工大学出版社，2011.2
2．黄锐·塑料成型工艺学·北京:轻工业出版社，2007.3（第 2 版）
3．吴培熙，王祖玉，张玉霞，景志坤·塑料制品生产工艺手册·北京:化学工业出版社，2004.10
（第 3 版）
（二）相关网络资源
1．http://jpkc.xzcit.cn/gfzcl/default.asp 徐州工业职业技术学院精品课程《高分子原材料》
2．http://gfz.zzuli.edu.cn/index.html 郑州轻工业学院精品课程《高分子材料成型工程》
41
《工程实训 B》课程教学大纲
一、实习课程基本属性
实习课程编码： 0530320 实习课程中文名称： 工程实训 B
实习课程英文名称： EngineeringTrainingB
实习课程类型： 基础教育 实习课程性质： 核心课程
总学时/学分： 64 学时/2.0 学分 实践学时/学分： 2 周/2.0 学分
开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3
适用专业及类型： 木材科学与工程、材料科学与工程（复合应用型）
相关课程： 《机械制图》
主撰人： 金敏 主审人： 德雪红 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《工程实训 B》是一门实践性的基础教育核心课程。随着工程高等教育的发展，工程实训已经
发展成为面向各类专业的机械工程训练实践课程，是非机械类有关专业重要的实践教学环节之一。
主要内容包含零件的毛坯制造工艺、切削加工工艺、装配工艺及先进制造技术的实训。
（二）教学目标
通过本实习应实现以下目标：
——了解机械制造的一般过程，获得机械制造常用材料和金属加工工艺基础知识；
——熟悉机械零件常用加工方法及使用的主要设备和工具；
——掌握常用机床的基本操作技能并具有一定的操作能力。
三、实习项目、内容与学时分配
序号 实习项目 实习内容 学时分配
每组人数
备注
1 入厂教育 实训目的和意义，实训的内容和要求，实训过程中人身及设备安全的重要性。
2 全体实习学生
2 铸造实习
铸造生产的工艺过程及其特点；型砂、型芯砂等造型材料的性能及其制备；砂型的各种造型方法；铸铁的主要缺陷及产生原因。
7 30
3 锻压实习
锻压生产过程、特点、应用以及在机械制造中的作用和地位；坯料加热目的和方法；了解锻压设备类型、结构及作用，熟悉本工种实习设备的结构及工作原理；机器自由锻的工艺特点、基本工序及操作方法，
2 30
42
序号 实习项目 实习内容 学时分配
每组人数
备注
观看典型零件的自由锻工艺过程；冲压的工艺特点，板料冲压基本工序，冲模结构等。
4 焊接实习
焊接生产过程、特点、应用以及在机械制造中的作用和地位；手工电弧焊的种类、结构及组成，安全操作方法；手工电弧焊的形成及特点；结构焊条的型号及其含义，掌握电焊条的组成和作用，了解酸性焊条和碱性焊条的性能、特点和选用原则；手工电弧焊焊接工艺参数和选择以及工艺参数对焊缝质量的影响；氧气切割的原理、过程以及金属气割的基本条件；熔化焊的常见缺陷及其产生的原因和避免措施；二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等焊接原理及操作。
7 30
5 铣削实习
铣床的种类、组成及其作用，铣削加工方法及所用刀具，常用附件及其使用方法；铣削的加工范围、特点及安全操作。
7 30
6 刨削实习 刨床的种类、组成及其作用，牛头刨床的传动系统；刨削的加工方法、加工范围、加工特点及其安全操作。
7 30
7 车削实习
车削加工的特点及其在机械制造中的作用和地位；常用的普通车床的种类、编号方法，实习所用车床的主要组成部分及其功能；车床的主运动和进给运动。切削用量三要素的定义及单位；刀具材料的性能，掌握车刀的组成和结构，车刀的三面两刃一尖、五个主要角度的定义及作用；车削工作中常用量具的名称及其正确使用方法；一般的车削工艺过程，常用工件的装夹方法及注意事项。
7 30
8 钳工实习
钳工在机械制造维修中的作用；划线、锯割、锉削，钻孔、螺纹加工的方法和应用；各种工具、量具的操作和测量方法；钻床的主要结构和安全使用方法；了解扩孔、铰孔等方法。
7 30
9 机械拆装实习
常见机械装备的特性，其组成的各部件及各零件的作用、名称，机械运动或传动的特点；机械装配特点及装配精度的初步概念；零件加工精度及装配精度间的关系。
7 30
10 数控实习
数控车床的用途，型号，规格，主要组成及其作用；数控机床的使用方法及其所用刀具和安装方法；通过数控车床手动操作，掌握数控面板上各个功能键的功能；编写数控车床加工程序，理解数控车 G 代码的功能；数控机床的加工范围及加工达到的尺寸精度和表面粗糙度的范围；数控机床的主要附件的结构特点极其作用。
7 30
11 激光切割实习
激光切割的原理、激光切割设备的组成及其作用，激光切割工作台的工作方式与特点；激光切割的特点；激光切割的加工范围与其它切割加工方法的比较；激光切割的加工精度分析。
2 30
12 雕刻及3D
打印实习
雕刻技术及 3D 打印的应用，3D 打印及雕刻图形的设计、绘制，3D 打印机及雕刻机的使用。
2 30
合 计 64
四、实习组织与安排
（一）实习条件
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
43
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
1 入厂教育 了解课程内容、教学环节与要求、实习纪律与安全教育。
本次内容在教室及车间完成。
2 铸造实习
独立完成手工两箱的造型操作；独立完成型芯制作；对铸件进行造型方法的分析；识别常见铸造缺陷，分析其产生原因和防止方法。
本次内容在校内工程训练中心热加工车间完成。砂型造型工作台、电阻炉、坩埚
3 锻压实习
了解锻压与冲压生产的工艺过程及其特点；了解主要锻压设备；了解冲压工艺及模具。
本次内容在校内工程训练中心锻压车间完成。剪床、空气锤、摩擦压力机、曲柄压力机、折弯机、万能液压机。
4 焊接实习
了解常见焊接方法和气割加工过程的特点和应用；了解手工电弧焊所用设备、工具和材料；能初步进行手工电弧焊和气割的操作；对常见焊接缺陷、应力变形及常用检验方法有初步了解；其它焊接方法简介。
本次内容在校内工程训练中心热加工车间完成。直流电焊机、二氧化碳气体保护焊机、氩弧焊机、气焊气割仪器设备、电阻点焊机。
5 铣削实习
了解铣削加工所用的机床、刀具、量具和主要附件的结构与使用方法；掌握铣削加工的基本方法及加工范围；能初步进行主要铣削加工（铣平面、铣键槽、铣断等）的操作。
本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成，立式铣床 7 台。
6 刨削实习
了解刨削加工所用的机床、刀具、量具和主要传动系统的结构与使用方法；掌握刨削加工的基本方法及加工范围；能初步进行主要刨削加工（刨平面、刨斜面等）的操作。
本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成，牛头刨床 7 台。
7 车削实习
了解车削加工所用的机床、刀具、量具和主要附件的结构与使用方法；掌握车削加工的基本方法及加工范围；能初步进行主要车削加工（车外圆、车端面、倒角、打孔及滚花等）的操作。
本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成。卧式车床 12 台，带式锯床1 台。
8 钳工实习
了解钳工工作在机器装配及维修中的作用，并具有基本操作的技能；掌握钳工加工的基本类型及加工范围；能初步进行主要钳工加工（划线、锯割、锉削，钻孔、螺纹加工等）的操作。
本次内容在校内工程训练中心钳工车间完成。钳工操作台 32 台，带式锯床 1
台，锯、锉、各 32 套，划线平台钳 4 个，台钻 4 台。
9 机械拆装实习
了解常见的机械零件在机械装备中的作用、了解零部件间连接关系，了解机械加工精度与装配间的关系；掌握机械拆装的基本方法；能进行常见机械装备的拆卸及装配操作。
本次内容在校内工程训练中心钳工车间完成，减速器 5 台。
10 数控实习
了解数控机床的组成，熟悉数控机床操作面板的功能和作用，掌握数控编程的方法。
本次内容在校内工程训练中心数控车间完成。立式加工中心 1 台，立式铣床3 台，卧式车床 8 台，车加工中心 1 台。
11 激光切割实习 了解激光切割的原理、特点、基本方法、加工范围。
本次内容在校内工程训练中心数控车间完成。金属激光切割机 1 台
44
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
12 雕刻及 3D 打印实习
了解雕刻及 3D 打印的原理、特点、基本方法、加工范围。
本次内容在校内工程训练中心快速成型制作室完成。桌面式雕刻机 5 台、3D 打印机 5 台。
（二）实习组织与实施
序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式
1 0.5 天 实习前的动员、实习的目的和意义、实习的内容介绍、实习教学环节与要求、实习纪律与安全教育。
集中学习
2 1 天
现场讲授铸造生产的工艺过程及其特点；型砂的性能及其制备；砂型的各种造型方法、浇注过程及铸铁的主要缺陷及产生原因。学生独立操作整模造型、分模造型、挖砂造型、制造砂芯。
分组实习
3 0.5 天
现场讲授锻压安全操作注意事项；锻压生产的特点、应用以及在机械制造中的作用和地位；了解锻压设备类型、及作用，熟悉本工种实习设备的结构及工作原理；；观看典型零件的自由锻、模锻、冲压工艺过程。学生独立操作剪床、折弯机、摩擦压力机、曲柄压力机等设备。
分组实习
4 1 天
现场讲授焊接安全操作注意事项。介绍焊接的特点和应用范围。介绍焊接方法和焊接设备。示范操作手工电弧焊的焊接、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、气焊和气割。学生独立操作以上内容。
分组实习
5 1 天
现场讲授铣床的结构及加工范围。介绍铣刀的类型及安装方法。示范操作铣床的铣削平面加工。学生独立操作铣削平面加工，完成规定的任务。
分组实习
6 1 天
现场讲授刨床的结构、运动及加工特点。介绍刨刀的安装方法。示范操作刨床的刨削平面加工。学生独立操作铣削平面加工，完成规定的任务。
分组实习
7 1 天
现场讲授车床的结构及加工范围。介绍车刀的类型及安装方法。示范操作车床的外圆加工、端面加工、切断加工、滚花加工等。学生独立操作上述的加工，完成规定的任务。
分组实习
8 1 天
现场讲授钳工的工作范围和特点。介绍划线、锯削、锉削、钻孔，攻、套螺纹的工作要领。介绍台钻的安全使用。示范操作六角螺母的加工过程。学生独立完成六角螺母的制造加工。
分组实习
9 1 天
现场讲授机械拆装在工业生产中的作用。介绍拆装的安全操作和工作要领，介绍减速器的工作原理。现场演示减速器的拆和装。学生独立完成减速器的拆和装并测绘主要典型零件。
分组实习
10 1 天
现场讲授数控机床的结构组成和加工的特点、加工的精度。介绍控制面板的功能和使用。介绍数控编程的方法和过程。现场演示典型零件的数控加工过程。学生独立完成数控车床的编程，模拟数控加工过程。
分组实习
11 0.5 天
现场讲授激光切割技术的应用和特点。介绍激光切割机的组成。示范演示激光切割过程。学生独立完成给定零件的激光切割。
分组实习
12 0.5 天
现场讲授 3D 打印技术及雕刻技术的应用和特点。示范演示图形的绘制和 3D 打印、雕刻。学生独立完成 3D 打印和雕刻操作。
分组实习
45
五、实习报告
（一）实习成果
车削、铣削、刨削共同完成小锤的制作；钳工完成六角螺母的制作；其余工种完成该工种要求
的操作技能要求。
（二）实习技术报告
各工种撰写实习报告或总结。
六、实习考核
（一）考核方式：综合考核
（二）成绩评定：实习总评成绩＝出勤×30%＋各工种实践操作成绩×50%＋实习报告成绩×20%。
七、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．朱海等·金工实习·北京：北京林业出版社，2012.8
（二）参考书
1．陈志鹏等·金工实习·北京：机械工业出版社，2015.9
2．郭术义·金工实习·北京：清华大学出版社，2011.4
（三）相关网络资源
1．http://jgsx.jixie.zhbit.com/北京理工大学珠海学院金工实习精品课程
2．http://210.38.136.69:1600/page/40.html 广东海洋大学金工实习精品课程
46
《材料成型基础》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810225
课程中文名称： 材料成型基础
课程英文名称： Foundation of Materials
Forming
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程专业（复合应用型）
先修课程： 《工程制图》《材料科学基础》《高分子物理》《材料机械加工基础》
主撰人： 李奇 主审人： 郝一男 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料成型基础》是材料科学与工程专业的一门专业教育核心课。本课程主要包括金属液态成
形、金属塑性成形、金属焊接成形、非金属材料成形，粉末冶金成形和材料成形方法选择等内容。
课程的主要任务是阐明上述成型技术的内在规律，揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷
形成的机理。使学生对材料成型过程及基本原理有全面、系统和深入的理解，从本质上认识和分析
材料成型过程中所出现的实际问题和解决途径；并为后续的《高聚物成型工艺》和《材料制备与成
型综合实验》等课程的学习和毕业设计的开展奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解现代成形技术的发展趋势；
——熟悉材料成形的基本原理和工艺特点；
——掌握材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷形成的机理。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或 主要知识单元 学时分配
47
序号 理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 金属液态成形 10
第二章 金属塑性成形 8
第三章 金属焊接成形 8
第四章 非金属材料成形 10
第五章 粉末冶金成形 2
第六章 材料成形方法选择 2
合计 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 金属液态成形
1．教学内容：
合金的铸造工艺性能；砂型铸造；特种铸造；常用合金的铸造及铸造方法选择。
2．重点或难点：
（1）重点：合金的铸造工艺性能及与铸件质量的关系；砂型铸造工艺过程及造型方法。
（2）难点：砂型铸造工艺过程及造型方法、铸件结构工艺性设计、铸造工艺方案和工艺参数
的确定。
3．教学目标：
（1）掌握合金的铸造工艺性能及与铸件质量的关系；
（2）熟悉砂型铸造工艺过程及造型方法；掌握铸件结构工艺性设计，铸造工艺方案、铸造工
艺参数的确定；
（3）熟悉特种铸造方法的工艺过程、特点及应用。
主要知识单元 2 金属塑性成形
1．教学内容：
金属塑性成形工艺基础理论；自由锻；模锻；板料冲压；其他塑性成形方法。
2．重点或难点：
（1）重点：金属塑性成型的工艺理论基础。
（2）难点：自由锻件、模锻件和板料冲压件的结构工艺性。
3．教学目标：
（1）掌握金属塑性成形工艺基础理论；
（2）了解自由锻、模锻和板料冲压的基本工序，熟悉工艺规程的制定，掌握制件的结构工艺
性设计。
主要知识单元 3 金属焊接成形
1．教学内容：
熔焊成形基础理论；电弧焊；电渣焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊；常用金属的焊接及焊件结构工
艺性。
2．重点或难点：
（1）重点：常用焊接方法的原理、特点及焊接工艺；焊接接头的组织和性能；钢的焊接性评
价方法。
（2）难点：常用焊接方法的原理、特点和焊接工艺；焊件结构工艺性设计。
48
3．教学目标：
（1）熟悉电弧焊冶金过程，掌握焊接接头的组织和性能，掌握焊接缺陷的防止及检验方法；
（2）掌握焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊的焊接原理、特点和焊接工艺；
（3）掌握焊接性概念和钢的焊接性评价方法，了解常用焊接材料的焊接特点，掌握焊件结构
工艺性设计和焊缝布置原则。
主要知识单元 4 非金属材料成形
1．教学内容：
塑料的成形；橡胶的成形；陶瓷的成形；复合材料的成形。
2．重点或难点：
塑料、橡胶、陶瓷及复合材料成形方法的工艺过程、特点及应用。
3．教学目标：
（1）熟悉塑料的成形工艺性能，掌握塑料典型成形方法的工艺过程及工艺条件的选择，掌握
塑料制品的结构工艺性设计；
（2）熟悉新型陶瓷制品的生产过程，掌握典型成形方法的工艺过程、特点及应用；
（3）熟悉橡胶压制成形和注射成形的工艺过程，掌握成形工艺条件的选择；
（4）熟悉复合材料的成形过程，掌握各种成形方法的特点和应用。
主要知识单元 5 粉末冶金成形
1．教学内容：
粉末冶金成形的工艺过程、特点及应用；粉末冶金制品的结构工艺性。
2．重点或难点：
粉末冶金成形的工艺过程、特点及应用。
3．教学目标：
（1）掌握粉末冶金成形的特点与应用；
（2）掌握粉末冶金工艺过程，了解粉末冶金制品的结构工艺性设计。
主要知识单元 6 材料成形方法选择
1．教学内容：
材料成形方法的选择原则和依据，常用成形方法的比较。
2．重点或难点：
常用零件毛坯成形方法的选择。
3．教学目标：
（1）了解常用零件毛坯的成形方法；
（2）掌握选择毛坯类型的原则和依据。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
49
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 问答题 综合题
权重（%） 25 15 10 30 20
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．施江澜，赵占西·材料成形技术基础·北京：机械工业出版社，2014.1（第 3 版）
（二）参考书
1．胡亚民·材料成形技术基础·重庆：重庆大学出版社，2008.5（第 2 版）
2．申庆泰·材料成形工艺基础·北京：中国农业大学出版社，2005.4
3．夏巨谌，张启勋·材料成形工艺·北京：机械工业出版社，2010.2（第 2 版）
（三）相关网络资源
1．http://elearning.shu.edu.cn/display_course.php?id=10 上海大学精品课程《材料成形技术》
2．http://www4.haut.edu.cn/jpkc2007/gccl/index.html 河南工业大学精品课程《工程材料及成形
技术基础》
50
《高聚物成型工艺》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0811225 课程中文名称： 高聚物成型工艺
课程英文名称： Polymer Molding
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程专业（复合应用型）
先修课程： 《高分子化学》《高分子物理》《材料成型基础》
主撰人： 红岭 主审人： 李奇 制定时间： 2017年 6月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《高聚物成型工艺》是材料科学与工程专业的一门专业教育核心课。本课程主要介绍高分子材
料的种类、性能、制备、成型、应用及最新进展等内容，是在高分子化学、高分子物理和材料成型
基础等课程的基础上开设的。本课程以塑料材料成型工艺为主，阐述高分子材料成型基本理论以及
成型所用物料的配制和各种成型工艺方法及原理。使学生对高分子材料成型工艺及基本原理有全面、
系统和深入的理解，提高分析和解决实际问题的能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解高分子材料成型方法的最新进展；
——熟悉高分子材料的成型设备，高分子材料主要加工助剂的性能和特点；
——掌握常用高分子材料的名称、种类、特点和性能以及常用高分子材料的制备方法与成型工
艺。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或 主要知识单元 学时分配
51
序号 理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 2
第二章 高分子材料成型理论基础 4
第三章 塑料注塑成型 4
第四章 塑料挤出成型 6
第五章 塑料发泡成型 4
第六章 塑料的其他成型 4 2
第七章 橡胶及纤维成型 6
第八章 高分子材料复合成型 2
第九章 高分子材料加工助剂 4 2
合计 36 4
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：
本课程的性质、课程内容、学习任务以及高分子材料成型工艺与加工的一些基本概念。
2．重点或难点：
重点是高分子成型工艺与加工的一些基本概念、基本知识；
难点是高分子材料成型工艺的特点。
3．教学目标：
（1）了解课程的性质和地位、课程的内容和任务；
（2）熟悉高分子材料成型工艺的特点及高分子材料工业的历史与发展；
（3）掌握高分子材料的定义、理解高分子材料成型加工的一些基本概念。
主要知识单元 2 高分子材料成型理论基础
1．教学内容：
高分子材料成型的理论基础，高分子材料的性能以及高分子材料的成型性能，聚合物在成型过
程中的特性。
2．重点或难点：
重点是聚合物成型过程中的性质；
难点是聚合物成型过程中的黏弹行为。
3．教学目标：
（1）了解高分子材料的主要物理、力学和化学性能；
（2）熟悉聚合物在成型过程中的形变特点以及黏弹形变与成型条件的关系；理解聚合物的流
变性质；
（3）掌握高分子材料的成型性能。
主要知识单元 3 塑料注塑成型
1．教学内容：
塑料注塑成型技术的概况，塑料注塑成型的工艺和要求。
2．重点或难点：
重点是塑料注塑成型的工艺及影响因素；
52
难点是螺杆式注塑机的基本结构和工作原理。
3．教学目标：
（1）了解塑料注塑成型技术的概况；
（2）熟悉注塑成型中温度、时间、压力等工艺条件的设定；
（3）掌握螺杆式注塑机的基本结构和工作原理，熟悉柱塞式注射机的基本结构和工作原理。
主要知识单元 4 塑料挤出成型
1．教学内容：
塑料挤出成型的基本概念，塑料挤出成型机构的结构及作用，挤出成型的原理和工艺。
2．重点或难点：
重点是挤出机构的结构和作用；
难点是挤出成型的原理和工艺。
3．教学目标：
（1）了解塑料挤出成型技术的基本理论和概念；掌握塑料挤出机构的基本结构和作用；
（2）熟悉热固性塑料的挤出、反应挤出；了解橡胶的压出和螺杆挤出机纺丝的原理和特点；
（3）掌握挤出成型的原理和工艺。
主要知识单元 5 塑料发泡成型
1．教学内容：
塑料发泡成型的基本概况，泡沫塑料的发泡方法和原理以及泡沫塑料的成型方法，几种典型泡
沫塑料成型的工艺和特点。
2．重点或难点：
重点是泡沫塑料的发泡方法和原理；
难点是泡沫塑料的成型方法。
3．教学目标：
（1）了解塑料发泡成型的基本情况；
（2）熟悉聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料和聚丙
烯发泡成型的工艺和特点；
（3）掌握泡沫塑料的发泡方法和原理以及泡沫塑料的成型方法。
主要知识单元 6 塑料的其他成型
1．教学内容：
几种典型塑料的其他成型技术。
2．重点或难点：
重点是几种塑料成型技术的原理；
难点是几种塑料成型特点和成型工艺。
3．教学目标：
（1）了解中空吹塑成型技术工艺及主要设备；
（2）熟悉人造革的涂覆成型技术的工艺过程及原理；塑料滚塑与搪塑成型技术、铸塑成型技
术的成型工艺和特点；
（3）掌握冷压烧结成型技术工艺及原理。
主要知识单元 7 橡胶及纤维成型
1．教学内容：
53
橡胶制品原材料的性质、橡胶的制作工艺及成型方法以及纤维的成型方法。
2．重点或难点：
重点是橡胶成型工艺的原理和特点；
难点是橡胶压出和注射成型的成型工艺及原理。
3．教学目标：
（1）了解橡胶制品的原材料及性质；
（2）熟悉橡胶压出和注射成型的成型工艺及原理、熟悉橡胶的硫化过程；
（3）掌握橡胶成型的设备、纤维的成型方法掌握橡胶热炼和混炼的工艺流程。
主要知识单元 8 高分子材料复合成型
1．教学内容：
塑料层状复合材料的种类和制造方法、几种高分子材料复合成型工艺及设备。
2．重点或难点：
重点是材料复合成型的工艺及特点；
难点是材料复合成型的原理。
3．教学目标：
（1）了解几种高分子材料复合成型工艺及设备；
（2）熟悉几种高分子材料复合成型的工艺、设备及其应用；
（3）掌握塑料层状复合材料的种类和制造方法。
主要知识单元 9 高分子材料加工助剂
1．教学内容：
助剂在成型加工中的地位，助剂的类别和作用，助剂应用中的一些常见问题。
2．重点或难点：
重点是几种主要助剂的特点及其应用；
难点是掌握助剂应用中应注意的问题。
3．教学目标：
（1）了解助剂在成型加工中的地位、助剂的主要类型和作用；
（2）熟悉几种主要助剂的特点及其应用；
（3）掌握助剂应用中应注意的问题。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
54
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释题 判断题 填空题 选择题 问答题 计算题
权重（%） 10 16 20 14 25 15
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．史玉升·高分子材料成型工艺·北京：化学工业出版社，2006
（二）参考书
1．周达飞·高分子材料成型加工·北京：中国轻工业出版社，2006（第 2 版）
2．夏炎·高分子科学简明教程·北京：科学出版社，2001
3．沈新元·高分子材料加工原理·北京：中国纺织出版社，2000
（三）相关网络资源
1．http://www.docin.com/p-17378849.html《高分子成型加工原理》
2．http://www.doc88.com/p-566026592.html《高分子与高分子材料》
55
《高聚物成型工艺课程设计》教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0811310 课程中文名称：
高聚物成型工艺课程设计
课程英文名称： Polymermolding process
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 32 学时/1.0 学分 实践学时/学分： 1 周/1.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《高聚物成型工艺》
主撰人： 红岭 主审人： 李奇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程设计简介与教学目标
（一）课程简介
本课程设计是在学习了《高聚物成型工艺》的基础上，掌握高分子工厂设计中塑料制品厂的设
计基础知识，一般的设计步骤和方法。旨在进一步加深高聚物成型工艺课程的所学知识，锻炼学生
分析问题和解决的能力，要求学生在独立完成设计工作后，达到预期教学效果。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解塑料制品厂的设计基础知识；
——熟悉塑料制品厂的一般设计步骤和方法；
——掌握常用塑料制品成型设备及成型工艺。
三、课程设计（论文）内容与要求
（一）教学内容
（1）分析所设计塑料制品的国内外研究现状；
（2）确定所设计制品的规格型号、生产能力及生产制度；
（3）所设计制品生产工艺的确定；
（4）主要生产设备的选型；
（5）绘制生产车间布置简图。
56
（二）基本要求
（1）独立完成所用设计环节；
（2）提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。
四、课程组织与实施
序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式
1 第 1 天 搜集设计课题的资料 自行搜集所需设计资料
2 第 2-3 天 总体方案设计 独立完成、答疑辅导
3 第 4-5 天 编写设计说明书 独立完成、答疑辅导
五、考核办法和成绩评定
（一）考核方式
考查；笔试；开卷。
（二）成绩评定
总评成绩＝平时成绩×20%+设计说明书成绩×80%
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．史玉升·高分子材料成型工艺·北京：化学工业出版社，2006
（二）参考书
1．周达飞·高分子材料成型加工·北京：中国轻工业出版社，2006（第 2 版）
2．俆德增·高分子材料加工厂设计·北京：化学工业出版社，2007（第 1 版）
（三）相关网络资源
1．http://www.doc88.com/p-778897231641.html 课程设计
2．http://www.docin.com/p-842947574.html 课程设计
57
《聚合物物理化学实验》课程教学大纲
一、课程基本属性
实验课程编码： 0810725
实验课程中文名称： 聚合物物理化学实验
实验课程英文名称： Experiments of Polymer
Chemistry and Physics
实验课程类别： 专业教育 实验课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 实验学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程专业(复合应用型)
先修课程： 《无机化学》《物理化学》《有机化学》
主撰人： 王丽 主审人： 陈鹏 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《聚合物物理化学实验》是材料科学与工程专业学生的一门专业教育核心课，本课程的任务是
加深对聚合物化学基本知识和基本原理的理解，掌握各种聚合方法的原理，特点及控制方法。能够
熟练和规范地进行聚合物化学实验的基本操作，为后续毕业设计的开展奠定基础。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该实验中一些主要实验仪器设备的性能和操作要求；
——熟悉该课程的实验原理及实验测试方法，进一步巩固和加深聚合物化学的理论知识，进一
步提高运用知识、独立分析问题和解决问题的能力；
——掌握实验仪器的安装以及实验步骤和各步操作的要点，能够独立操作、观察、记录实验现
象、分析实验数据。
三、实验项目与学时分配
表 1 实验项目与学时分配表
序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求
1 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
6 专业教育 验证性 3 必做
2 醋酸乙烯酯的溶液聚合 8 专业教育 验证性 3 必做
58
3 甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合
8 专业教育 综合性 3 必做
4 醋酸乙烯酯的乳液聚合及其乳液稳定性测试
8 专业教育 综合性 3 必做
5 苯丙乳液制备 10 专业教育 综合性 3 必做
合计 40
四、实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注
1 甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
万分之一天平、锥形瓶（50mL）、恒温水浴、量筒、试管夹、硬纸盒、烘箱
每台设备和仪器各 1 件
药品：过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸甲酯
2 醋酸乙烯酯的溶液聚合
万分之一天平、三颈瓶（250mL）、恒温水浴、冷凝管、搅拌器、量筒、抽滤装置、温度计、烘箱。
每台设备和仪器各 1 件
药品：聚乙烯醇、甲基丙烯酸、偶氮二异丁腈
3 甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合
万分之一天平、三颈瓶（250mL）、恒温水浴、冷凝管、搅拌器、量筒、抽滤装置、温度计、烘箱
每台设备和仪器各 1 件
药品：聚乙烯醇、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁氰、乙酸乙烯酯、乙醇
4
醋酸乙烯酯的乳液聚合及其乳液稳定性测试
万分之一天平、机械搅拌器、球形冷凝管、500mL
四口烧瓶、100mL 滴液漏斗、恒温水槽、温度计、旋转粘度计、烘箱、量筒。
每台设备和仪器各 1 件
药品：聚乙烯醇、乳化剂 OP-10、十二烷基磺酸钠、碳酸氢钠、醋酸乙烯酯、硫酸铵
5 苯丙乳液制备
万分之一天平、三颈瓶、圆底烧瓶、恒温水浴、冷凝管、搅拌器、滴液漏斗、Y 型管、温度计、烘箱、量筒
每台设备和仪器各 1 件
药品：苯乙酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、碳酸氢钠、十二烷基苯硫酸钠、乳化剂 OP-10
五、实验内容及要求
表 3 实验内容及要求
序号 实验项目 实验内容 基本要求
1
甲基丙烯酸甲酯的本体聚合
实验内容包括单体提纯，预聚、灌模、聚合、脱模。掌握本体聚合的控制因素，了解本体聚合的一般工艺。
要求学生了解自由基本体聚合的特点和实验方法；掌握和了解有机玻璃的制造和操作技术的特点。实验报告应包括实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验步骤和实验结果与讨论。
2
醋酸乙烯酯的溶液聚合
掌握溶液聚合的原理与实施方法，了解溶液聚合中溶剂的选择原则。
要求学生了解悬浮聚合的特点、基本原理，与本体聚合的异同；掌握悬浮聚合的实验操作方法；了解分散剂、升温速度、搅拌速度对悬浮聚合的影响。实验报告应包括实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验步骤和实验结果与讨论。
59
3
甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合
以聚乙烯醇为分散剂、BPO 为引发剂进行甲基丙烯酸甲酯的悬浮聚合，了解悬浮聚合的主要影响因素，掌握其具体实施方法。
要求学生了解溶液聚合的特点、基本原理，与乳液聚合的不同；通过本实验掌握醋酸乙烯酯溶液聚合方法。实验报告应包括实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验步骤和实验结果与讨论。
4
醋酸乙烯酯的乳液聚合及其乳液稳定性测试
通过醋酸乙烯酯的乳液聚合制备白乳胶，并测定白乳胶的固含量及其稳定性，掌握乳液聚合的方法及其控制因素，了解白乳胶性能的影响因素及其应用。
要求学生学习乳液聚合方法，制备聚醋酸乙烯酯乳液；了解乳液聚合机理及乳液聚合中各个组分的作用。实验报告应包括实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验步骤和实验结果与讨论。
5 苯丙乳液制备
用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸进行四元乳液共聚，合成苯丙乳液。了解自由基共聚合的特点、意义，与自由基均聚合的异同。
要求学生了解自由基共聚合的特点、意义，与自由基均聚合的异同；掌握自由基共聚合的实验操作方法。实验报告应包括实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验步骤和实验结果与讨论。
六、实验报告
实验报告：包括实验题目、实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容，实验步骤和数据分析
等内容。
七、考核办法和成绩评定
（一）考核方式
实验指导老师根据参加实验学生的考勤、操作技能和实验报告综合评定成绩，包括实验出勤成
绩、实验准备与清理、实验过程完成情况和实验报告成绩。
实验出勤成绩由每次实验考勤给出。
实验准备与清理包括学生能否按老师要求准备好实验用仪器，并且妥善保管放置及用完后进行
检查和装箱上交。
实验过程完成情况包括能否听从老师的合理安排，遵守课堂纪律，认真做实验；实验所用仪器
操作步骤的正确性。
实验报告应包括实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容和步骤、数据分析等内容，是实验
课程成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实验报告或实验报告撰写不规范者，应补做完
成或重做。
（二）成绩评定
实验总评成绩＝实验出勤成绩×10%＋实验准备与清理×10%＋实验过程完成情况×30%＋实
验报告成绩×50%。
60
八、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．梁晖，卢江·高分子化学实验·北京：化学工业出版社，2004
（二）参考书
1．冯开才，李谷·高分子物理实验·北京：化学工业出版社，2004
（三）相关网络资源
1．http://www.docin.com/p-1224273828.html 湖北大学《高分子化学实验》
2．http://www.doc88.com/p-601859663168. html 福州大学《高分子化学实验》
61
《复合材料》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810825 课程中文名称： 复合材料
课程英文名称： Composite Material
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《高分子物理》《聚合物化学》《材料科学基础》
主撰人： 黄金田 主审人： 于晓芳 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《复合材料》是材料科学与工程专业的一门专业教育核心课。本课程主要包括复合材料的基体
材料和增强材料、复合材料的设计原理、复合材料的界面以及复合材料的制备工艺等内容。通过本
课程的学习，培养学生具有一定从事复合材料研究和技术开发的能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解纳米复合材料、功能复合材料、C/C 复合材料、纳米复合材料的特性和制备工艺；
——熟悉各种基体的复合材料性能及应用，为今后从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实
的基础；
——掌握复合材料的基体材料和增强材料的种类、特性及应用，复合材料的设计原理，复合材
料的界面，聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料的主要性质及制备工艺。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 概论 2
62
第二章 复合材料的增强体 5 1
第三章 复合材料设计原理 4
第四章 复合材料的界面 3 1
第五章 聚合物基复合材料 4 2
第六章 金属基复合材料 4
第七章 陶瓷基复合材料 2 2
第八章 C/C复合材料 4
第九章 功能复合材料 4
第十章 纳米复合材料 2
合计 34 6
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 概论
1．教学内容:复合材料的定义、分类和命名，复合材料的特性，复合材料的发展和应用。
2．重点或难点：
（1）重点是复合材料的定义、分类和命名，复合材料的特性及应用。
（2）难点是复合材料的特性。
3．教学目标：
（1）了解复合材料的发展和应用；
（2）熟悉并掌握复合材料的特性；
（3）掌握复合材料的定义、分类和命名。
主要知识单元 2 复合材料的增强体
1．教学内容：增强体的特点和分类；玻璃纤维的组成、分类、结构和性质；碳纤维组成、分
类、结构和性质。硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、晶须、芳纶等纤维增强体的特性。
2．重点或难点：
（1）重点是增强体的特点、分类；玻璃纤维组成、分类、结构和玻璃纤维的性质；碳纤维组
成、分类、结构。
（2）难点是玻璃纤维、碳纤维的制备。
3．教学目标：
（1）了解硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、晶须、芳纶等纤维增强体的特性；
（2）熟悉增强体的的分类和特点；玻璃纤维组成、分类、结构和玻璃纤维的性质；
（3）掌握玻璃纤维的制备和碳纤维的制造方法。
主要知识单元 3 复合材料设计原理
1．教学内容：复合材料的可设计性和设计思想，复合材料力学性能设计和其它物理性能的复
合原理。
2．重点或难点：
（1）重点是复合材料的可设计性和设计过程。
（2）难点是复合材料力学性能设计和其它物理性能的复合原理。
3．教学目标：
（1）掌握复合材料设计所涉及的因素；
63
（2）理解复合材料的设计过程；
（3）了解复合材料的结构设计条件。
主要知识单元 4 复合材料的界面
1．教学内容：复合材料界面的概念；聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料
的界面；增强材料的表面特性。
2．重点或难点：
（1）重点是复合材料界面的概念，聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料的
界面。
（2）难点是各界面的作用机理。
3．教学目标：
（1）了解增强材料的表面特性；
（2）熟悉聚合物基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料的界面；
（3）掌握复合材料界面的概念。
主要知识单元 5 聚合物基复合材料
1．教学内容：聚合物基复合材料的主要制造工艺；聚合物的结构和基本性能；温度对高聚物
性能的影响和聚合物基复合材料的力学性能；聚合物基复合材料的应用。
2．重点或难点：
（1）重点是聚合物的结构、聚合物的物理性能、力学性能和其它性能。
（2）难点是聚合物基复合材料的制备工艺及相关机理以及其力学性能。
3．教学目标：
（1）了解聚合物基复合材料的应用；
（2）熟悉聚合物基复合材料的制备方法、聚合物基复合材料的力学性能；
（3）掌握聚合物的概念、命名和分类；聚合物的大分子链结构和聚合物的聚集态结构；线型
无定型高聚物、晶态聚合物、体型聚合物形变与温度之间关系；聚合物的物理性能、力学性能和其
它性能。
主要知识单元 6 金属基复合材料
1．教学内容：金属基复合材料的特性；金属基复合材料的分类、常用增强体及其特性；铝基
复合材料、镁基复合材料和钛基复合材料的制造方法。
2．重点或难点：
（1）重点是金属基复合材料的特性；金属基复合材料的分类、常用增强体及其特性。
（2）难点是金属基复合材料的界面结构和特性。
3．教学目标：
（1）了解铝基复合材料、镁基复合材料和钛基复合材料的制造方法；
（2）熟悉金属材料的力学性能、物理和化学性能，常用金属基体材料和选择金属基体的原则；
（3）掌握金属基复合材料的特性；金属基复合材料的分类、常用增强体及其特性。
主要知识单元 7 陶瓷基复合材料
1．教学内容：陶瓷基复合材料的特性；陶瓷基复合材料的分类、常用增强体及其特性；陶瓷
基复合材料的制造和应用。
2．重点或难点：
（1）重点是陶瓷基复合材料的特性。
64
（2）难点是陶瓷基复合材料增韧特性及机理。
3．教学目标：
（1）了解陶瓷基复合材料的制造和应用；
（2）熟悉纤维增强陶瓷基复合材料的增韧特性；
（3）掌握陶瓷基复合材料的特性；陶瓷基复合材料的分类、常用增强体及其特性。
主要知识单元 8 C/C 复合材料
1．教学内容：C/C 复合材料的特性、C/C 复合材料用碳纤维的选择原则；C/C 复合材料基体
前驱体和 C/C 复合材料的制备。
2．重点或难点：
（1）重点是 C/C 复合材料的特性、C/C 复合材料用碳纤维的选择原则。
（2）难点是 C/C 复合材料的制备。
3．教学目标：
（1）了解 C/C 复合材料基体前驱体、C/C 复合材料的应用；
（2）熟悉 C/C 复合材料的制备；
（3）掌握 C/C 复合材料的特性、C/C 复合材料用碳纤维的选择原则。
主要知识单元 9 功能复合材料
1．教学内容：功能复合材料调整优值的途径和功能复合材料的复合效应。功能复合材料的类
别及应用。
2．重点或难点：
（1）重点是功能复合材料的复合效应。
（2）难点是功能复合材料调整优值的途径。
3．教学目标：
（1）了解功能复合材料的类别及应用；
（2）熟悉功能复合材料调整优值的途径；
（3）掌握陶功能复合材料的复合效应。
主要知识单元 10 纳米复合材料
1．教学内容：纳米复合材料的定义、纳米复合材料的性能和特点；纳米复合材料的的分类和
命名；纳米复合材料的制备。
2．重点或难点：
（1）重点是纳米复合材料的定义、纳米复合材料的性能和特点。
（2）难点是纳米复合材料的制备。
3．教学目标：
（1）了解纳米复合材料的应用；
（2）理解纳米复合材料的制备；
（3）掌握纳米复合材料的定义，纳米复合材料的的分类和命名；纳米复合材料的性能和特点。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
65
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释题 填空题 选择题 简答题 问答题
权重（%） 10 20 10 35 25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．胡保全·先进复合材料·国防工业出版社，2017.1（第 2 版）
2．刘万辉·复合材料·哈尔滨工业大学出版社，2017.3（第 2 版）
（二）参考书
1．周祖福·复合材料学·武汉理工大学出版社，2007.1
2．尹洪峰·复合材料及其应用·西科学技术出版社，2003.6
3．王荣国·复合材料概论·哈尔滨工业大学出版社，2011.2
（二）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://www.xcl.net.cn 中国新材料网
3．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
66
《材料测试方法》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0811025
课程中文名称： 材料测试方法
课程英文名称： Materials Analyze
Technique
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程专业(复合应用型)、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《材料科学基础》《高分子物理》《聚合物化学》
主撰人： 于晓芳 主审人： 黄金田 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料测试方法》是材料科学与工程专业的一门专业必修课。本课程主要介绍 X 射线衍射仪
（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）、
热分析仪等先进仪器设备在材料形貌分析、物相分析、分子结构分析及热分析等方面的应用，为今
后从事材料的组成剖析和开发研究打下良好的基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解各种分析测试方法在材料科学与工程领域中的应用；
——熟悉高分子材料常用的分析及测试方法；
——掌握各种分析测试方法的基本原理。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
67
第一章 组织形貌分析 5 1
第二章 晶体结构分析 20 2
第三章 分子结构分析 8 2
第四章 热分析 2 0
合计 35 5
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 组织形貌分析
1．教学内容:
光学显微镜、扫描电镜在组织形貌分析方面的应用。
2．重点或难点：
重点：扫描电镜工作原理、阿贝成像原理。
难点：扫描电镜图谱分析。
3．教学目标:
（1）了解光学显微镜、扫描电镜在材料形貌分析方面的应用。
（2）熟悉数值孔径、分辨率、放大率和有效放大率、像差等概念。
（3）掌握阿贝成像原理、扫描电镜的特点和工作原理、常用电子信号产生的深度及对空间分
辨率的影响、扫描电镜的两种衬度像的形成原理，熟悉扫描电镜的制样方法,能对简单的谱图进行
解析。
主要知识单元 2 晶体结构分析
1．教学内容:
X 射线衍射分析、透射电镜显微分析。
2．重点或难点：
重点：利用布拉格方程和厄瓦尔德球求衍射方向方法、衍射强度影响因素、XRD 物相分析。
难点：倒易点阵概念、性质及应用，透射电镜衍射花样的标定、透射电镜衬度。
3．教学目标:
（1）了解 X 射线的防护知识、X 射线衍射仪的构造、X 射线衍射和透射电镜样品制备方法。
（2）熟悉透射电镜四种衬度的形成机理。
（3）掌握倒易点阵概念和性质、衍射强度的影响因素及衍射方向的确定方法、X 射线衍射和
电子衍射产生的物理原因、三种结构立方晶体（简单立方、面心立方、体心立方）的消光规律；特
征 X 射线命名原则，X 射线物相分析的三种常用实验方法、XRD 物相分析原理及过程、透射电镜
衍射花样标定方法、各种晶体（单晶体、多晶体、非晶体）衍射花样形式。
主要知识单元 3 分子结构分析
1．教学内容:
红外光谱、核磁共振光谱在高分子材料结构分析中的应用。
2．重点或难点：
重点：红外光谱、核磁共振基本原理。
难点：影响光谱图化学位移的因素、红外光谱谱图解析。
3．教学目标:
（1）了解红外光谱、核磁共振的基本原理。
68
（2）熟悉并掌握分子中基团特性与共振频率的关系，多原子分子的简正振动和红外对称性选
择定则。
（3）掌握红外光谱的解析步骤，能参考文献的资料对简单的谱图进行解析、影响核磁共振化
学位移的因素。
主要知识单元 4 热分析方法
1．教学内容:
差热分析法、差式扫描量热法、热重法在材料测试中的应用。
2．重点或难点：
重点：差热分析法、差式扫描量热分析、热重法基本原理。
难点：热分析曲线解析。
3．教学目标:
（1）了解影响热分析曲线的各种实验因素。
（2）掌握差热分析法、差式扫描量热法、热重法的基本原理及应用。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 判断题 填空题 选择题 简答题 计算题
权重（%） 20 20 20 20 20
五、推荐教材、参考书
（一）教材
1．杜希文·材料分析方法·天津：天津大学出版社，2006（第 1 版）
（二）参考书
1．左演生，陈文哲，梁伟·材料现代分析方法·北京：北京工业大学出版社，2000（第 1 版）
2．王培铭，许乾慰·材料研究方法·北京：科学出版社，2005（第 1 版）
3．吴刚·材料结构表征及应用·北京：化学工业出版社，2002（第 1 版）
69
（三）相关网络资源
1．http://mat.tongji.edu.cn/mm/index.asp 同济大学精品课程《材料研究方法》
2．http://jpk.tju.edu.cn 天津大学精品课程《材料现代研究方法》
70
《胶粘剂与涂料 B》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0810625 课程中文名称： 胶粘剂与涂料
课程英文名称： Adhesive and coating
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/ 2.5 学分 讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分
实验学时/学分： 8 学时/ 0.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《有机化学》《高分子化学》
主撰人： 陈鹏 主审人： 王丽 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《胶粘剂与涂料 B》是材料科学与工程专业人才培养的一门专业教育核心课程。主要介绍胶合
理论及材料科学与工程专业常用胶粘剂的合成机理与合成工艺。本课程以《有机化学》与《高分子
化学》为基础。通过本课程的学习，了解胶粘剂及涂料制备的主要设备构造及工艺流程，熟悉常用
胶粘剂的特性与用途，掌握本专业常用胶粘剂的合成工艺与机理，具备对于胶粘剂合成与改性方面
进行科学研究的基本能力，并为后续《高聚物成型工艺》和《材料制备与成型综合实验》等课程的
学习及毕业设计的开展奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程中胶粘剂及涂料制备的主要设备构造及工艺流程；
——熟悉常用胶粘剂及涂料的特性与用途；
——掌握各种常用胶粘剂胶接理论、合成原理、合成工艺。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或 主要知识单元 学时分配
71
序号 理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 4
第二章 胶接理论 4
第三章 胶接界面化学 4
第四章 氨基树脂胶接剂 6 8
第五章 酚醛树脂胶粘剂 6
第六章 环氧树脂胶粘剂 2
第七章 橡胶胶粘剂 2
第八章 天然胶粘剂 2
第九章 涂料 2
合计 32 8
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：胶粘剂的定义、组成分类；胶粘剂的发展史及其应用。
2．重点或难点：
（1）重点：胶粘剂的定义；
（2）难点：胶粘剂的分类。
3．教学目标：
（1）了解胶粘剂的发展史；
（2）熟悉胶粘剂组成分类及其应用；
（3）掌握胶粘剂的定义。
主要知识单元 2 胶接理论
1．教学内容：胶接接头结构；吸附理论；静电理论；扩散理论；机械结合理论；化学键理论；
配位键理论；其它胶接理论。
2．重点或难点：
（1）重点：各种胶接理论，如吸附、静电、扩散、机械结合、化学键、配位键等理论；
（2）难点：吸附理论、化学键理论。
3．教学目标：
（1）了解胶接接头结构；
（2）熟悉静电理论、扩散理论、机械结合理论、配位键理论等；
（3）掌握吸附理论及化学键理论，能熟练应用各种理论解释相关胶接现象。
主要知识单元 3 胶接界面化学
1．教学内容：表面张力；表面能与表面张力；界面张力；胶接与胶粘剂相关的因素。
2．重点或难点：
（1）重点：表面张力的定义和吉布斯自由能理论；
（2）难点：胶接的界面张力。
3．教学目标：
（1）了解影响胶接与胶粘剂相关的因素；
（2）熟悉表面能与表面张力及吉布斯自由能理论；
72
（3）掌握影响胶粘剂的相关界面因素。
主要知识单元 4 氨基树脂胶粘剂
1．教学内容：脲醛树脂胶粘剂；三聚氰胺树脂胶粘剂；三聚氰胺-尿素共缩合树脂胶粘剂。
2．重点或难点：
（1）重点：影响脲醛、三聚氰胺树脂质量的因素；
（2）难点：脲醛、三聚氰胺树脂的合成原理。
3．教学目标：
（1）了解脲醛、三聚氰胺树脂胶粘剂的合成原料、改性方法及应用现状；
（2）熟悉脲醛、三聚氰胺树脂胶粘剂的合成工艺；
（3）掌握脲醛、三聚氰胺树脂胶粘剂的合成机理及影响其质量的因素。
主要知识单元 5 酚醛树脂胶粘剂
1．教学内容：酚醛树脂的合成原理；影响酚醛树脂质量的因素；酚醛树脂的合成工艺。
2．重点或难点：
（1）重点：影响酚醛树脂质量的因素及其实例配方；
（2）难点：酚醛树脂的调制方法和改性方法。
3．教学目标：
（1）了解酚醛树脂胶粘剂的合成原料、改性方法及应用现状；
（2）熟悉酚醛树脂的合成工艺；
（3）掌握酚醛树脂的合成原理及影响其质量的因素。
主要知识单元 6 环氧树脂胶粘剂
1．教学内容：环氧树脂的合成原理；环氧树脂的固化。
2．重点或难点：
（1）重点：环氧树脂的特性、分类；
（2）难点：环氧树脂的用途、合成原理；环氧树脂的调制与应用。
3．教学目标：
（1）了解环氧树脂的特性、分类和用途；
（2）熟悉环氧树脂的调制与应用；
（3）掌握环氧树脂的合成原理和固化机理。
主要知识单元 7 橡胶胶粘剂
1．教学内容：氯丁橡胶胶粘剂；丁腈橡胶胶粘剂。
2．重点或难点：
（1）重点：氯丁及丁腈橡胶胶粘剂的性能；氯丁及丁腈橡胶主要合成原料及每种原料的作用；
（2）难点：氯丁及丁腈橡胶的制备方法。
3．教学目标：
（1）了解氯丁及丁腈橡胶胶粘剂的主要合成原料；
（2）熟悉氯丁及丁腈橡胶胶粘剂的主要性能；熟悉溶剂型氯丁橡胶的配制、主要成分及作用；
（3）掌握氯丁橡胶胶粘剂、丁腈橡胶胶粘剂制备方法。
主要知识单元 8 天然胶粘剂
1．教学内容：有机天然胶粘剂；无机天然胶粘剂。
73
2．重点或难点：
重点：木质、单宁、木材原料、蛋白质、淀粉和纤维素等有机天然胶粘剂的特征及改性。
3. 教学目标:
（1）了解天然胶粘剂的类别及其发展现状；
（2）熟悉天然胶粘剂的改性方法；
（3）掌握木质、单宁、木材原料、蛋白质、淀粉和纤维素等有机天然胶粘剂的特征。
主要知识单元 9 涂料
1．教学内容：涂料的定义、涂料组成与分类。
2．重点或难点：
（1）重点：涂料的组成；
（2）难点：涂料的分类。
3. 教学目标：
（1）了解涂料的定义；
（2）熟悉涂料的主要工艺流程及设备；
（3）掌握涂料的组成与分类。
四、实验实习实训等教学环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 脲醛树脂胶粘剂的合成
恒温水浴锅、搅拌器、圆底烧瓶、球形分液漏斗、冷凝管、烧杯、量筒
球形分液漏斗及烧杯各 2 件、其余各 1 件
需要容纳 30 人左右实验室
2 脲醛树脂胶粘剂技术
指标检测实验
恒温干燥箱、涂 4-
杯粘度计、酸度计、
分析天平、秒表
各 1 件 需要容纳 30 人左右实验室
（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1
脲醛树脂胶粘剂的合成
采用碱－酸－碱传统制备工艺合成脲醛树脂胶粘剂
（1）了解脲醛树脂的合成机理；
（2）熟悉相关仪器的作用及使用方法；
（3）掌握脲醛树脂合成工艺。
2
脲醛树脂胶粘剂技术指标检测实验
1、测定脲醛树脂胶粘剂的固含量
2、外观
3、粘度
4、pH 值
5、固化速度
（1）了解胶粘剂常用测试指标；
（2）熟悉相关仪器的作用及使用方法；
（3）掌握胶粘剂常用测试指标测试方法。
（三）实验报告
74
实验过程及测试结果以实验报告形式上交；
实验报告内容包括：实验目的、仪器、制备方法、性能测定及思考题；
实验报告要求：1．书写工整；2．实验过程完整准确；3．给出具体性能测定结果；4．思考题
能够给出较为全面的分析。
（四）实验考核与成绩评定
1．考核方式
实验表现+实验报告
2．成绩评定
实验总评成绩＝实验出勤×20%+实验准备与清理×20%+实验过程完成情况×20%+实验报告
×40%。
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中试卷成绩×20%＋期末试卷成绩×60%。
表 4 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业 实验总评成绩
权 重（%） 30 30 40
表 5 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 填空题 选择题 判断题 简答题 计算题
权 重（%） 10 15 10 10 45 10
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．顾继友·胶粘剂与涂料·北京：中国林业出版社，1999.5（第 2 版）
（二）参考书：
1．顾继友·胶接理论与胶接基础·北京：科学出版社，2003.7
2．[苏]H R 多罗宁·木材工业用合成胶粘剂·北京：中国林业出版社，1984.1
3．朱大中·涂料知识·上海：上海科学出版社，1981.4
4．王世泰·现代涂料及应用·山东：山东大学出版社，1988.1
（三）相关网络资源
75
1．http://www.nhj.com.cn/中国胶粘剂网
2．http://www.jiaoshui.net/胶水网
3．http://www.zhanjie.com.cn/中国粘接网
76
《材料机械加工基础》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0811625
课程中文名称： 材料机械加工基础
课程英文名称： Foundation of Materials
Mechanical Processing
课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程专业(复合应用型)
先修课程： 《工程制图》《材料科学基础》《高分子物理》《材料力学》
主撰人： 李奇 主审人： 红岭 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料机械加工基础》是材料科学与工程专业的一门专业教育核心课。本课程主要包括几何量
公差与检测、金属切削原理、常用加工方法及其装备和机械加工工艺的基础知识等内容。通过本门
课程的学习，使学生获得材料机械加工技术方面的知识，了解先进制造技术的状况和发展趋势，培
养学生分析和解决工程实际问题的能力，具有初步选择零件加工方法和编制机械加工工艺规程的基
本能力，为学习后续课程，毕业设计及今后从事材料设计与制造工作奠定必要的基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解几何量公差与检测的基本原理、原则与方法，切削加工原理，熟悉切削加工方法及加
工特点；
——熟悉有关标准的基本术语及定义；
——掌握选用公差配合、进行精度设计计算的原则和方法；分析机械加工的精度以及表面质量
的方法；机械加工和装配工艺规程的制订方法与步骤。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
77
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 极限与配合 9
第二章 形状和位置公差 7
第三章 表面粗糙度 2
第四章 金属切削加工的基础知识 6
第五章 金属切削机床的基础知识 2
第六章 常用的加工方法及典型表面加工分析 8
第七章 机械加工工艺过程的基础知识 6
合计 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 极限与配合
1．教学内容：
尺寸、偏差、公差、配合等基本术语及定义，孔、轴极限尺寸与配合，标准公差与极限偏差；
基准制、标准公差等级、配合种类的选择。
2．重点或难点：
（1）重点：标准公差系列和基本偏差系列，基准制、标准公差等级和配合种类的选择。
（2）难点：基准制、标准公差等级和配合种类的选择。
3．教学目标：
（1）熟悉尺寸、偏差、公差、配合等基本术语及定义，掌握极限间隙（过盈）和配合公差的
计算；
（2）掌握基准制、标准公差等级、配合种类的选择原则与方法。
主要知识单元 2 形状和位置公差
1．教学内容：
零件几何要素及其分类，形位公差的特征项目及符号，形位公差的标注方法，形位公差带的特
点，公差原则。
2．重点或难点：
（1）重点：形位公差的标注，形位公差带的特点。
（2）难点：公差原则。
3．教学目标：
（1）了解零件几何要素的分类，符号公差原则的术语及定义，；
（2）熟悉形状、位置公差框格和基准符号以及独立原则和相关要求；
（3）掌握被测要素、基准的标注方法、形位公差的公差项目及其公差带的特点；
主要知识单元 3 表面粗糙度
1．教学内容：
表面粗糙度的评定标准，表面粗糙度的评定参数的名称、代号、含义及其标注，表面粗糙度评
定参数的选用原则。
2．重点或难点：
重点：表面粗糙度的评定标准，表面粗糙度的符号意义与代号标注。
78
3．教学目标：
（1）掌握取样长度、评定长度、轮廓中线的概念和表面粗糙度评定参数的选用原则；
（2）掌握表面粗糙度的评定参数的名称、代号、含义及在图样上的正确标注。
主要知识单元 4 金属切削加工的基础知识
1．教学内容：
切削运动与切削要素，刀具的材料与刀具角度，金属切削过程。
2．重点或难点：
重点：切削运动与切削要素；刀具角度。
3．教学目标：
（1）熟悉金属切削加工过程中的切削运动、切削用量及切削层参数等概念，掌握切削要素与
切削层参数之间的计算关系。
（2）熟悉刀具标注角度及其参考系的定义，了解刀具材料应具备的性能；
（3）掌握切削过程中切削力、切削热的影响因素，熟悉积屑瘤的产生及对切削加工的影响。
主要知识单元 5 金属切削机床的基础知识
1．教学内容：
金属切削机床分类和型号；车床、钻床、刨床、铣床和磨床的种类、构造、运动类型特点及应
用。
2．重点或难点：
重点：金属切削机床分类和型号的编制方法。
3．教学目标：
（1）掌握金属切削机床分类和型号的编制方法；
（2）掌握车床、钻床、刨床、铣床和磨床的种类、构造、运动类型特点及应用。
主要知识单元 6 常用的加工方法及典型表面加工分析
1．教学内容：
各种常用机械加工机床（车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床和磨床）的种类、刀具的结构
特点和可加工的典型表面，上述机械加工方法的工艺特点及应用；精密加工（研磨、珩磨、超级光
磨、抛光）的加工原理、特点及应用。
2．重点或难点：
重点：车削、钻孔、扩孔、铰孔、镗削、刨削、拉削、铣削、磨削的工艺特点及应用。
3．教学目标：
（1）熟悉常用机械加工机床可加工的典型表面和机床刀具的结构特点，掌握上述加工方法的
工艺特点及应用；
（2）熟悉精密加工（研磨、珩磨、超级光磨、抛光）的加工原理、特点及应用。
主要知识单元 7 机械加工工艺过程的基础知识
1．教学内容：
机械加工工艺过程的组成；零件的安装与夹具；机械加工工艺规程的设计。
2．重点或难点：
（1）重点：机械加工工艺过程的组成；零件定位原理；工艺路线的拟定。
（2）难点：零件定位原理。
3．教学目标：
79
（1）熟悉机械加工工艺过程的组成，掌握工序、安装、工位、工步和走刀等基本概念；
（2）熟悉零件定位原理，掌握完全定位、不完全定位、欠定位和过定位四种定位形式的合理
性；
（3）熟悉拟定机械加工工艺规程的主要步骤，掌握工艺路线的拟定。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 问答题 综合题
权重（%） 20 20 10 20 30
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．侯书林·机械制造基础（下册）：机械制造技术基础·北京：中国农业出版社，2010.3
2．侯书林，朱海·机械制造基础（下册）——机械加工工艺基础·北京：北京大学出版社，
2011.3（第 2 版）
（二）参考书
1．甘永立·几何量公差与检测·上海：上海科学技术出版社，2013.11（第 10 版）
2．胡凤兰·互换性与技术测量基础·北京：高等教育出版社，2010.5（第 2 版）
3．吴恒文·工程材料及机械制造基础（Ⅲ）——机械加工工艺基础·北京：高等教育出版社，
2007.12
（三）相关网络资源
1．http://jpk.cust.edu.cn/hhx/article_list.asp?classid=48 长春理工大学精品课程《互换性与测量技
术基础》
2．http://www.icourses.cn/coursestatic/course_5818.html 西北工业大学精品课程《机械制造基础》
80
《专业生产实习》课程教学大纲
一、实习课程基本属性
实习课程编码： 0897140 实习课程中文名称： 专业生产实习
实习课程英文名称： Productive Practice
实习课程类型： 专业教育 实习课程性质： 核心课程
总学时/学分： 128 学时/4.0 学分 实践学时/学分： 4 周/4.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
相关课程： 《材料科学基础》《材料机械加工基础》《材料成型基础》
主撰人： 郝一男 主审人： 李奇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《专业生产实习》是本专业教学中不可缺少的环节，是理论与实践相结合的学习机会。实习内
容包括企业简介、生产工艺流程、技术路线和心得体会。通过实习，使学生进一步增强对材料生产
与使用的感性认知，加强理论联系实际，巩固在基础课和专业课中学到的理论知识，并为后续课程
的学习作好准备。通过生产实习使学生对材料加工机械设备，工艺过程，控制条件及主要原材料及
其检验、产品质量等有一定的了解，深入学习材料制备、加工、成型的相关技术和生产管理知识，
为以后的学习和工作打下基础。
（二）教学目标
通过本实习应实现以下目标：
——了解材料加工设备的基本结构、种类及主要用途；
——熟悉材料加工的工艺流程、原料及产品的质量检验和控制；
——掌握专业生产实际知识和技能，学习操作控制与生产管理的有关知识。
三、实习项目、内容与学时分配
序号 实习项目 实习内容 学时 分配
每组 人数
备注
1 实习准备 生产实习前动员会、企业介绍、实习期间安全教育及实习说明。
8 5-8
2 实习过程 入厂实习前常见安全问题、企业文化、人事管理及车间注意事项教育；指导教师介绍材料加工工
112 5-8
81
艺流程、工艺参数、原料组成、材料的结构及性能特点，讲解相关操作规程及检测标准；在掌握材料加工工艺流程及相关的操作规程之后，学生按照生产车间岗位的具体要求入厂实习。
3 实习总结 与企业人员座谈，交流实习过程中遇到的具体问题，并提交实习报告。
8 5-8
合计 128
四、实习组织与安排
（一）实习条件
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
1 实习准备 使学生了解实习企业的历史沿革、文化、生产产品及生产管理情况。
学院会议室
2 实习过程
使学生熟悉企业生产管理过程中应注意的各种安全问题及车间注意事项；提供高分子材料的生产工艺流程、工艺参数、加工设备、检测设备；使学生掌握具体的生产车间岗位的生产内容。
企业生产车间、检验辅助车间、半成品车间、包装车间、检测室等。
3 实习总结 使学生掌握实习中所遇到的具体问题及解决办法。
企业会议室
（二）实习组织与实施
序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式
1 第 1-2 天 企业、安全、产品、车间注意事项等实习前教育。 报告
2 第 3-19 天
主要工作内容包括原材料的特点（来源、牌号、形状和检验方法）和加工特性；产品的配方和配制方法、材料组成、结构、性能特点；材料成型设备的类型、规格、产地、结构特点，生产能力和适应性；材料成型加工设备原理及特点；材料成型模具的结构；材料成型工艺参数的控制；材料性能检测的国家标准和企业标准；产品的产量、销售等情况。
参与
3 第 20 天 与企业人员座谈，交流实习过程中遇到的具体问题。
座谈
五、实习报告
实习报告写作要求：
1．实习目的
2．实习内容：包括实习单位概况，主要原料及生产设备、典型产品的生产工艺流程、主要技
术参数与关键控制点、重要仪器设备的技术指标与草图，必要的数据，各次的技术报告内容等。
82
3．存在问题及建议，本次实习心得体会等。
六、实习考核
（一）考核方式
由实习指导教师负责对学生的实习成绩进行考核。实习结束后，每一位参加实习的学生提交实
习报告。实习报告是实习成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实习报告或实习报告撰写
不规范者，应补做完成或重做，否则不允许参加实习成绩的考核。
实习指导老师根据实习学生的考勤、实习态度、实习表现和实习报告综合评定实习成绩。
实习出勤成绩由每天实习考勤给出。
实习态度及表现主要考察学生是否听从实习指导教师的合理安排，是否遵守实习纪律，实习态
度是否端正等。
（二）成绩评定
实习总评成绩＝学生总成绩=实习出勤×20%＋实习态度及表现×40%＋实习报告成绩×40%
七、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．材料科学与工程专业实习指导书，内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院自编教材。
（二）参考书
1．韦军·高分子合成工艺学·上海：华东理工大学出版社，2011.2
2．张世玲，龚晓莹·高分子材料成型技术·北京：中国建材工业出版社，2016.9
3．吴智华，杨其·高分子材料成型工艺学·成都：四川大学出版社，2009.9
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://gfz.zzuli.edu.cn/index.html 郑州轻工业学院精品课程《高分子材料成型工程》
83
《毕业论文（设计）》课程教学大纲
一、实习课程基本属性
实习课程编码： 0865980 实习课程中文名称： 毕业论文（设计）实习
实习课程英文名称： Productive Practice
实习课程类型： 专业教育 实习课程性质： 核心课程
总学时/学分： 256 学时/8.0 学分 实践学时/学分： 14 周数/8.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 8
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
相关课程： 《材料科学基础》《木材学》《高分子物理》《聚合物化学》《材料测试方法》
主撰人： 郝一男 主审人： 李奇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《毕业论文（设计）》是本科生培养效果的集中展示。毕业论文（设计）课程的目的是培养学
生的创新精神和能力，提高学生综合运用基础理论、专业知识和基本技能，进行分析和解决问题的
能力，在实践中培养学生严肃认真的科学态度和严谨的工作作风。学生通过毕业设计（论文）培养
其具有一定的解决实际问题的能力和学术研究的能力，使学生在知识、能力、素质等各方面得到综
合训练和提高，为今后从事工作或科研奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本实习应实现以下目标：
——了解毕业论文中所研究内容的国内外研究进展及所研究内容的创新点；
——熟悉毕业论文中所研究内容的实验步骤、原理及设备操作流程；
——掌握毕业论文中材料性能表征方法、实验数据分析及常用的作图技巧。
三、实习项目、内容与学时分配
序号 实习项目 实习内容 学时 分配
每组 人数
备注
1 选题
查阅所研究内容的国内外研究进展及所研究内容的创新点，设计实验方案；指导教师介绍实验方案设计过程中应注意的各种安全问题、实验室设备安全操作
16 3-8
84
方法及注意事项；通过查阅文献，指导教师指导学生拟定实验题目和制定实验方案。
2 开题
依照拟定实验题目和制定实验方案进行设计毕业论文，规划实验进展，征求指导教师的建议完善毕业论文设计方案。
8 3-8
3 实验
依照实验方案进行实验并及时收集数据，并对数据进行分析和作图，合理表征实验样品，分析表征结果。
168 3-8
4 中期检查 依照开题报告进度，完善实验设计并对实验进展情况进行总结。
8 3-8
5 撰写毕业论文 按照内蒙古农业大学本科论文格式要求，撰写论文。
32 3-8
6 论文查重及答辩
利用相关查重软件，对论文进行查重，字，并对论文进一步修改完善；制作答辩 ppt，进行预答辩。
16 3-8
7 毕业论文材料提交
按照学校要求，上交开题报告、中期检查表、论文、承诺书、查重报告及答辩申请和成绩评定表等材料。
8 3-8
合计 256
四、实习组织与安排
（一）实习条件
序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注
1 选题
要求查阅近 5 年的国内外研究文献不少于 15 篇；熟悉常见的危化药品、设备操作注意事项及实验室安全守则；要求论文题目属于本专业研究领域，题目简练。
生物质能源实验室、材料性能实验室、木材化学实验室、精密仪器实验。
2 开题 实验进度合理，实验方案可行，研究内容适中且具有一定的创新性。
3 实验 按照实验进度与实验方案进行实验，记录实验数据。
生物质能源实验室、材料性能实验室、木材化学实验室力学实验室、精密仪器实验室等；箱式电阻炉、恒温振荡仪、红外光谱仪、X 射线衍射仪、原子力显微镜、热重分析仪、力学实验机等。
4 中期检查 依照开题报告进度，完善实验设计并对实验进展情况进行中期总结。
5 撰写毕业论文 按照内蒙古农业大学本科论文格式要求，整理数据并撰写论文。
6 论文查重及答辩
利用相关查重软件，对论文进行查重，字数重复比低于30%，撰写论文字数不低于8000 字，论文数据真实可
85
靠；制作 8-15 页 ppt 进行预答辩，答辩时间控制在 5 分钟。
7 毕业论文材料提交
按照学校要求，上交开题报告、中期检查表、论文、承诺书、查重报告及答辩申请和成绩评定表等材料。
指导教师办公室
（二）实习组织与实施
序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式
1 第 1 周 根据指导教师所带毕业生人数和研究方向，进行分组。
自选
2 第 2-3 周 查阅近 5 年的国内外研究文献 15 篇，总结相关研究内容。
自学
3 第 4 周 学生开题 分组报告
4 第 5-12 周 按照实验进度与实验方案进行实验，记录实验数据。 实验
5 第 13 周 按照内蒙古农业大学本科论文格式要求，整理数据并撰写论文。
自学
6 第 14 周
利用相关查重软件，对论文进行查重，字数重复比低于 30%，并对论文进一步修改完善；制作 8-15 页ppt 进行预答辩。
自查
7 第 15 周 毕业论文答辩，答辩时间 5-10 分钟。 分组答辩
五、实习报告
内蒙古农业大学本科毕业论文。
六、实习考核
（一）考核方式：
提交毕业设计（论文），指导教师成绩根据论文完成情况进行评定，论文评阅成绩由送审教师
根据论文撰写水平进行评定，答辩成绩由专业教师组成毕业论文答辩小组进行现场答辩，根据毕业
设计（论文）的工作量、论文完成质量及答辩情况，进行成绩的综合评定。
（二）成绩评定
毕业设计（论文）成绩=指导教师成绩×30%+论文评阅成绩×10%+答辩成绩×60%
七、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
86
1．教材：材料科学与工程专业所用教材及参考书。
87
《材料专业导论》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0814110 课程中文名称： 材料专业导论
课程英文名称： Surface and Interface of Materials
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 16 学时/1.0 学分 讲课学时/学分： 16 学时/1.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 3
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《大学物理》《高等数学》
主撰人： 郝一男 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料专业导论》的主要内容涉及材料的基本概念、分类、发展历程、学科简介、人才
培养目标和课程体系，并分别对金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、新型
结构材料的定义、分类、制备、性能和应用进行了介绍，其目的是使学生了解材料科学在经
济社会发展中的作用以及材料科学与工程学科的形成与发展趋势。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解材料科学与工程专业的课程体系、培养目标和任务；
——熟悉各种材料的加工制备技术及其应用；
——掌握各种材料的特点定义、分类、结构和性能特点及其基本研究方法。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
1 专业总论 4
88
2 金属材料 2
3 无机非金属材料 2
4 高分子材料 2
5 复合材料 2
6 材料制备与加工 2
7 新型结构材料 2
合计 16
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 专业总论
1．教学内容：材料的基本概念；材料的分类；材料的发展历程；材料科学与工程学科简介；
材料科学与工程专业特色、专业实验室、人才培养目标、知识课程体系及毕业生去向。
2．重点或难点：
（1）重点是材料的基本概念和分类。
（2）难点材料的发展演变历程与人类的关系。
3．教学目标：
（1）了解材料的发展历程；
（2）理解材料科学与工程学科及材料科学与工程专业人才培养目标；
（3）掌握材料的基本概念和分类。
主要知识单元 2 金属材料
1．教学内容：金属材料的基本概念；金属材料与人类社会；金属材料的加工制造；金属材料
的结构与性能；金属材料的服役与失效，金属材料的应用。
2．重点或难点：
（1）重点是金属材料的基本概念及加工制造方法。
（2）难点是金属材料的结构和性能之间的关系。
3．教学目标：
（1）了解金属材料与人类社会的关系及其应用；
（2）理解金属材料的结构、性能、服役与失效；
（3）掌握金属材料的基本概念及加工制造方法。
主要知识单元 3 无机非金属材料
1．教学内容：无机非金属材料定义和分类；无机非金属材料的结构和性能特点；无机非金属
材料的应用；无机非金属材料的典型应用。
2．重点或难点：
（1）重点是陶瓷材料的键性、晶体结构、显微结构、多晶结构、性能及应用。
（2）难点是典型陶瓷材料晶体结构及硅酸盐结构特点。
3．教学目标：
（1）了解锂离子电池、固体氧化物燃料电池和气凝胶等典型无机非金属材料的应用；
（2）理解陶瓷材料的键性、晶体结构、显微结构、多晶结构、性能及应用；
（3）掌握非晶态陶瓷的特点，陶瓷材料的制备过程及碳材料的几种结构。
主要知识单元 4 高分子材料
89
1．教学内容：高分子材料的概念；高分子材料与人类生活；高分子材料的特点与发展历史；
功能高分子材料。
2．重点或难点：
（1）重点是高分子材料的主要特点。
（2）难点是高分子材料概念的建立、化学组成及链结构。
3．教学目标：
（1）了解高分子材料的发展历史及与人类生活的关系；
（2）理解功能高分子材料的具体应用领域及典型的研究成果；
（3）掌握高分子材料的概念、化学组成及链结构。
主要知识单元 5 复合材料
1．教学内容：复合材料的概念；复合材料的历史；复合材料的优异性能；复合材料的分类；
复合材料性能的来源；复合材料的作用；我国复合材料的现状和未来。
2．重点或难点：
（1）重点是复合材料的优异性能和分类。
（2）难点是复合材料性能的来源。
3．教学目标：
（1）了解复合材料的历史及其在新世纪的作用；
（2）理解如何实现原材料之间的协同效用；
（3）掌握复合材料的概念、特点和分类。
主要知识单元 6 材料制备与加工
1．教学内容:材料制备与加工分类；材料制备与加工技术。
2．重点或难点：
（1）重点是按照材料成形材料制备与加工分类。
（2）难点是冶金工程塑性加工技术、铸造成型技术、材料焊接/连接成形技术、粉末成形技术、
3D 打印技术及表面工程技术的特点和应用。
3．教学目标：
（1）了解国家建设需要什么样的钢铁材料；
（2）理解 6 种材料制备与加工技术的工作原理；
（3）掌握 6 种材料制备与加工技术的概念、分类及特点。
主要知识单元 7 新型结构材料
1．教学内容：高温结构材料；轻型结构材料；超低温材料；超硬材料；超塑性合金；非晶态
材料；新制备方法开发的新材料；工程塑料。
2．重点或难点：
（1）重点是新型结构材料的制备工艺及其应用。
（2）难点是新型结构材料性能与结构的关系。
3．教学目标：
（1）了解新型结构材料的概念和分类；
（2）理解新型结构材料性能与结构的关系；
（3）掌握新型结构材料的制备工艺及其应用。
90
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×40%+期末试卷成绩×60%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业 期中考试
权 重（%） 10 10 20
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释题 填空题 选择题 判断题 简答题 问答题
权 重（%） 15 25 16 14 20 10
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://www.xcl.net.cn 中国新材料网
3．http://www.ustb.edu.cn 北京科技大学公开课材料类专业导论。
91
《材料表界面》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0892625
课程中文名称： 材料表界面
课程英文名称： Surface and Interface of
Materials
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 5
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《有机化学》《物理化学》《材料科学基础》
主撰人： 郝一男 主审人： 王丽 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料表界面》课程的主要内容涉及表界面基础知识和材料表界面两大部分，表界面
基础知识部分介绍液体、固体和固液的表界面，讨论表面化学的四大定理及表面活性剂。材
料表界面部分则分别讲述了高分子材料、无机非金属材料、金属材料和复合材料的表界面特
性及其研究分析方法。通过本课程的学习，培养学生具有一定从事材料表界面研究和技术开
发的能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的液体、固体和固液的表界面现象特点；
——熟悉该课程的材料表面及界面的有关基础知识；
——掌握该课程的各种材料表面与界面的结构和性质及其基本研究方法。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 2
92
第二章 液体界面 4 2
第三章 固体表面 4
第四章 固液界面 2 2
第五章 表面活性剂 4
第六章 高分子材料的表面张力 4
第七章 聚合物表面改性 4
第八章 金属材料的表面 4
第九章 无机非金属材料的表界面 4
第十章 复合材料的界面 4
合计 36 4
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：表、界面基本概念；表界面科学研究的发展过程及其研究重要性。
2．重点或难点：
（1）重点是表界面、表面张力和表面自由能的定义。
（2）难点是表面吸附与扩散。
3．教学目标：
（1）了解表、界面科学研究的发展过程及其研究的重要性；
（2）理解表界面、表面张力及表面自由能的定义；
（3）掌握表面吸附及表面扩散传质的机理。
主要知识单元 2 液体界面
1．教学内容：表面张力和表面自由能的表示方法及其物理意义；表面张力的热力学表达公式，
比表面自由焓的概念；laplace 方程及其在球面、任意曲面的表达公式；毛细管法、最大气泡压力法、
滴重法及吊环法测定液体的表面张力；kelvin 公式及其应用；过冷水、过饱和液体等概念；溶液表
面张力的影响因素及吉布斯吸附等温式的应用。
2．重点或难点：
（1）重点是液体表面张力和表面自由能及其液体表面张力的测定方法。
（2）难点是 laplace 方程、Kevin 方程和吉布斯等温吸附式的推导。
3．教学目标：
（1）了解表面张力的热力学定义及吉布斯吸附等温式的推导；
（2）理解 Laplace 方程、Kevin 方程及吉布斯等温吸附式的物理意义；
（3）掌握液体表面张力和表面自由能及其液体表面张力的测定方法。
主要知识单元 3 固体表面
1．教学内容：固体的表面特性，固体吸附和化学吸附的区别；固体表面自由能的概念及计算
公式及应用；吸附等温线及 langmuir 吸附等温式的应用；离解吸附、混合吸附及 BET 多分子层吸
附理论。
2．重点或难点：
（1）重点是固体的表面特性及固体表面自由能。
（2）难点是固－气界面吸附机理。
93
3．教学目标：
（1）了解 langmuir、Freundlish 及 BET 吸附等温式的推导；
（2）理解固体的表面特性及固－气界面吸附理论；
（3）掌握 langmuir、Freundlish 及 BET 吸附等温式的应用。
主要知识单元 4 固液界面
1．教学内容：Young 方程和接触角；黏附功和内聚能；Young-dupre 方程；停滴法、吊片法及
纤维对液体接触角的测定；前进角和后退角；接触角的滞后现象；润湿过程的三种类型及比较。
2．重点或难点：
（1）重点是 Young 方程、接触角及三种润湿过程。
（2）难点是接触角滞后现象产生的原因。
3．教学目标：
（1）了解接触角的测定方法；
（2）理解黏附功、内聚能及 Young-dupre 方程表达的物理意义；
（3）掌握 Young 方程、接触角的概念、三种润湿过程类型及比较。
主要知识单元 5 表面活性剂
1．教学内容：表面活性剂的定义和分子结构特点；表面活性剂的分类、性质、结构及用途；
亲疏平衡值（HLB）的计算方法；相转型温度（PIT）及临界胶束浓度（CMC）的定义；表面活性
剂的溶解度；胶束结构、形状和大小。
2．重点或难点：
（1）重点是表面活性剂分子结构特点及其分类；表面活性剂的物理化学性质；HLB 值的计算
方法；影响 CMC 的因素。
（2）难点是表面活性剂的溶解度及影响胶束大小的因素。
3．教学目标：
（1）了解胶束的形成过程，影响胶束形状、结构及大小的因素；
（2）理解表面活性剂的浓度与表面张力的关系；
（3）掌握表面活性剂的 HLB 值、CMC、PIT、溶解度等物理化学性质。
主要知识单元 6 高分子材料的表面张力
1．教学内容：高分子材料的表面张力与温度、表面形态、相对分子量、分子结构、内聚能的
关系；无规共聚、嵌断与接枝共聚、共混对表面张力的影响；Antoff 规则、Good-Girofalco 理论、
几何和调和平均法；临界表面张力；状态方程。
2．重点或难点：
（1）重点是表面张力与温度、表面形态、相对分子量、分子结构及内聚能的关系。
（2）难点是利用 Antoff 规则、Good-Girofalco 理论及几何和调和平均法测试高分子材料表面
张力。
3．教学目标：
（1）了解 Antoff 规则、Good-Girofalco 理论及几何和调和平均方程的推导；
（2）理解无规共聚、嵌断与接枝共聚、共混对高分子材料表面张力的影响；
（3）掌握高分子材料的表面张力与温度、表面形态、相对分子量、分子结构及内聚能的关系，
并能对其表面张力进行估算。
主要知识单元 7 聚合物的表面改性
94
1．教学内容：聚合物表面的电晕、火焰、热和化学处理；臭氧氧化和低温等离子体处理；聚
合物表面接枝方法以及原理。
2．重点或难点：
（1）重点是聚合物表面改性的方法。
（2）难点是聚合物表面改性的基本原理。
3．教学目标：
（1）了解电晕、火焰、臭氧氧化、低温等离子体、热和化学改性聚合物表面的基本原理；
（2）理解表面接枝聚合、偶合接枝及添加接枝共聚物法的基本原理；
（3）掌握改善聚合物间相容性的方法及各种不同的聚合物表面改性方法。
主要知识单元 8 金属材料的表面
1．教学内容：金属材料的清洁表面和真实表面；金属的表面反应包括超点阵、吸附、扩散与
脱附、真空中金属的表面反应等；常用气体氢、氮、氧、一氧化碳、二氧化碳及碳氢化合物在金属
表面上吸附；金属的表面腐蚀、分类及防止腐蚀的方法；激光束表面改性、离子注入表面改性、表
面镀膜改性及化学热处理等金属表面改性的方法。
2．重点或难点：
（1）重点是金属的表面反应、腐蚀的种类及防止腐蚀的方法。
（2）难点是金属表面改性的基本原理。
3．教学目标：
（1）了解金属材料的清洁表面、真实表面及其表面反应；
（2）理解常用气体氢、氮、氧、一氧化碳、二氧化碳及碳氢化合物在金属表面上吸附；
（3）掌握金属的表面腐蚀、分类、防止腐蚀的方法及金属表面改性的方法。
主要知识单元 9 无机非金属材料的表界面
1．教学内容：陶瓷表界面结构；陶瓷表界面的特征与行为；表界面对陶瓷性能的影响和新材
料开发；玻璃表界面的结构；玻璃表界面的化学组成与化学反应；玻璃表界面的性能及其改进；玻
璃表界面的表征。
2．重点或难点：
（1）重点是金属的表面反应、腐蚀的种类及防止腐蚀的方法。
（2）难点是金属表面改性的基本原理。
3．教学目标：
（1）了解表界面对陶瓷性能的影响和新材料开发，玻璃表界面的表征方法；
（2）理解陶瓷和玻璃的表界面结构，玻璃表界面的化学组成与化学反应；
（3）掌握陶瓷表界面的特征与行为，玻璃表界面的性能及其改进方法。
主要知识单元 10 复合材料的界面
1．教学内容：复合材料的概念及分类；玻璃纤维增强塑料界面；常用高性能增强纤维的特点
及作用原理；复合材料界面与力学性能表征。
2．重点或难点：
（1）重点是玻璃纤维增强塑料界面和先进复合材料界面。
（2）难点是各种复合材料的界面理论。
3．教学目标：
（1）了解玻璃纤维概念及组成，偶联剂结构及其对树脂基体的适用性；
（2）理解玻璃纤维增强塑料界面、先进复合材料界面以及复合材料界面理论；
95
（3）掌握有机铬偶联剂、叠氮硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂的作用机理。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释题 填空题 选择题 简答题 计算题
权重（%） 15 20 26 15 24
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．胡福增·材料表面与界面·上海：华东理工大学出版社，2008.1（第 2 版）
（二）参考书
1．孙大明·固体的表面与界面·合肥：安徽教育出版社，1996.8
2．朱履冰·表面与界面物理·天津：天津大学出版社，1992.6
3．李恒德·材料表面与界面·北京：清华大学出版社，1990.7
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://www.xcl.net.cn 中国新材料网
3．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
4．http://mse.zju.edu.cn/surfaceeng/浙江大学材料表面工程课程网站
5．http://www.icourses.cn/coursestatic/course_2220.html 天津大学物理化学精品课程
96
《纳米材料与纳米技术》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0812425
课程中文名称： 纳米材料与纳米技术
课程英文名称： Nano-materials and
nano-technology
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型)
先修课程： 《材料科学基础》《高分子物理》《聚合物化学》
主撰人： 于晓芳 主审人： 黄金田 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《纳米材料与技术》是材料科学与工程专业的一门专业基础课。本课程主要介绍有关纳米材料
的基本知识，结合一些具体材料介绍了纳米材料的力学、电、磁、光、热等基本性能，以及纳米材
料的基本合成与制备方法等内容。通过本课程的学习，可培养学生一定的创新意识，同时具备一定
的纳米材料制备与研究能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解纳米材料在高科技领域的研究进展和应用；
——熟悉纳米材料的常用制备方法及表征手段；
——掌握纳米材料的力学、电学、磁学、光学、热学性能，掌握纳米材料的杀菌、消毒基本
原理。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或 主要知识单元 学时分配
97
序号 理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 纳米材料的基本特征 4
第二章 纳米材料的合成与制备 4
第三章 纳米材料的力学性能 4
第四章 纳米材料的电学性能 4
第五章 纳米材料的磁学性能 3 1
第六章 纳米材料的光学性能 3 1
第七章 纳米材料的热学性质 4
第八章 纳米功能材料 6
第九章 碳纳米材料 5 1
合计 37 3
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 纳米材料的基本特征
1．教学内容：
纳米材料概述及纳米材料基本特征。
2．重点或难点：
重点：纳米材料的基本效应、纳米材料晶界、纳米晶粒的固溶度、
难点：纳米材料的位错。
3．教学目标：
（1）了解纳米材料分类方法及异质原子在晶界的偏析对材料性能的影响。
（2）掌握纳米材料的两个基本特征、纳米材料的基本效应，并能用各种效应解释纳米材料的
优异性能、纳米材料晶粒容易长大的原因及防止晶粒长大的措施、掌握纳米材料晶界特点。
主要知识单元 2 纳米材料的合成与制备
1．教学内容：
液相法、气相法、固相法合成与制备纳米材料的方法。
2．重点或难点：
重点：气相合成法制备纳米材料合成原理、决定粉体粒径大小因素。
难点：CVD 衬底沉积物的生长模式、CNT 的生长模式。
3．教学目标：
（1）了解 CVD 法合成 CNT 的合成原理及 CNT 的两种生长模式、电解沉积法制备纳米材料的
过程、特点。
（2）熟悉微乳液法、溶胶-凝胶法的概念，理解气相法制备纳米材料的基本原理。
（3）掌握气相法中各参数对纳米粉体粒径的影响、CVD 过程的扩散模型、CVD 衬底沉积物
的生长模式、固相法制备纳米材料的优缺点及非晶晶化法制备纳米材料的优缺点。
主要知识单元 3 纳米材料的力学性能
1．教学内容：
纳米材料的力学性能、蠕变特性和超塑性以及纳米复合材料等。
2．重点或难点：
重点：纳米金属强度和塑性、超塑性产生的条件
98
难点：纳米材料的蠕变机理。
3．教学目标：
（1）了解纳米材料强度、硬度异常的变形机制、纳米复合材料力学性能特点。
（2）熟悉纳米金属强度硬度与粒径关系，理解纳米材料室温下产生蠕变的内在机理。
（3）掌握纳米金属在拉伸和压缩两种状态下的塑性特点、纳米材料具有超塑性的原因。
主要知识单元 4 纳米材料的电学性能
1．教学内容：
纳米晶金属的电导、单电子效应、纳米材料的介电性能。
2．重点或难点：
重点：纳米晶金属电导的尺寸效应、纳米材料电导（电阻）的特点、纳米材料介电性能。
难点：纳米材料电阻温度系数变负原因。
3．教学目标：
（1）了解纳米金属丝的电导量子化特征；了解纳米 BaTiO3基、纳米氧化物的介电性能。
（2）掌握纳米晶金属电导的尺寸效应及纳米材料电导（电阻）的特点、纳米材料电极化的机
理。
主要知识单元 5 纳米材料的磁学性能
1．教学内容：
纳米材料的磁学性能特点、纳米材料的巨磁电阻效应、磁性液体的组成、应用。
2．重点或难点：
重点：纳米材料的磁学性能特点、纳米材料巨磁电阻产生的原因、磁性液体组成、影响磁性液
体稳定性的因素。
难点：纳米材料超顺磁性应用。
3．教学目标：
（1）了解材料按磁性的分类及纳米材料巨磁效应的应用等内容。
（2）熟悉巨磁电阻效应的定义、能利用电路知识解释多层膜产生巨磁效应的原因。
（3）掌握纳米材料磁学性能、磁性液体组成及影响磁性液体稳定性的因素等内容。
主要知识单元 6 纳米材料的光学性能
1．教学内容：
纳米材料光学特点、发光机理、金属光吸收特性、纳米光学材料的应用。
2．重点或难点：
重点：纳米材料的光学性能、金属纳米材料的光吸收特性、纳米材料的发光机理。
难点：激子的概念及激子发光现象。
3．教学目标：
（1）了解纳米光学材料在红外反射、紫外线吸收、隐身材料等方面的应用。
（2）熟悉激子的概念，激子的分类及各种激子对体系能量的影响。
（3）掌握纳米材料光学特点、金属纳米颗粒的光吸收特性、纳米材料的发光机理。
主要知识单元 7 纳米材料的热学性能
1．教学内容：
纳米材料热学性能及热力学特点。
2．重点或难点：
99
重点：纳米材料热力学特点、纳米材料熔点降低原因。
难点：提高纳米材料热稳定性措施。
3．教学目标：
（1）了解纳米材料融化的热力学表示方法、纳米材料晶粒长大的热力学及动力学表征方法。
（2）掌握纳米材料热力学特点，能解释纳米材料熔点降低的原因、提高纳米材料热稳定性的
方法。
主要知识单元 8 纳米功能材料
1．教学内容：
纳米 TiO2光催化材料、电致变色材料、纳米气敏材料、高比表面材料。
2．重点或难点：
重点：光催化原理、纳米电致变色材料变色原理、纳米气敏材料电阻变化机理、纳米介孔材料。
难点：晶体尺寸对 TiO2光催化性能的影响。
3．教学目标：
（1）了解几种常见的电致变色材料、影响气敏特性的因素。
（2）熟悉电致变色原理、纳米气敏材料气敏机理、介孔材料的定义、种类等。
（3）掌握光催化原理、晶体尺寸对 TiO2光催化性能的影响、提高光催化效果的措施。
主要知识单元 9 碳纳米材料
1．教学内容：
C60、碳纳米管、纳米金刚石膜。
2．重点或难点：
重点：碳的同素异形体、C60 的分子结构特点、碳纳米管的分类及性能。
难点：单壁碳纳米管分类、表征参数确定。
3．教学目标：
（1）了解各种碳材料的空间构型对材料性能的影响及 C60、碳纳米管的应用及发展前景。
（2）熟悉碳的几种同素异形体、单壁碳纳米管的分类及晶格参数确立方法。
（3）掌握 C60的分子结构特点和性能、碳纳米管性能。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时考核成绩×20％＋期中考试×20％＋期末考试×60％。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 判断题 选择题 简答题 综合题
100
权重（%） 20 20 20 25 15
五、推荐教材、参考书
（一）教材
1．丁秉钧·纳米材料·北京：机械工业出版社，2004（第 1 版）
2．施利毅·纳米材料·上海：华东理工大学出版社，2007（第 1 版）
（二）参考书
1．徐国财·纳米科技导论·北京：高等教育出版社，2005（第 1 版）
2．李奋生·纳米经济·长春：长春出版社，2002（第 1 版）
3．李凤生，杨毅·纳米功能复合材料及应用·北京：国防工业出版社，2003（第 1 版）
（三）相关网络资源
1．http://www.fanshuxueyuan.com/DownContent_39876.html 北京大学课程《纳米材料》
2． http://muchong.com/t-3459374-1-authorid-1420694 武汉科技大学课程《纳米材料与纳米结构》
101
《Ｃ程序设计》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 1000230 课程中文名称： C程序设计
课程英文名称： The C Programming
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 64 学时/3.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
实验学时/学分： 32 学时/1.0 学分
开课单位： 计算机与信息工程学院
开设学期： 2
适用专业及类型： 非计算机专业二本（复合应用型）
先修课程： 《计算机导论》
主撰人： 刘岩 主审人： 纪冲 制定时间： 2017 年 6 月 12 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《C程序设计基础》是为非计算机专业的学生开设的一门程序设计语言的必修基础课程，主要
讲述C语言程序设计及基础算法设计。通过本课程学习可以使学生掌握结构化程序设计的方法，确
立程序设计的思维方式，并为后续课程的学习打下基础。
（二）课程教学目标
课程教学目标是通过学习C语言，培养学生掌握用计算机处理问题的计算思维方法，为进一步
学习和应用计算机语言打下坚实的基础。同时拓展学生的眼界，培养使用计算思维分析、解决问题
的能力，发挥其它课程不可替代的综合素质教育作用。
课程教学的基本任务是掌握C语言在编程方面的应用，为设计切实有效的、个性化的应用程序
提供基本理论和方法。通过Ｃ程序设计基础的学习，要求学生对程序的组成和编写具有明确的基本
概念，必要的基础知识和比较熟练的应用能力，并具有一定的分析和应用能力。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
102
理论 实验 小计
1 C语言概述 1 1 2
2 算法概述 1 1 2
3 C语言中的符号与运算 4 4 8
4 顺序结构 4 4 8
5 分支结构 4 4 8
6 循环结构 6 6 12
7 数组 6 6 12
8 用户自定义函数 2 2 4
9 结构 1 1 2
10 指针 1 1 2
11 文件 1 1 2
12 习题课 1 1 2
合计 32 32 64
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 C语言概述
1．教学内容:计算机和 C 语言中的部分专业术语,计算机语言的发展史和 C语言在计算机语言
中的地位, C 语言开发环境 Microsoft Visual C++ 6.0。
2．重点或难点：
（1）教学重点：C 语言基础，基本的程序编制方法。
（2）教学难点：C 语言开发环境 Microsoft Visual C++ 6.0 使用。
3．教学目标:
（1）了解计算机语言、C 语言程序的基础知识。
（2）了解 C 语言的历史、现状、特点。
（3）掌握 C 语言上机环境。
主要知识单元 2 算法概述
1．教学内容:算法基本概念的介绍，描述算法的几种形式，构化程序设计中的基本结构表示并
列举具体表达方式。
2．重点或难点：
（1）教学重点：计算机解决问题的思路分析。
（2）教学难点：程序流程图的原理和基本绘制方法。
3．教学目标:
（1）理解算法的基本概念以及问题的分析解决思路。
（2）掌握程序流程图的原理和基本绘制方法。
主要知识单元 3 C 语言中的符号与运算
1．教学内容:学习 C 语言中的数据表达；C 语言中的运算符和表达式；数据的存储。
2．重点或难点：
（1）教学重点：常量和变量、表达式和常用运算符。
103
（2）教学难点：数据类型，常用运算符。
3．教学目标:
（1）掌握 C 语言的基本数据类型，掌握常量与变量。
（2）掌握算术运算与数据类型的转换、掌握逻辑运算与关系运算。
（3）了解其他运算符。
（4）了解 C 语言中数据的存储种类和方式方法。
主要知识单元 4 顺序结构
1．教学内容:顺序结构程序设计，printf 和 scanf 函数的使用，常用数学函数。
2．重点或难点：
（1）教学重点：赋值语句的使用，数据的输入、输出。
（2）教学难点：输入、输出函数的应用。
3．教学目标:
（1）掌握赋值语句；掌握符号常量。
（2）理解顺序结构程序设计的一般方法。
（3）掌握简单顺序程序设计的方式方法。
（4）掌握数据输入输出。
（5）掌握常用数学系统库函数。
主要知识单元 5 分支结构
1．教学内容:说明分支结构在程序编制中的作用。学习单分支结构、二分支结构、多分支结构、
switch 多分支结构。
2．重点或难点：
（1）教学重点：if 语句和 switch 语句
（2）教学难点：多分支判断语句。
3．教学目标:
（1）掌握基本的单 if 语句。
（2）掌握双分支 if…else…语句。
（3）掌握条件表达式，掌握多分支 else if 语句。
（4）理解嵌套的 if…else…语句。
（5）理解 switch…case…语句。
主要知识单元 6 循环结构
1．教学内容: 循环结构；break 与 continue 关键字；循环嵌套。
2．重点或难点：
（1）教学重点：while，do-while，for 语句及其应用。
（2）教学难点：break 的使用方法，嵌套循环编程。
3．教学目标:
（1）掌握 for 循环；掌握 while 循环；掌握 do…while…循环；掌握 for,while,do…while 语句
的转换使用。
（2）理解并掌握 break 和 continue 的作用。
（3）理解循环嵌套的作用，掌握嵌套循环的基本用法。
主要知识单元 7 数组
1．教学内容:一维数组的定义及应用；字符型数组与字符串；二维数组。
2．重点或难点：
104
（1）教学重点：一维数组的定义和使用。
（2）教学难点：字符数组的使用；二维数组的定义；二维数组的初始化；二维数组的引用。
3．教学目标:
（1）掌握一维数组的定义。
（2）掌握一维数组的初始化与引用。
（3）掌握一维数组的编程应用。
（4）掌握字符型数组的初始化；掌握字符型数组的输入输出；掌握部分常用的字符串处理函
数。
（5）理解二维数组的概念和初始化。
主要知识单元 8 用户自定义函数
1．教学内容: C 语言函数的基本概念；函数调用；变量与函数。
2．重点或难点：
（1）教学重点：函数的定义，函数的返回值和函数类型。
（2）教学难点：函数调用的参数传递。
3．教学目标:
（1）掌握掌握函数的定义；掌握函数的返回值和函数类型；掌握函数调用的一般形式和调用
过程；掌握函数原型说明。
（2）理解基本的函数调用的参数传递；理解内部变量和外部变量。
主要知识单元 9 结构
1．教学内容:结构的定义；结构变量；结构的基本应用。
2．重点或难点：
（1）教学重点：结构体的定义。
（2）教学难点：结构数据的常规应用。
3．教学目标:
（1）掌握结构体的定义方式。
（2）掌握结构变量的定义；掌握结构变量的引用；掌握结构变量的初始化。
主要知识单元 10 指针
1．教学内容:变量、地址、指针、指针变量；数组和指针。
2．重点或难点：
（1）教学重点：指针类型的定义，指针变量的赋值。
（2）教学难点: 指针变量的使用。
3．教学目标:
（1）掌握指针类型的定义，指针变量的赋值；掌握指针变量的赋值运算。
（2）理解指针变量的使用。
主要知识单元 11 文件
1．教学内容:文件的基本概念；顺序文件的基本操作。
2．重点或难点：
（1）教学重点：理解文件的基本概念。
（2）教学难点：文件的打开方式。
3．教学目标:
（1）理解文件的基本概念，掌握部分常用概念。
105
（2）理解文件的打开与关闭，掌握文件打开的方式。
四、实验实习实训等教学环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 熟悉 Visual C++ 6.0 编程环境和算法结构
计算机 1 上机操作，每人一台计算机
2 数据类型、运算符及其应用
计算机 1
3 数据的输入、输出和顺序结构程序设计
计算机 1
4 选择（分支）结构程序设计
计算机 1
5 单循环结构应用 计算机 1
6 循环嵌套编程 计算机 1
7 数组的应用 计算机 1
8 函数编程 计算机 1
9 结构的应用 计算机 1
10 指针的应用 计算机 1
11 文件的应用 计算机 1
（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1 熟悉 Visual
C++ 6.0 编程环境和算法结构
要求熟悉实验环境(Visual C++)，练习代码的调试过程，初步认识C 语言代码。掌握结构化程序设计方法。
（1）熟悉 Visual C++ 6.0 编程环境。掌握 Visual
C++ 6.0 下运行 C 程序的基本流程。包括工程创建、程序编辑、编译、连接和运行。
（2）理解程序调试及调试方法。
（3）了解 C 语言的特点，了解 C 程序的代码构成及结构。
（4）理解 C 语言程序编译和执行过程。
2 数据类型、运算符及其应用
认识各种数据类型、运算符，利用其进行简单计算，要求理解变量常量，并编程。
（1）理解标识符的概念及命名规则。
（2）理解常量和变量的概念及其应用。
（3）理解数据类型的概念及其应用。
（4）掌握算术运算符、关系运算符、逻辑运算符及其应用。
（5）掌握赋值运算符及其应用。
（6）理解类型转换的概念及其应用。
3 数据的输入、输出和顺序结构程序设计
掌握输入、输出函数的用法，理解程序执行过程。应用输入输出，常用数学函数等知识编写顺序结构程序。
（1）掌握格式输入 scanf()函数、输出 printf()函数的调用语法。掌握整型、实型、字符型数据的输入输出格式。
（2）掌握字符输入输出函数 getchar、putchar
函数的调用语法。 （3）理解并掌握顺序结构程序设计的方法。
（4）熟练掌握 C 语言中赋值语句的使用方法。
106
（5）设计简单的顺序结构程序。
4 选择（分支）结构程序设计
使用单分支，多分支语句语法编写分支结构程序。
（1）掌握各种 if 语句的使用方法。
（2）掌握 switch 语句的语法规则及执行过程。
（3）掌握嵌套的选择结构。
5 单循环结构应用
掌握循环语句的基本语法及应用。使用while、do-while、for 编程。
（1）学会应用循环结构编程，掌握循环语句 for、while 和 do-while 的使用。
（2）了解 break 和 continue 的功能，并能熟练的进行应用。
（3）掌握三种循环语句的嵌套使用并能解决实际问题。
6 循环嵌套编程
掌握多重循环结构的使用，理解解题思路。编写至少双层嵌套循环。
（1）掌握多重循环结构。
（2）建立计算思维的关键部分。
7 数组的应用 会使用数组构造类型编写排序程序，并掌握一维和二维数组的使用技巧，理解算法求解过程。
（1）掌握一维数组和二维数组的定义、赋值和输入输出的方法。
（2）掌握字符数组和字符串函数的使用。
（3）掌握与数组有关的算法(特别是排序算法)。
8 函数编程 要求了解函数的构成，并掌握函数中参数的传递方式和函数的相互调用。
（1）熟练掌握函数的定义和使用方法。
（2）熟练掌握调用函数与被调用函数之间的数据传递。
（3）掌握函数的返回值和类型。
9 结构的应用 编写结构体程序赋值并使用成员计算。
（1）掌握结构体变量的定义。
（2）掌握结构变量的引用和初始化方法。
10 指针的应用 编写程序定义指针并计算。
（1）掌握指针变量的定义和引用。
（2）掌握指针与变量的程序设计方法。
11 文件的应用 编写程序建立并写入文件内容。
（1）掌握 C 语言的文件概念和文件读写函数的使用。
（2）学会建立磁盘文件，进行数据文件的读写操作。
（三）实验报告
本课程实验为上机操作完成相应的设计内容，因此实验报告为所涉及的设计文件。教师可根据
课程安排和学生学习程度收取纸质实验报告，数量控制在 20%-40%之间。
（四）实验考核与成绩评定
1．考核方式：考查
2．成绩评定：实验总评成绩＝考勤成绩×10%+上机实验操作成绩×30%+实验考试成绩×60%
（注：教师可根据实际情况每节实验课选择不同学生进行考核，建议在分支结构、循环结构、
和数组部分对学生进行现场操作考核）
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：机试
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩（包括出勤、实验）×40%+期末机试成绩×60%。
107
表 4 平时成绩考核权重举例
平时考核类型 出勤成绩 实验总评成绩
权 重（%） 25 75
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．李宏慧·C语言程序设计
2．罗小玲·C语言程序设计实验指导
（二）参考书
1．Brian W. Kernighan·The C Programming Language·Second Edition·Dennis M.
Ritchie,1997.3 2．何钦铭·C 语言程序设计·高等教育出版社，2007.9（第 1版）
3．夏宽理·C 语言与程序设计，复旦大学出版社，1994.5
4．谭浩强·C 语言程序设计·清华大学出版社，2005.7(第 3版)
5．李燕华·C 语言程序设计·中国农业出版社. 2012.1
（三）相关网络资源
1．http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/
108
《分析化学》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 1421020 课程中文名称： 分析化学
课程英文名称： Analytical Chemistry
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 理学院 开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《普通化学》
主撰人： 李金梅 主审人： 许辉 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《分析化学》是一门测量物质的化学组成、含量、结构的学科，是农业院校各专业的学科基础
核心课程，本课程主要内容为定量化学分析和基础仪器分析。分析化学是一门实践性很强的课程，
本课程在学习普通化学的基础上进行。通过本课程的学习，使学生掌握分析化学的基本原理，基础
知识，基本方法和实验操作技能，建立起准确的量的概念。培养学生严谨、实事求是的科学态度和
分析问题、解决问题的能力。将为学生后续专业课的学习以及以后的工作和科学研究打下坚实的理
论和实践基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解定量分析化学的发展趋势和发展目标。
——熟悉所学的理论知识，培养分析问题和解决问题的能力。
——掌握分析化学的基本原理和一般的分析方法，特别是使学生建立起准确的“量”的概念，
培养学生自己动手、动脑的能力，掌握分析化学中各类误差的来源及其规律，建立准确度和精密度
的概念，掌握各类滴定分析法及基础仪器分析法的原理和特点，熟练进行有关计算，更注重分析方
法在实际中的应用。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
109
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
理论 习题 小计
1 绪论 1 1
2 定量分析的误差与数据处理 4 4
3 滴定分析法概述 3 3
4 酸碱滴定法 6 6
5 配位滴定法 5 5
6 氧化还原滴定法 6 6
7 分光光度法 5 5
8 习题课 2 2
合计 32 32
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：分析化学的任务和作用；分析方法的分类；定量分析的一般程序及分析化学的
发展与趋势。
2．重点或难点：分析化学的分类方法以及相关概念。
3．教学目标：
（1）了解分析化学中定量分析的一般程序；了解分析化学的过去、现在和发展的方向；
（2）理解分析化学的任务和作用；
（3）掌握分析化学从不同角度所进行的分类，如有机分析与无机分析；化学分析和仪器分析；
定性分析和定量分析；常量、半微量、微量及超微量分析等。
主要知识单元 2 定量分析的误差与数据处理
1．教学内容：误差的种类和来源；系统误差和偶然误差、准确度与精密度的概念与关系；各
种偏差的计算；提高分析结果准确度的方法；分析数据的统计处理；有效数字的概念和有效数字的
运算规则。
2．重点或难点：误差的分类，特点，来源及减免和消除的方法；误差类型的区分和误差的判
断及各种偏差的计算。有效数字的概念、意义及运算规则的熟练运用。
3．教学目标：
（1）了解数据统计处理基本知识；
（2）理解有效数字的意义，掌握并熟练运用其运算规则；
（3）掌握误差和偏差的各种表示方法及其特点；掌握各类误差对分析结果的影响规律以及准
确度、精密度与系统误差、随机误差的关系；掌握提高分析结果准确度的方法。
主要知识单元 3 滴定分析概述
1．教学内容：滴定分析的分类及对化学反应的要求；滴定分析的方式；基准物和标准溶液；
滴定分析的有关计算。
2．重点或难点：标准溶液，化学计量点，滴定终点，基准物质，滴定度等基本概念及有关滴
定度及滴定分析结果的计算。
3．教学目标：
110
（1）了解滴定分析法的分类及对化学反应的要求，了解各种滴定方式；
（2）熟悉滴定度的表示方法；
（3）掌握滴定、化学计量点、滴定终点、终点误差、基准物等基本概念；掌握标准溶液的配
制和标定方法；掌握滴定分析中有关标准溶液的配制、标定、待测组分含量测定的有关计算。
主要知识单元 4 酸碱滴定法
1．教学内容：酸碱质子理论及各类酸碱溶液中[H+]的计算。酸碱指示剂的变色原理、变色范
围；强酸强碱、一元弱酸（弱碱）、多元弱酸弱碱的滴定曲线和变化规律、影响滴定突越范围的因
素及指示剂的选择原则；一元弱酸（弱碱）、多元弱酸弱碱能被准确滴定的条件、多元酸碱能否被
分布滴定的条件；酸碱滴定法的应用：食醋总酸度的测定，混合碱的测定，铵盐中氮的测定，有机
物中氮的测定等。
2．重点或难点：强酸强碱和一元弱酸弱碱的滴定曲线、滴定突跃及影响突跃范围的因素；酸
碱物质能否被直接准确滴定和分步滴定的判断及指示剂的选择；酸碱滴定法测定样品物质含量的原
理及有关计算。
3．教学目标：
（1）了解酸碱滴定中 CO2的影响；
（2）理解并掌握指示剂的选择原则及影响滴定曲线突跃范围的因素；
（3）掌握酸碱质子理论及各类酸碱水溶液中[H+]的计算；掌握酸碱指示剂的变色原理，变色
点和变色范围。掌握强酸强碱、一元弱酸弱碱滴定曲线的 pH 值计算及滴定曲线绘制，掌握酸碱滴
定法的应用实例：食醋总酸度的测定，混合碱的测定（双指示剂法），铵盐中氮的测定，有机物中
氮的测定等。
主要知识单元 5 配位滴定法
1．教学内容： EDTA 的性质及其与金属离子配位的特点；酸效应、配位效应、酸效应系数、
配位效应系数、配合物的稳定常数、条件稳定常数等概念及相关计算；金属指示剂的变色原理和金
属指示剂应具备的条件；配位滴定曲线、影响滴定突跃的因素、金属离子能否准确滴定的判据；配
位滴定的最低允许酸度及最高允许酸度；提高配位滴定选择性的途径；配位滴定法测定自来水总硬
度的原理、条件和相关计算。
2．重点或难点：酸效应、酸效应系数及控制 pH 的意义，配合物条件稳定常数的概念、意义
及计算；用条件稳定常数判断金属离子能否被滴定，以及滴定酸度的控制计算；测定自来水的总硬
度的原理及相关计算。
3．教学目标：
（1）了解金属指示剂的变色原理和金属指示剂应具备的条件以及指示剂的封闭、僵化、氧化
变质等现象的避免方法；
（2）理解常用的金属指示剂；熟悉提高配位滴定选择性的途径：控制酸度、掩蔽、解蔽和分
离干扰离子；
（3）掌握 EDTA 的性质及其与金属离子配位的特点；掌握酸度、配位剂对配位平衡的影响；
掌握酸效应、酸效应系数、配合物的稳定常数、配合物的条件稳定常数的概念和计算方法；掌握配
位滴定曲线、影响滴定突跃的因素、能否准确滴定的判据、配位滴定的最高允许酸度和最低允许酸
度的计算方法；掌握水的总硬度的测试。
主要知识单元 6 氧化还原滴定法
1．教学内容：条件电位的概念，氧化还原反应的方向、进行的程度及影响反应速率的因素；
氧化还原滴定曲线、计量点电位及突跃范围电位的计算方法，氧化还原滴定中的指示剂；氧化还原
111
指示剂的变色原理、变色点和指示剂的选择；高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法等常用的氧化还原
滴定法的原理及特点和相关计算。
2．重点或难点：高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法的原理、特点、滴定条件及应用计算。
3．教学目标：
（1）了解氧化还原指示剂的变色原理、变色点和变色范围；
（2）理解条件电位的概念；理解氧化还原反应的实质；
（3）掌握氧化还原滴定过程中电极电位的变化规律、滴定过程中计量点电位及突跃范围电位
的计算方法；学会正确选择指示剂指示滴定终点；掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法等常用的
氧化还原滴定法的原理、特点、滴定条件及应用。
主要知识单元 7 吸光光度法
1．教学内容：光的基本性质和物质对光的选择性吸收、吸收光谱；光吸收基本定律—朗伯-
比尔定律；吸光光度法及仪器；显色反应及显色条件的选择；吸光光度法的测量误差及测量条件的
选择。
2．重点或难点：朗伯-比尔定律的意义、条件和运用。
3．教学目标：
（1）了解吸光光度法的特点；了解分光光度计的主要部件及工作原理；了解吸光光度法对显
色反应的要求及最佳显色条件的选择；
（2）理解吸光光度法的测量误差来源、特点以及正确选择实验条件；
（3）掌握光的基本性质和物质对光的选择性吸收、吸收光谱；掌握朗伯-比尔定律的物理意义
和数学表达式并进行相关计算；吸光系数、摩尔吸光系数的概念及计算；掌握样品含量的测定方法：
标准曲线法和标准比较法。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝期末成绩×70%＋平时考核成绩×30%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业 课堂表现 总计
权重（%） 33 50 17 100
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 计算题 总计
权重（%） 20 40 10 30 100
五、推荐教材及参考书
112
（一）教材
1．许辉，刘利平·分析化学·北京：中国农业出版社，2016.8
2．武汉大学·分析化学·北京：高等教育出版社，2006.7（第 5 版）
（二）参考书
1．华中师范大学等·分析化学·北京：高等教育出版社，2011
2．兰叶青·无机及分析化学·北京：中国农业出版社，2005.8
113
《分析化学实验》课程教学大纲
一、课程基本属性
实验课程编码： 1421125
实验课程中文名称： 分析化学实验
实验课程英文名称： Analytical Chemistry
Experiment
实验课程类别： 基础教育 实验课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 实验学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 理学院 开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《分析化学》
主撰人： 李金梅 主审人： 许辉 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《分析化学实验》是农业院校各专业的学科基础核心课程，巩固、扩大和加深对分析化学基本
理论的理解，作到理论联系实际；正确、熟练地掌握分析化学实验的基本操作与技能，学习、掌握
典型的分析方法；确立严格的“量”的概念，了解并掌握影响分析结果的关键环节，学会正确、合理
地选择实验条件和实验仪器，以保证实验结果的可靠性；通过综合实验，训练和考察独立分析、解
决问题的能力；培养严谨和实事求是的科学作风，以及认真、细致、整洁而有序的良好的科学习惯。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的前沿及科学进展。
——熟悉分析化学实验的基本知识、基本操作技能和典型的分析测定方法。
——掌握如何正确、合理地选择实验条件和实验仪器，正确处理实验数据，建立起准确的量的
概念。培养严谨的科学作风，以及认真、细致、整洁有序的良好实验习惯，使学生具有较强的分析
问题和解决问题的能力。
三、实验项目与学时分配
表 1 实验项目与学时分配表
序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求
1 绪论及电子天平称量练习
4 学科基础类
验证性 1 必做
114
2 酸碱溶液的比较滴定 4 学科基础类
综合性 1 必做
3 HCl标准溶液浓度标定 4 学科基础类
综合性 1 选做
4 NaOH标准溶液浓度标定 4 学科基础类
综合性 1 必做
5 食醋总酸度的测定 4 学科基础类
综合性 1 必做
6 碱矿石中 Na2CO3和 NaHCO3
总碱量的测定 4
学科基础类
综合性 1 选做
7 果品中总酸度的测定 4 学科基础类
设计性 1 选做
8 水的总硬度的测定 4 学科基础类
综合性 1 必做
9 铅铋混合液中铅铋的连续测定
4 学科基础类
综合性 1 选做
10 KMnO4标准溶液浓度的标定
4 学科基础类
综合性 1 必做
11 过氧化氢含量的测定 4 学科基础类
综合性 1 必做
12 Na2S2O3标准溶液浓度的标定
4 学科基础类
综合性 1 必做
13 直接碘量法测定维生素 C的含量
4 学科基础类
设计性 1 选做
14 邻二氮菲分光光度法测定未知样品中铁的含量
8 学科基础类
综合性 6～9 必做
合计 60
四、实验条件
本课程所需实验设备包括万分之一电子天平等分析化学实验基本仪器，同时本实验需要大量实
验耗材包括：滴定管架、移液管架、滴定管、烧杯、锥形瓶、容量瓶、玻璃棒、干燥器、石棉网、
酒精灯、移液管、酸碱试剂瓶、滴瓶、碘瓶等。所需药品包括食盐、盐酸、氢氧化钠、食醋、EDTA、
KMnO4、过氧化氢、Na2S2O3、硫酸、溴酸钾、碘化钾、甲基橙、酚酞、铬黑 T、淀粉等。环境要
求具备通风设备和上下水通畅的专业实验室以及无尘、洁净天平室。
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 设备名称 每组应配
台件数 备注
1 绪论及电子天平称量练习 万分之一电子天平 1
2 酸碱溶液的比较滴定 滴定管、锥形瓶等 2
3 NaOH标准溶液浓度标定 万分之一电子天平，滴定管等玻璃仪器
1
4 食醋总酸度的测定 万分之一电子天平，滴定管等玻璃仪器
1
5 自来水总硬度的测定 万分之一电子天平 1
6 KMnO4标准溶液的标定 万分之一电子天平 1
7 KMnO4法测定过氧化氢的含量 1
8 Na2S2O3标准溶液浓度的标定 万分之一电子天平，鼓风干燥箱 1
115
9 邻二氮菲分光光度法测定未知样品中铁的含量
分光光度计 1
五、实验内容及要求
实验项目 1 绪论及电子天平称量练习
实验内容：玻璃仪器洗涤及天平称量练习；差减称量法和滴定管的使用
实验要求：本次试验主要为课堂操作，当堂检查天平使用情况、玻璃仪器洗涤情况以及滴定管
使用情况。具体内容如下：
（1）了解本学期分析化学实验对学生的要求和本学期实验内容的安排；
（2）熟悉实验环境、实验室纪律；熟悉差减法的操作；培养准确、整齐、简明记录实验原始数
据的习惯；
（3）掌握实验报告的格式和预习报告以及实验数据的记录要求，玻璃仪器的洗涤；天平的“使
用方法”、“称量方法”和“注意事项”；称量瓶的使用和注意事项；学习酸式滴定管和碱式滴定管的
准备及使用。
实验项目 2 酸碱溶液的比较低定
实验内容：酸碱溶液相互比较滴定，甲基橙指示剂的使用与颜色观察。
实验要求：
（1）熟练掌握滴定基本操作的所用环节；
（2）掌握终点颜色变化的观察：主要对甲基橙的“红—橙—黄”颜色能清楚的区别；
（3）准确记录 HCl 和 NaOH 的体积，平行三次 ；计算 V(HCl)/V(NaOH)；
（4）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 3 HCl 溶 液 的 标 定
实验内容：以甲基红作指示剂，以硼砂作基准物质标定 HCl。
实验要求：
（1）学会用基准物质标定 HCl 的方法；
（2）进一步掌握滴定操作；
（3）复习差减称量法；
（4）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 4 NaOH 溶 液 的 标 定
实验内容：以酚酞作指示剂，以邻苯二甲酸氢钾作基准物质标定 NaOH。
实验要求：
（1）学会用基准物质标定 NaOH 的方法；
（2）进一步掌握滴定操作；
（3）复习差减称量法；
（4）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 5 食醋总酸度的测定
实验内容：以酚酞作指示剂，以 NaOH 滴定食醋。
实验要求：
116
（1）移液管和容量瓶的使用方法；
（2）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 6 碱矿石中 Na2CO3和 NaHCO3总碱量的测定
实验内容：以甲基橙和酚酞作指示剂，以盐酸标液连续滴定测出碱矿石中 Na2CO3 和 NaHCO3
的含量。
实验要求：掌握混合碱测定的方法原理。
实验项目 7 果品中总酸度的测定
实验内容：学生可以从柑桔、葡萄、西红柿、奶粉、酸奶、苹果、香蕉等食品中任选 1～2 种
进行设计。
实验要求：
（1）原理，应将方法原理，有关计算全部详细写出；
（2）仪器与试剂，试剂溶液的配制方法和标准溶液的标定方法；
（3）分析步骤，要详细过程；
（4）结果和数据处理。
实验项目 8 自来水总硬度的测定
实验内容：预习教材内容，了解实验目的、原理和方法；测定自来水总硬度及钙、镁离子含量。
实验要求：
（1）掌握配位滴定法测定水的总硬度的原理和方法；
（1）掌握铬黑 T 和钙指示剂的应用及指示剂终点的判断；
（3）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 9 铅铋混合液中铅铋的连续测定
实验内容：预习教材内容，了解实验目的、原理和方法；测定 Bi3+
-Pb2+混合溶液中两种离子的
含量。
实验要求：
（1）掌握配位滴定法连续测定铋、铅含量的原理和方法；
（2）掌握二甲酚橙指示剂的应用及指示剂终点的判断；
（3）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5％；完成实验报告。
实验项目 10 高锰酸钾标准溶液标定
实验内容：Na2C2O4 作基准物标定 KMnO4浓度。
实验要求：
（1）掌握高锰酸钾标准溶液的配制和标定的方法；
（2）了解自身指示剂在 KMnO4法中的应用，对自动催化反应有所了解；
（3）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 11 高锰酸钾测定过氧化氢的含量
实验内容：了解实验目的、原理和方法。高锰酸钾法测定过氧化氢的含量。
实验要求：
（1）掌握高锰酸钾法测定过氧化氢的原理及方法；
（2）掌握液体试样取样方法；
（3）要求三次平行测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
117
实验项目 12 Na2S2O3标准溶液浓度的标定
实验内容：以溴酸钾作基准物标定出 Na2S2O3 的浓度。
实验要求：
（1）掌握用溴酸酸钾法作基准物标定 Na2S2O3 的原理及方法；
（2）掌握 Na2S2O3 标准溶液的配制及标定要点；了解淀粉指示剂的作用原理；要求三次平行
测定相对平均偏差不大于 0.5%；完成实验报告，当堂交。
实验项目 13 直接碘量法测定维生素 C 的含量
实验内容：根据分析化学实验要求、原理和步骤设计出具体测试维 C 含量的实验方案并进行
实验。
实验要求：
（1）原理，应将方法原理，有关计算全部详细写出；
（2）仪器与试剂，试剂溶液的配制方法和标准溶液的标定方法；
（3）分析步骤，要详细过程；
（4）结果和数据处理。
实验项目 14 邻二氮菲分光光度法测定未知样品中铁的含量
实验内容：邻二氮菲作显色剂，标准工作曲线法测试铁含量。
实验要求：
（1）掌握分光光度计的使用；
（2）掌握分光光度法测定铁的原理。
六、实验报告
本课程每次实验当堂交实验报告，实验报告应写清实验名称、目的、原理、步骤、实验记录、
数据处理（包括误差与有效数字的正确保留）、结果与讨论各项内容。
七、考核办法和成绩评定
《分析化学实验》为每位同学独立完成，每人配备一台、套实验设备（主要为分析实验操作的
基本仪器如：电子天平、滴定管、移液管、锥形瓶、容量瓶等）。考核办法分为三个环节:实验预
习、实验操作和实验报告。具体要求如下：实验前，必须认真预习，要求理解实验原理，明确实验
目的，熟悉操作步骤及注意事项，作好预习报告；实验中，操作规范，仔细观察，严守规程及时记
录数据，实验数据不得随意涂改，丢弃；实验后，及时整理、计算和分析所得结果和数据，认真完
成实验报告，要求报告字迹工整，数据准确、简明，符合有效数字的规则并对分析结果进行评价和
讨论，叙述要简明扼要。
（一）考核方式
操作与实验报告相结合。
（二）成绩评定
118
具体考核学生实验成绩采用逐个累计积分法。实验报告和预习及平时实验课上表现各占 50%。
实验总评成绩＝操作考查×50％＋实验报告×50％。
八、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．许辉，李金梅·分析化学实验·北京：中国农业出版社，2017
（二）参考书
1．武汉大学·分析化学（第 4 版）·北京：高等教育出版社，2000
2．刘惠民·分析化学实验·北京：中国农业出版社，2009
3．武汉大学·分析化学实验（第 5 版）·北京：高等教育出版社，2009
4．蔡蕍·分析化学实验·上海：上海交通大学出版社，2010
（三）相关网络资源
1．实验课程网络共享参考资源参见内蒙古农业大学自治区精品课程：分析化学网址：
http://eplat.imau.edu.cn
119
《金属材料学》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0530725 课程中文名称： 金属材料学
课程英文名称： Engineering Materials
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分
开课单位： 机电工程学院 开设学期： 4
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《机械制图》《工程力学》《工程实训》
主撰人： 金敏 主审人： 德雪红 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《金属材料学》是高等工科院校材料类专业必修的专业技术课程。它主要研究制造机械零件的
常用金属材料、金属材料的热处理原理及工艺等内容。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解材料的主要机械性能指标的测试原理和生产实际意义；
——熟悉材料的组织结构、结晶过程、二元合金相图、塑性变形与再结晶的基本理论；钢铁材
料的热处理基本原理和工艺，以及热处理工艺在零件加工过程中的地位和作用；
——掌握常用的碳钢、铸铁、合金钢、有色金属及其合金的成分、组织、性能和用途以及合理
选用工程材料。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元
学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 小计
1 绪论、工程材料的力学性能 （1）工程材料的发展现状及重要意义；
（2）工程材料的力学性能。
2
2
120
章次或序号
主要知识单元
学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 小计
2
金属的晶体结构与结晶
（1）纯金属的典型晶体结构；
（2）实际金属的结构；
（3）金属的结晶与同素异构转变；
（4）晶粒大小及其控制。
4
4
3
二元合金与相图
（1）固态合金相结构；
（2）二元合金相图的建立；
（3）合金的性能与相图之间的关系。
4
4
4
铁碳合金相图
（1）纯铁、铁碳合金中的相与基本组织；
（2）铁碳合金相图及应用；
（3）碳素钢。
4 2
6
5
金属的塑性变形和再结晶
（1）单晶体的塑性变形的实质；
（2）多晶体的塑性变形的实质；
（3）塑性变形对金属性能与组织的影响；
（4）塑性变形的金属在加热时组织和性能的变化。
2
2
6
钢的热处理及表面处理
（1）钢在加热时的组织转变；
（2）钢在冷却时的组织转变；
（3）钢的退火和正火；
（4）钢的淬火及淬透性；
（5）钢的回火；
（6）钢的表面淬火；
（7）钢的化学热处理。
8 4
12
7
合金钢
（1）合金钢的基本知识；
（2）低合金钢和合金结构钢；
（3）合金工具钢；
（4）特殊性能钢。
4
4
8
铸铁
（1）铸铁的成份和应用；
（2）常用铸铁；
（3）合金铸铁。
2 2
4
9
有色金属及其合金
（1）铝及铝合金；
（2）铜及铜合金；
（3）钛合金。
2
2
合计 32 8 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论、工程材料的力学性能
1．教学内容：工程材料的发展现状及重要意义；静载荷条件下材料的力学性能；动载荷条件
下材料的力学性能。
2．重点或难点：
重点：材料的强度，硬度，塑性的意义；
难点：材料的强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度在机械设计中的应用。
3．教学目标：
121
（1）了解工程材料在机械制造中的重要意义；
（2）熟悉静载荷和动载荷条件才材料的力学性能及实验原理；
（3）掌握力学性能指标在机械设计中的应用。
主要知识单元 2 金属的晶体结构与结晶
1．教学内容：纯金属的典型晶体结构；实际金属的结构；金属的结晶与同素异构转变；晶粒
大小及其控制。
2．重点或难点：
重点：常见的三种晶体结构；金属实际结构及晶体缺陷；金属的同素异构转变。
难点：晶体结构；晶体缺陷；同素异构转变。
3．教学目标：
（1）了解常见的三种晶体结构；
（2）熟悉金属的同素异构转变；
（3）掌握金属实际结构及晶体缺陷以及经理的大小和控制。
主要知识单元 3 二元合金与相图
1．教学内容：固态合金相结构；二元合金相图的建立；合金的性能与相图之间的关系。
2．重点或难点：
重点：固态合金的相结构；匀晶，共晶及共析相图的建立与分析。
难点：合金的相结构；相图分析；杠杆定律的应用。
3．教学目标：
（1）了解固态合金的相结构与相图；
（2）熟悉二元合金相图的建立；
（3）掌握合金的性能与组织、结构之间的关系。
主要知识单元 4 铁碳合金相图
1．教学内容：纯铁、铁碳合金中的相与基本组织；铁碳合金相图及应用；碳素钢。
2．重点或难点：
重点：铁碳合金相图的分析与应用；普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、的碳素工具钢牌号和
主要用途。
难点：典型铁碳合金的平衡结晶过程分析；碳素钢的主要用途。
3．教学目标：
（1）了解铁碳合金相图在工业生产及热处理工艺方面的重要性；
（2）熟悉铁碳合金相图的形成；
（3）掌握铁碳合金相图的分析与应用；碳素钢的分类和用途。
主要知识单元 5 金属的塑性变形和再结晶
1．教学内容：单晶体的塑性变形的实质；多晶体的塑性变形的实质； 塑性变形对金属性能
与组织的影响；塑性变形的金属在加热时组织和性能的变化。
2．重点或难点：
重点：金属塑性变形的实质。
难点：塑性变形对金属性能与组织的影响。
3．教学目标：
（1）了解单晶体、多晶体的塑性变形的实质；
122
（2）熟悉塑性变形对金属组织和性能的影响；
（3）掌握热加工对金属组织和性能的影响。
主要知识单元 6 钢的热处理及表面处理
1．教学内容：钢在加热时的组织转变；钢在冷却时的组织转变；钢的退火和正火；钢的淬火
及淬透性；钢的回火；钢的表面淬火；钢的化学热处理。
2．重点或难点：
重点：过冷奥氏体等温转变过程及等温转变曲线的应用；常规热处理工艺及应用；钢的表面热
处理。
难点：过冷奥氏体等温转变过程及过冷奥氏体等温转变曲线的应用；常规热处理工艺及应用。
3．教学目标：
（1）了解热处理工艺在机械制造过程中的重要作用；
（2）熟悉钢在加热、冷却时的组织转变；
（3）掌握过冷奥氏体等温转变曲线的应用；常规热处理工艺及应用；钢的表面淬火，表面渗
碳及氮化工艺及应用。
主要知识单元 7 合金钢
1．教学内容：合金钢的基本知识；低合金钢和合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。
2．重点或难点：
重点：合金钢的分类及编号方法，合金钢的成份特点、热处理、性能及用途。
难点：合金元素在钢中的作用。
3．教学目标：
（1）了解合金元素在钢中的作用；
（2）熟悉合金钢的分类及编号方法；
（3）掌握合金钢的成份特点、热处理、性能及用途。
主要知识单元 8 铸铁
1．教学内容：铸铁的成份和应用；常用铸铁；合金铸铁。
2．重点或难点：
重点：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的组织、性能、牌号和用途。
难点：铸铁的石墨化过程；铸铁的组织与性能的关系。
3．教学目标：
（1）了解铸铁在工业生产中的重要性；
（2）熟悉铸铁的石墨化过程；
（3）掌握灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的性能、牌号和用途。
主要知识单元 9 有色金属及其合金
1．教学内容：铝及铝合金；铜及铜合金；钛合金。
2．重点或难点：
重点：铝合金、铜合金的分类、牌号及用途。
难点：铝合金的时效强化，变质处理。
3．教学目标：
（1）了解有色金属在工业生产中的重要性；
（2）熟悉铝及铝合金、铜及铜合金的的牌号及用途；
123
（3）掌握固溶处理、时效强化。
四、实验实习实训等教学环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 观察铁碳相图平衡组织 金相显微镜 金相显微镜 40台 每人 1台
2 热处理及硬度实验 箱式加热炉、布氏硬度计、洛氏硬度计
1组，布氏硬度计 7台，洛氏硬度计 7台，箱式电阻炉 7台
综合性实验
3 观察热处理后的组织 金相显微镜 金相显微镜 40台 每人 1台
4 观察铸铁平衡组织 金相显微镜 金相显微镜 40台 每人 1台
（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1 观察铁碳相图平衡组织
观察纯铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢金相组织并绘制组织示意图。
（1）了解实验的目的和意义；
（2）熟悉金相显微镜的使用；
（3）掌握纯铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量、组织、性能的关系。
2 热处理及硬度实验
选取 45 钢进行布氏硬度的测试，然后进行淬火处理，再进行洛氏硬度测试，比较淬火前后硬度的变化。
（1）了解实验的目的和意义；
（2）熟悉布氏硬度计、洛氏硬度计、箱式电阻炉的使用；
（3）掌握热处理工艺以及热处理工艺对钢的组织和性能的影响。
3 观察热处理后的组织
观察退火、正火、淬火、回火后的金相组织并绘制组织示意图。
（1）了解实验的目的和意义；
（2）熟悉碳钢的退火、正火、淬火、回火等热处理工艺及操作；
（3）掌握不同热处理工艺的显微组织、性能及应用。
4 观察铸铁平衡组织
观察灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的金相组织并绘制组织示意图。
（1）了解实验的目的和意义；
（2）熟悉白口、麻口、灰口铸铁组织和性能的区别；
（3）掌握灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁基体组织、石墨的形态以及性能。
（三）实验报告
实验过程及实验结果以实验报告形式上交；
实验报告内容包括：实验目的、仪器、步骤方法、结果分析等；
实验报告要求：1．书写工整；2．实验过程完整准确；3．给出具体实验结果；4．实验结果分
析全面。
（四）实验考核与成绩评定
124
1．考核方式：考查
2．成绩评定：实验总评成绩＝出勤×20%+实验报告×80%
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：考试，笔试，闭卷
（二）成绩评定：课程总评成绩＝平时成绩×（20%~30%）+实验成绩×10%+期末试卷成绩×
（60~70%）
表 4 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 5 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 判断正误 填空题 选择题 简答题 作图题 1 作图题 2
权重（%） 10 10 20 20 12 8 20
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．杨秀英等·金属材料及热处理·北京：机械工业出版社，2011.2
（二）参考书
1．叶宏·金属材料及热处理·北京：化学工业出版社，2009.3
2．文九巴·金属材料学·北京：机械工业出版社， 2011
3．朱张校等·工程材料·北京：清华大学出版社， 2011
4．莫淑华·工程材料·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 ，2011
（三）相关网络资源
1．http://eplat. Imau. Edu. cn/meol/jpk/course/layout/page/index. jsp?courseId=1620 内蒙古农业大
学校级精品课程
2．http://www. Icourses. cn/coursestatic/course_6483. html 清华大学国家级精品课程
125
《材料表面工程》课程教学大纲
一、课程基本属性
实验课程编码： 0811325
实验课程中文名称： 材料表面工程
实验课程英文名称： Engineering of Material
Surface
实验课程类别： 基础教育 实验课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 实验学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型)
先修课程： 《材料表界面》《聚合物化学》
主撰人： 郝一男 主审人： 李奇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料表面工程》实验课的特点是在给学生介绍基本的材料表面反应机理、仪器设备操作方
法、安全规范的基础上，由学生自己设计实验过程，在实验过程中发现问题、查阅文献，自己提出
解决问题的思路。实验包括 8 个环节：采用吊环法，测定液体的表面张力；采用三点法，测定液固
界面接触角；利用废弃生物质为材料制备颗粒活性炭；利用颗粒活性炭为原料吸附溶液中的重金属
离子或有机染料；采用导热系数测定仪测量不同材料的导热系数；材料表面喷涂实验；木材表面化
学镀实验；蒙脱土的表面改性实验；利用原子力显微镜，观察固体材料的表面形貌。通过本课程的
学习，提高学生的实践技能，为后续毕业论文的开展奠定基础。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的材料制备加工工艺；
——熟悉该课程的实验基本原理及步骤；
——掌握该课程的基本实验技术及结果分析方法。
三、实验项目与学时分配
表 1 实验项目与学时分配表
序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求
1 液体表面张力的测定 4 专业基础 设计性 7-8 必做
126
2 固液界面接触角的测定 4 专业基础 设计性 7-8 必做
3 表面微细加工技术 4 专业基础 设计性 3 必做
4 固体表面润湿与吸附 4 专业基础 设计性 3 必做
5 热扩渗 4 专业基础 综合性 7-8 必做
6 热喷涂 4 专业基础 综合性 7-8 必做
7 化学镀 8 专业基础 设计性 3 必做
8 材料表面改性 4 专业基础 设计性 3 必做
9 材料表面结构的超微观察 4 专业基础 综合性 7-8 必做
合计 40
四、实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注
1 液体表面张力的测定 全自动表面张力仪 1
2 固液界面接触角的测定 接触角测定仪 1
3 表面微细加工技术 箱式电阻炉、电热鼓风干燥箱 2
4 固体表面润湿与吸附 紫外分光光度计、恒温振荡器 1
5 热扩渗 导热系数测定仪 1
6 热喷涂 小型隔膜式高压无气喷涂机 2
7 化学镀 恒温水浴锅 2
8 材料表面改性 磁力搅拌器、X射线衍射仪 1
9 材料表面结构的超微观察 原子力显微镜 1
五、实验内容及要求
表 3 实验内容及要求
序号 实验项目 实验内容 基本要求
1
液 体 表 面张 力 的 测定
采用吊环法，测定不同液体的表面张力。
（1）了解全自动表面张力测定仪的构造； （2）熟悉全自动表面张力仪测定液体表面张力的实验原理； （3）掌握全自动表面张力测定仪的操作方法。
2
固 液 界 面接 触 角 的测定
采用三点法，测定不同液固界面的接触角。
（1）了解固体表面的润湿过程与接触角的含义与应用； （2）熟悉三点法测定固液界面接触角的原理； （3）掌握接触角测量仪的构造和使用方法。
3 表 面 微 细加工技术
利用废弃生物质为材料制备颗粒活性炭。
（1）了解箱式电阻炉及电路控制器的构造和使用方法；
（2）熟悉利用生物质制备颗粒活性炭的原理；
（3）掌握利用生物质制备颗粒活性炭的工艺方法。
4
固 体 表 面润 湿 与 吸附
利用颗粒活性炭为原料吸附溶液中的重金属离子或有机染料。
（1）了解紫外分光光度计的构造和使用方法；
（2）熟悉活性炭吸附有机染料或重金属离子的实验步骤；
（3）掌握活性炭吸附有机染料或重金属离子的吸附原
127
理，并会使用 Chemdraw 、Origin 等化学结构式、数据处理软件进行作图和数据分析。
5 热扩渗 采用导热系数测定仪测量不同材料的导热系数。
（1）了解热扩渗的基本原理；
（2）熟悉热扩渗的基本流程、工艺特点及导热仪的操作方法；
（3）掌握利用导热系数测定仪测量不同材料的导热系数。
6 热喷涂 材料表面的喷涂实验
（1）了解热喷涂的基本原理；
（2）熟悉热喷涂反应设备和热喷涂过程中要注意的事项；
（3）掌握热喷涂的基本流程和工艺特点。
7 化学镀 木材表面化学镀实验
（1）了解化学镀液不稳定原因及解决办法；
（2）熟悉化学镀铜和镍的基本工艺；
（3）掌握化学镀液的配制方法及反应的基本原理。
8 材 料 表 面改性
蒙脱土的表面有机改性实验
（1）了解 X 射线衍射仪的构造和使用方法；
（2）熟悉蒙脱土的结构，有机蒙脱土的制备工艺方法；
（3）掌握硅烷偶联剂(KH560)对蒙脱土进行表面改性的原理。
9
材 料 表 面结 构 的 超微观察
利用原子力显微镜，观察固体材料的表面形貌。
（1）了解原子力显微镜的构造和使用方法；
（2）熟悉原子力显微镜的工作原理；
（3）掌握利用原子力显微镜对固体表面形貌分析的方法。
六、实验报告
实验报告：包括实验题目、实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容，实验步骤和数据分析
等内容。
七、考核办法和成绩评定
（一）考核方式
实验指导老师根据参加实验学生的考勤、操作技能和实验报告综合评定成绩，包括实验出勤成
绩、实验准备与清理、实验过程完成情况和实验报告成绩。
实验出勤成绩由每次实验考勤给出。
实验准备与清理包括学生能否按老师要求准备好实验用仪器，并且妥善保管放置及用完后进行
检查和装箱上交。
实验过程完成情况包括能否听从老师的合理安排，遵守课堂纪律，认真做实验；实验所用仪器
操作步骤的正确性。
实验报告应包括实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容和步骤、数据分析等内容，是实验
课程成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实验报告或实验报告撰写不规范者，应补做完
成或重做。
（二）成绩评定
实验总评成绩＝实验出勤成绩×10%＋实验准备与清理×10%＋实验过程完成情况×30%＋实
验报告成绩×50%。
128
八、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．材料表面工程实验指导书：内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院自编教材。
（二） 参考书：
1．胡福增·材料表面与界面·上海：华东理工大学出版社，2008.1（第 2 版）
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
129
《功能高分子材料》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0811425 课程中文名称： 功能高分子材料
课程英文名称： Functional Polymer Materials
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型) 、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《高分子物理》《高分子化学》《材料科学与工程基础》
主撰人： 武洁 主审人： 潘艳飞 制定时间： 2017 年 6 月 30日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《功能高分子材料》是材料科学与工程专业的基础教育拓展课。该课程主要是介绍吸附分离功
能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、反应型功能高分子材料、生物医用功能高
分子材料、液晶高分子材料及高分子功能膜材料。通过本门课程内容学习，培养学生具有一定从
事高分子材料研究和技术开发的能力。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解新材料的制备方法、物理化学性能表征、结构与性能之间的关系、应用开发研究；
——熟悉功能高分子材料的性能和功能与其化学组成、分子结构和聚集状态存在的密切关系；
——掌握聚合物结构与性能或功能之间的关系理论，以此理论可指导开发性能更好、功能更全
的功能高分子材料。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
130
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 2
第二章 吸附分离功能高分子材料 4 8
第三章 光功能高分子材料 6
第四章 电功能高分子材料 4
第五章 反应型功能高分子材料 6
第六章 生物医用功能高分子材料 2
第七章 液晶高分子材料 4
第八章 高分子功能膜材料 4
合计 32 8
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：功能高分子材料的定义，功能高分子材料的特点和分类，功能高分子材料的结
构与功能的关系，功能高分子材料的制备策略。
2．重点或难点：
重点是功能高分子材料的结构与功能的关系；
难点是功能高分子材料的制备策略。
3．教学目标：
（1）了解功能高分子材料的定义和分类；
（2）熟悉功能高分子材料的结构与功能的关系；
（3）掌握功能高分子材料的制备策略。
主要知识单元 2 吸附分离功能高分子材料
1．教学内容：影响吸附分离功能的因素，吸附分离功能高分子的合成和高吸水性树脂的制备
过程和吸附原理。
2．重点或难点：
重点是影响吸附分离功能高分材料吸附能力的因素；
难点是高吸水性树脂的吸附原理。
3．教学目标：
（1）了解吸附树脂的结构和分类，了解高吸水性树脂的制备过程；
（2）熟悉影响吸附分离功能高分材料吸附能力的因素，离子交换树脂的制备方法和性能评价
指标；
（3）掌握吸附分离型高分子的制备方法和高吸水性树脂的吸附原理。
主要知识单元 3 光功能高分子材料
1．教学内容：光物理与化学基础，光化学的类型，光化学功能高分子，光导电高分子功能材
料，光致变色高分子材料。
2．重点或难点：
重点是高分子光化学反应，主要光敏高分子材料的类型、结构和应用；
131
难点是光敏涂料的作用原理，光刻胶的光刻原理，光致变色材料的变色原理。
3．教学目标：
（1）了解光化学和物理基础，光固化材料，其在静电复印和激光打印中的应用；
（2）熟悉光导电高分子功能材料的导电机理，光致变色高分子材料的主要材料；
（3）掌握高分子光化学反应类型，光刻胶的刻蚀过程。
主要知识单元 4 电功能高分子材料
1．教学内容：电子导电高分子，离子导电高分子，电致发光高分子材料，电致变色高分子材
料。
2．重点或难点：
重点是电子导电和离子导电高分子的导电机理和电致发光高分子的发光原理；
难点是电致变色的机理。
3．教学目标：
（1）了解电子导电高分子的制备方法；
（2）熟悉理解电子导电和离子导电高分子的导电机理；
（3）掌握电致发光高分子的发光原理，电致变色的材料和机理。
主要知识单元 5 反应型功能高分子材料
1．教学内容：高分子试剂和高分子催化剂的一些概念，反应型功能高分子材料的种类和分类，
反应型功能高分子材料的制备和应用。
2．重点或难点：
重点高分子化学反应试剂的制备；
难点是高分子向转移催化剂和固定化酶的制备方法。
3．教学目标：
（1）了解高分子试剂和高分子催化剂的概念，反应型功能高分子的特点；
（2）熟悉理解高分子化学反应试剂的类型及制备方法；
（3）掌握各试剂的应用，高分子相转移催化剂和固定化酶的制备方法。
主要知识单元 6 生物医用功能高分子
1．教学内容：医用高分子的分类，医用高分子材料的基本要求，生物惰性医用高分子，生物
降解性医用高分子。
2．重点或难点：
重点是生物惰性和可降解的各种医用材料的应用；
难点是材料基本要求。
3．教学目标：
（1）了解各种生物医用高分子的分类，制备和应用；
（2）熟悉生物惰性和可降解的各种医用材料的要求；
（3）掌握医用高分子区别与其他材料的特殊性能。
主要知识单元 7 液晶高分子材料
1．教学内容：液晶高分子的定义、液晶高分子的分类和特点、液晶高分子的分子结构的特点、
液晶高分子的合成方法和反应类型。
2．重点或难点：
重点是液晶和液晶高分子的定义和结构组成部分；
132
难点是溶致主链和热致主链液晶高分子的分子结构特征以及相结构特征。
3．教学目标：
（1）了解液晶高分子的几种分类方法和各种类型的特点；
（2）掌握溶致主链和热致主链液晶高分子的定义、分子结构特征以及相结构特征以及两种主
链液晶高分子的性质和应用；
（3）掌握液晶和液晶高分子的定义和结构组成部分。
主要知识单元 8 高分子功能膜材料
1．教学内容：高分子功能膜的定义、分类和驱动力，高分子分离膜的制备，高分子分离膜的
应用。
2．重点或难点：
重点是高分子功能膜的定义、分类和驱动力；
难点是各种膜分离原理。
3．教学目标：
（1）了解高分子功能膜的分类，高分子分离膜的应用；
（2）熟悉膜分离原理；
（3）掌握高分子分离膜的制备。
四、实验实习实训等教学环节
（一）实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注
1 高吸水性树脂的制备
烧瓶、电动搅拌器、水浴锅、冷凝管、滴管、量筒、培养皿、玻璃棒 、天平（或电子天平）
各 1件 天平，烘箱
2 高吸水性树脂吸水性能的测定
滴管、量筒、培养皿、玻璃棒 、烘箱
各 1件 天平，烘箱
（二）实验项目
表 3 实验项目、内容及要求
序号 实验项目 实验内容 教学目标
1 高吸水性树脂的制备
合成聚合物类高吸水性树脂的制备
（1）了解高吸水性树脂结构特点； （2）掌握高吸水性树脂的制备工艺。
2 高吸水性树脂吸水性能的测定
合成聚合物类高吸水性树脂吸水倍率的测定
（1）了解高吸水性树脂的吸水机制； （2）掌握高吸水性树脂吸水率的测定方法。
（三）实验报告
实验过程及测试结果以实验报告形式上交，报告内容包括实验目的、实验仪器与试剂、实验步
骤与方法、实验注意事项及实验结果与讨论。
133
（四）实验考核与成绩评定
1．考核方式
实验表现+实验报告
2．成绩评定
实验总评成绩＝实验操作成绩×30%+实验报告成绩×70%
五、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 4 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业 实验
权重（%） 50 30 20
表 5 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 填空题 选择题 简答题 论述题
权重（%） 15 20 10 25 30
六、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．罗林祥·功能高分子材料·北京：化学工业出版社，2012
2．赵文元，王亦军·功能高分子材料化学·北京：化学工业出版社, 2003
（二）参考书
1．焦剑，姚军燕·功能高分子材料·北京：化学工业出版社，2007.8
2．马建标·功能高分子材料·北京：化学工业出版社，2010.1（第 2 版）
3．王国建·功能高分子材料·上海：同济大学出版社，2010
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://imau.benke.chaoxing.com/内蒙古内农业大学尔尔雅网络课程
3．http://mooc.pku.edu.cn 北京大学 MOOCs 课程
134
《材料物理性能》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0892720
课程中文名称： 材料物理性能
课程英文名称： The Physical Performance
of Materials
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型)
先修课程： 《材料科学基础》《大学物理》
主撰人： 潘艳飞 主审人： 武洁 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料物理性能》是材料科学与工程专业的专业基础拓展课。该课程主要是介绍材料物理基本
知识简介；材料的磁学性能；材料的光学性能；材料的热学性能；材料的光学性能。通过本门课程
内容学习，将为材料科学与工程专业学生进一步深造奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解材料的物理性能，性能的规律性，材料性能的主要影响因素、控制和改进措施；
——熟悉材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基
础；
——掌握材料物理性能的基本参数的物理意义及其本质。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
135
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 概论 1
第二章 材料的磁学性能 5
第三章 材料的电学性能 12
第四章 材料的热学性能 10
第五章 材料的光学性能 4
合计 32
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 概论
1．教学内容：材料物理性能的概念，材料物理性能的特点，材料物理性能的一般规律性，材
料物理性能的分类。
2．重点或难点：
重点是材料物理性能的概念；
难点是材料性能的一般规律性。
3．教学目标：
（1）了解材料性能的概念、要素、特点，了解材料物理性能的分类；
（2）熟悉材料性能的一般规律性。
主要知识单元 2 材料的磁学性能
1．教学内容：基本磁学量，磁性系统的单位，材料按磁性分类，磁性起源和原子磁矩，自发
磁化理论，磁晶各向异性，磁致伸缩和退磁场，磁畴，磁性材料的技术磁化。
2．重点或难点：
重点是物质磁性的起源；
难点是铁磁亚铁磁材料的自发磁化理论、磁化过程。
3．教学目标：
（1）了解磁性的定义、磁性的表征、基本物理量和宏观磁性、物质磁性的起源；
（2）熟悉磁晶各向异性能、磁致伸缩、退磁场能、磁畴，理解磁化过程。
主要知识单元 3 材料的电学性能
1．教学内容：各类材料的导电性，材料导电性的微观机理，材料导电性理论，金属导电性，
半导体材料的导电性。
2．重点或难点：
重点是材料导电性的微观机理；
难点是金属材料导电性的典型实验规律、半导体的导电性能和导电性能的光效应。
3．教学目标：
（1）了解导电性能的定义和各电学性能及其表征，导电性能的一般理论，金属材料导电性的
典型实验规律；
（2）熟悉理解温度、合金元素与晶体缺陷对金属导电性的影响；
（3）掌握合金电阻率检测的应用。
主要知识单元 4 材料的热学性能
136
1．教学内容：晶格热振动，材料的热容，材料的热膨胀，材料的导热性。
2．重点或难点：
重点是拜德模型及其局限性，热膨胀的物理机理；
难点是发生一二级相变时材料的热容、热膨胀、体积的变化特点，固体材料的热传导机制。
3．教学目标：
（1）了解材料的热容、热膨胀、热传导的概念及其表征量；
（2）熟悉热容的理论和热容的影响因素、热膨胀的本质和主要影响因素、正常和反常热膨胀、
传热机理及其量子理论、热膨胀、热膨胀系数和热膨胀理论、材料的导热性、热导率和热传导机理；
（3）掌握热容热膨胀和热导的测量方法及其这些性能在工程中的应用。
主要知识单元 5 材料的光学性能
1．教学内容：光传播的基本理论，光的折射、反射、吸收和散射特性，材料的光发射，材料
的受激辐射和激光，光纤、磁光、光电和非线性光学效应，常用的光学测量方法。
2．重点或难点：
重点是材料的光发射；
难点是受激辐射和激光的产生。
3．教学目标：
（1）了解光传播的基本理论，理解光的传播、透射、吸收和散射；
（2）熟悉受激辐射和激光的产生；
（3）掌握光学材料的应用和常用光学测量方法。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 名词解释 判断题 简答题 问答题
权重（%） 20 10 10 35 25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
137
1．陈騑騢·材料物理性能·北京：机械工业出版社，2006.3
（二）参考书
1．刘强，黄新友·材料物理性能·北京：化学工业出版社，2009.7
2．田莳编·材料的物理性能·北京：北京航空航天大学出版社，2004
（三）相关网络资源
1．http://mse.ustb.edu.cn/jiaoyujiaoxue/jingpinkecheng/北京科技大学精品课程
138
《材料化学性能》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0892820
课程中文名称： 材料化学性能
课程英文名称： The Chemical Properties of
Materials
课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《有机化学》《聚合物化学》《材料科学基础》
主撰人： 潘艳飞 主审人： 陈鹏 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料化学性能》是介绍材料与各种化学试剂发生化学反应的可能性、反应速度大小相关参
数的一门专业基础拓展课程。主要包括无机非金属材料分类；金属材料的化学性能；高分子材料定
义及分类，高分子材料化学反应结构特征，高分子材料的老化测试与评价；高分子材料的结构特征、
化学组成、材料性能对材料性质的影响。通过本门课程内容学习，将为材料科学与工程专业学生进
一步深造奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解材料在特定条件下会发生的结构转变；
——掌握化学反应结构特征以及高分子材料的老化测试与评价在现代材料领域中的应用；
——熟悉高分子材料的结构特征、化学组成、材料性能对材料性质的影响。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
序号 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 定义及分类 2
139
第二章 金属材料的化学性能 4
第三章 无机非金属材料分类 6
第四章 高分子材料定义及分类 4
第五章 高分子材料化学反应结构特征 6
第六章 高分子材料的老化 6
第七章 高分子材料的老化测试与评价 2
合计 32
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 定义及分类
1．教学内容:化学性能的基本概念和直观理解，化学性能的常见分类。
2．重点或难点：
重点是材料的化学性能的基本概念、分类及特点；
难点是如何判断物质的性质。
3．教学目标:
（1）通过实例，了解判断材料的一个性能是否是材料的化学性能；
（2）掌握材料化学性能的基本概念、请同学举出实例。
主要知识单元 2 金属材料的化学性能
1．教学内容:金属的起源；金属几种常见的化学性能；金属腐蚀原理；对金属材料的基本防护。
2．重点或难点：
重点是金属的基本化学性能有哪些、发生反应的过程、反应原理；
难点是金属发生化学腐蚀的原理。
3．教学目标:
（1）了解我国古代金属使用的情况；
（2）通过几种常见金属的化学反应，熟悉金属具有的化学性能；
（3）掌握金属发生腐蚀的基本原理；掌握几种简单的防止金属腐蚀的方法。
主要知识单元 3 无机非金属材料分类
1．教学内容:无机非金属材料的定义、无机非金属的种类，无机非金属材料性能的概念、主要
影响因素及其在材料使用和开发中的作用。
2．重点或难点：
重点是什么是无机非金属材料、有哪些基本的性质及对常见物质准确进行判定；
难点是无机非金属材料塑性变形的种类。
3．教学目标:
（1）了解无机非金属材料性能的概念及主要影响因素，哪些是无机非金属材料；
（2）熟悉无机非金属材料塑性变形的种类、高温力学行为的种类、位错滑移、单晶的滑移及
多晶体的塑性变形和非晶体的黏性流动；
（3）掌握材料的顺磁性、抗磁性、铁磁性及反铁磁性的概念及其区别，蠕变的概念及影响因
素。
主要知识单元 4 高分子材料定义及分类
1．教学内容:高分子材料定义、分类；高分子材料的熔融性质。
140
2．重点或难点：
重点是理解高分子的含义；能对高分子材料进行准确的分类；
难点是判断常见物质是否为高分子材料，是高分子材料中的哪一类。
3．教学目标:
（1）回顾什么是高分子材料、高分子材料分类的基本依据和方法；
（2）通过回顾，了解高分子材料的基本类型；能够对常见物质进行区分。
主要知识单元 5 高分子材料化学反应结构特征
1．教学内容:聚合物反应、聚合物反应特征；常见聚合物的官能团识别；聚合物的化学稳定性、
渗透和扩散、溶解和溶胀。
2．重点或难点：
重点是掌握不同官能团的特点，把握不同官能团所具有的不同化学性能；
难点是能根据物质所具有的官能团推测其所具有的化学性能。
3．教学目标:
（1）了解影响聚合物化学稳定性的因素；
（2）熟悉官能团的变化情况和所起作用、聚合过程中相邻官能团间的相互影响及影响聚合反
应的因素、不同官能团的特点；把握不同官能团所具有的不同化学性能；
（3）掌握溶解和溶胀是如何影响聚合物化学性质的。
主要知识单元 6 高分子材料的老化
1．教学内容:聚合物的老化、老化的基本类型；化学老化的机理，影响化学老化的因素；物理
老化、物理老化的特征、温度对老化速率的影响；防止老化的措施、热氧化的防止措施、光氧化的
防止措施、稳定剂的使用；几种常用高分子材料的老化与防老化。
2．重点或难点：
重点是化学老化的类型和各化学老化类型的机理；
难点是物理老化的可逆性和自减速特征；聚合物物理老化的 Arrhenius 方程；防止老化（如光
氧化、热氧化）的几种措施的原因和机理。
3．教学目标:
（1）了解生活中哪些因素会影响聚合物的化学老化；
（2）熟悉聚合物老化的基本概念和出现老化的基本现象、老化的种类和区分手段、化学老化
的类型和各化学老化类型的机理；
（3）掌握加和效应和协同效应、对抗效应；掌握生活中常见的几种高分子材料的老化与防老
化方法。
主要知识单元 7 高分子材料的老化测试与评价
1．教学内容:测试方法；其他性能的测试与评价。
2．重点或难点：
重点是老化的高聚物材料测试的手段、原理；
难点是老化聚合物其他性能的测试方法和原理。
3．教学目标:
（1）了解其他性能的测试方法和原理；
（2）掌握熔体流动速率法和流变法的基本原理。
141
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 名词解释 判断题 简答题 问答题
权重（%） 20 10 10 35 25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．付华·材料性能学·北京：北京大学出版社，2010.9
（二）参考书
1．张帆·材料性能学·上海：上海交通大学出版社，2009.1
2．赵新兵·材料的性能·北京：高等教育出版社，2006.5
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://www.xcl.net.cn 中国新材料网
142
《材料科学基础 T》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0812020
课程中文名称： 材料科学基础 T
课程英文名称： Fundamental of material
scienceT
课程类别： 专业基础教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《高等数学》《普通物理》《普通化学》《有机化学》《物理化学》《材料科学基础（二）》
主撰人： 薛振华 主审人： 郭泽宇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料科学基础(T)》是材料科学与工程专业的专业基础拓展课。该课程主要是介绍晶体学基
础、晶体缺陷、原子迁移、晶体变形与再结晶、固体材料相变及应用、三元相图分析等基本理论知
识，重点介绍晶体结构相关计算、原子迁移相关计算、二元相图计算、三元相图分析。通过本门课
程内容学习，将为材料科学与工程专业学生进一步深造奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解固体材料中成键理论、晶体缺陷理论、固体材料的相变理论；
——熟悉典型晶体结构、晶体结构与材料性能的关系及晶体结晶原理；
——掌握材料晶体结构的相关计算方法、晶体缺陷的相关计算与分析方法、固态材料内原子迁
移规律及相图分析与相关计算方法。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或 主要知识单元 学时分配
143
序号 理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 晶体结构基础 1 3
第二章 晶体缺陷 2 4
第三章 晶体的变形与再结晶 1 4
第四章 原子迁移规律及相关计算 2 2
第五章 相图分析与应用 8 5
合计 14 18
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 晶体结构基础
1．教学内容：晶体定向、晶面间距计算、晶体的投影、实际晶体密度。
2．重点或难点
（1）重点：晶面间距计算。
（2）难点：晶体标准投影图。
3．教学目标
（1）了解电子运动状态的四个量子数、原子间键合关系与键合理论；
（2）熟悉典型晶体结构、原子堆积模型；
（3）掌握晶面间距计算方法、掌握晶体实际密度计算及晶体的标准投影图。
主要知识单元 2 晶体缺陷
1．教学内容：点缺陷、位错、实际晶体中的位错。
2．重点或难点
（1）重点：点缺陷浓度计算、位错的相互作用、实际晶体中的位错组态。
（2）难点：位错的相互作用、实际晶体中的位错组态。
3．教学目标
（1）了解晶体缺陷的形成过程及相互作用原理；
（2）熟悉位错的应力场及应力分布；
（3）掌握点缺陷浓度计算方法、位错间的作用力计算方法及实际晶体中位错类型及性质。
主要知识单元 3 晶体变形与再结晶
1．教学内容：单晶的塑性变形、塑性变形与材料性能关系、热加工与材料性能关系。
2．重点或难点
（1）重点：单晶变形的晶向与晶面变化、塑性变形对材料性能影响。
（2）难点：单晶变形的晶向与晶面变化。
3．教学目标
（1）了解材料的变形原理；
（2）熟悉热加工对材料结构性能的影响；
（3）掌握单晶变形时晶面与晶向的变化、材料塑性变形时性能的变化。
主要知识单元 4 固态材料中原子迁移
1．教学内容：稳态扩散与非稳态扩散。
2．重点或难点
144
（1）重点：非稳态扩散方程的求解。
（2）难点：非稳态扩散方程的求解。
3．教学目标：
（1）了解固体扩散类型与扩散机理；
（2）熟悉稳态扩散过程、影响扩散因素及高分子的分子运动；
（3）掌握不同类型非稳态扩散方程的解法。
主要知识单元 5 相图分析及其应用
1．教学内容：二元相图计算、铁碳合金相图、三元相图分析及非扩散相变概述。
2．重点或难点
（1）重点：杠杆定理二元相图计算中的应用、铁碳合金相图分析、三元相图分析。
（2）难点：杠杆定理二元相图计算中的应用、三元相图分析。
3．教学目标
（1）了解固体相变过程及相图热力学；
（2）熟悉二元相图与三元相图类型、晶体的结晶过程及形核原理；
（3）掌握二元相图计算及三元相图分析方法。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定：
课程总评成绩＝平时成绩×50%＋期末成绩×50%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业
权重（%） 20 80
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 计算题
权重（%） 20 20 10 30 20
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．胡赓祥·材料科学基础·上海：上海交通大学出版社，2010.5（第 3 版）
（二）参考书
1．陶杰等·材料科学基础·北京：化学工业出版社，2006.3
145
2．潘金生等·材料科学基础·北京：清华大学出版社，2011.1（修订版）
3．郑子樵·材料科学基础·长沙：中南大学出版社，2005.6
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.net/精品课程资源网
2．http://www.icourses.cn/home/爱课程网
146
《材料测试方法实验》课程教学大纲
一、课程基本属性
实验课程编码： 0814425
实验课程中文名称： 材料测试方法实验
实验课程英文名称： Experiments of Test
Method for Materials
实验课程类别： 专业教育 实验课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 实验学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程专业(复合应用型)、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《材料科学基础》《高分子物理》
主撰人： 李奇 主审人： 郝一男 制定时间： 2017年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料成型基础》是材料科学与工程专业的一门专业教育拓展课。本课程的任务是在阐明各种
材料测试方法的物理原理基础上，重点了解材料测试方法的仪器结构和各种实验方法，突出仪器的
功能、应用范围及具体应用实例，为后续毕业设计的开展奠定基础。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解较先进的材料分析方法和应用；
——熟悉并能正确选用仪器以获得必要的信息，能够看懂或分析一般的测试结果，能够正确选
择和应用材料测试方法开展研究；
——掌握材料主要分析技术方法的基本原理和应用。
三、实验项目与学时分配
表 1 实验项目与学时分配表
序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求
1 差示扫描量热分析 4 专业教育 综合性 7-8 必做
2 热重分析 4 专业教育 综合性 7-8 必做
3 氧化诱导期的测定 8 专业教育 综合性 7-8 必做
147
4 动态热机械性能测试 8 专业教育 综合性 7-8 必做
5 氧指数的测定 8 专业教育 综合性 7-8 必做
6 X 射线衍射分析 4 专业教育 综合性 7-8 必做
7 红外光谱分析 4 专业教育 验证性 7-8 必做
合计 40
四、实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注
1 差示扫描量热分析 同步热分析仪 1 台
2 热重分析 同步热分析仪 1 台
3 氧化诱导期的测定 同步热分析仪 1 台
4 动态热机械性能分析 动态热机械分析仪 1 台
5 氧指数的测定 氧指数测定仪 1 台
6 X 射线衍射分析 X 射线衍射仪 1 台
7 红外光谱分析 红外光谱仪 1 台
五、实验内容及要求
表 3 实验内容及要求
序号 实验项目 实验内容 基本要求
1
差示扫描量热分析（DSC）
一水合草酸钙（C2CaO4•H2O）的差示扫描量热分析
（1）了解 STA-409PC 同步热分析仪的结构和工作原理，掌握其操作和校正的方法；
（2）掌握 DSC 测试时基线文件和测量文件的编制方法；
（3）掌握 DSC 图谱的分析方法。
2 热重分析（TG）
一水合草酸钙（C2CaO4•H2O）的热重分析
（1）掌握 TG 测试时基线文件和测量文件的编制方法；
（2）掌握 TG 图谱的分析方法。
3
氧化诱导期的测定（OIT）
聚合物及其复合材料的氧化诱导期的测定
（1）了解氧化诱导时间测试的实验原理；
（2）掌握氧化诱导时间测试基线和测量文件的编制方法；
（3）掌握氧化诱导时间的分析和计算方法。
4
动态热机械性能分析（DMA）
聚合物及其复合材料的动态力学性能测试
（1）了解 DMA Q800 的结构和工作原理，掌握其操作和校正的方法；
（2）掌握动态力学性能测试时测量文件的编制方法；
（3）掌握 DMA 图谱的分析方法。
5 氧指数的测定（OI）
聚合物及其复合材料的氧指数的测定
（1）了解氧指数测定仪的结构和工作原理，掌握其操作和校正的方法；
（2）掌握氧指数测定的方法。
6 X射线衍射分析
（XRD）
碳酸钙、氯化钠及二者混合物的 X 射线衍射分析
（1）了解 X 射线衍射仪的结构和工作原理，掌握其操作方法；
（2）掌握 X 射线衍射图谱的测绘方法，根据图谱
148
进行物相测定。
7
红外光谱分析
（FTIR）
对三个未知样品（山梨酸、对羟基苯甲酸乙酯、苯甲酸钠）的红外光谱图的测定
（1）掌握红外光谱分析时试样的制备方法；
（2）了解红外光谱仪的结构和工作原理，掌握其操作方法；
（3）掌握从红外光谱图中识别特征基团，从而确定未知化合物的主要结构。
六、实验报告
实验报告应包括实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容和步骤、数据分析等内容。
七、考核办法和成绩评定
（一）考核方式
实验指导老师根据参加实验学生的考勤、操作技能和实验报告综合评定成绩，包括实验出勤成
绩、实验准备与清理、实验过程完成情况和实验报告成绩。
实验出勤成绩由每次实验考勤给出。
实验准备与清理包括学生能否按老师要求准备好实验用仪器，并且妥善保管放置及用完后进行
检查和装箱上交。
实验过程完成情况包括能否听从老师的合理安排，遵守课堂纪律，认真做实验；实验所用仪器
操作步骤的正确性。
实验报告应包括实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容和步骤、数据分析等内容，是实验
课程成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实验报告或实验报告撰写不规范者，应补做完
成或重做。
（二）成绩评定
实验总评成绩＝实验出勤成绩×10%＋实验准备与清理×10%＋实验过程完成情况×30%＋实
验报告成绩×50%。
八、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．材料科学与工程专业实验指导书：内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院自编教材。
（二）参考书
1．张庆军·《材料现代分析测试实验》·北京：化学工业出版社，2014（第 2 版）
（三）相关网络资源
149
1．http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3943.html 长春理工大学《材料现代分析与测试技
术》
2．http://course.jingpinke.com 武汉理工大学《材料研究与测试方法》
150
《专业外语》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0814220
课程中文名称： 材料科学与工程专业外语
课程英文名称： Scientific English of Material
Science and Engineering
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《材料科学基础》《聚合物化学》《材料成型基础》
主撰人： 郝一男 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《专业外语》的主要内容分为 7 部分（PART），其中：PARTⅠ为材料科学与工程概
论，共 5 个单元，包括材料科学与工程的历史、材料的分类、特性、材料与化学的关系，以
及材料科学与工程的研究进展和发展趋势；PARTⅡ- PARTⅦ，分别介绍金属材料（包括合
金）、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料、纳米结构材料和生物医学材料的化学组成、性质、
种类、制造技术和用途等。通过本课程的学习，培养学生具有一定的英文文献阅读和翻译能
力，为今后从事材料领域的生产和研究奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程与本专业相关的最新科技发展动态；
——熟悉该课程撰写科技论文的方法，提高综合运用英语的技能；
——掌握该课程的相关英语词汇、翻译和写作方法，具备独立阅读本专业相关的原文科技期刊
和专业论著的能力。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
151
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 Part I Introduction to Materials Science and
Engineering
4 4
PartⅡ Metallic Materials and Alloys 4
PartⅢ Ceramics 2 2
PartⅣ Polymer 2 2
PartⅤ Composites 2 2
PartⅥ Nanostructured Materials 2 2
PartⅦ Biomaterial 2 2
Total 18 14
（二）教学基本要求
PartI Introduction to Materials Science and Engineering
1．Course Contents:Materials Science and Engineering; Classification of Materials and Modern
Materials' Needs; Atomic Structure of Materials; Physical and Chemical Properties of Materials;
Mechanical Properties of Materials.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important points: Classification of materials; relationships between performance and structure
of materials; physical, chemical and mechanical properties of materials.
（2）Difficult points: The relationship between material structure and performance and atomic
Structure of Materials.
3．Learning Objectives:
（1）Understanding contents of materials science and engineering research and improvement of
materials;
（2）Understanding the ways of basic classifications and atomic structure of materials, knowing
advanced materials and modern materials needs;
（3）Mastering the mechanical properties of materials, such as stress and strain, stiffness, strength,
ductility, hardness and toughness;Mastering physical and chemical properties of materials, such as phase
transformation temperatures, density, specific gravity, magnetic permeability.
PartⅡ Metallic Materials and Alloys
1．Course Contents:Introduction to metals and alloys: definition of metals and alloys superalloy,
chemical properties, physical properties, alloys; Superalloy: what good performances the superalloy have,
process development, coating of superalloys, pack cementation process, metallurgy of superalloys,
applications.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important points: concepts of metal, alloy, phase, crystal.
（2）Difficult points: concepts of phase and crystal and structures of metal and alloys.
3．Learning Objectives:
（1）Understand concepts of metal ,alloy , phase, crystal, crystalline and amorphous；
（2）Understand some metallic composites and their applications, understand improvement trend of
metallic composites；
（3）Mastering the basic structures and properties of metallic materials and alloys, the metallurgy
and metal working, the current situations and prospects of metallic materials and metallic composites.
152
PartⅢ Ceramics
1．Course Contents:Introduction to ceramic materials: general properties, types of ceramic and
their applications; Relationship between microstructure, processing, and applications, relationship
between microstructure，processing，and applications:the strength of polycrystalline ceramics, transparent
or translucent ceramics, thermal conductivity of commercially available polycrystalline AIN, alumina
ceramics are used as electrical insulators because of their high electrical resistiviity and low dielectric
constant; Safety.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important points：The general properties, processing methods and types of ceramics and their
applications.
（2）Difficult points: Relationship between microstructure，processing，and applications of ceramics.
3．Learning Objectives:
（1）Understanding ceramic definition, ceramic history, ceramic impact on society and advanced
ceramics applications;
（2）Understanding processing methods of general ceramics; Understand characteristics and
applications of advanced ceramic materials;
（3）Mastering some concepts, characteristics, structures, the influence factors, properties and
applications about ceramics.
PartⅣ Polymer
1．Course Contents:Introduction to polymer: polymer synthesis, laboratory synthesis, biological
synthesis,modification of natural polymers, polymer structure, monomer identity, chain linearity, chain
length;Soft materials:polymers and plastics: making polymers, structure and physical properties of
polymers.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important points: concepts about polymers and polymerization reactions and types of polymers.
（2）Difficult points: structure and physical properties of polymers.
3．Learning Objectives:
（1）Understanding history and applications of polymers;
（2）Understanding concepts about polymerization reactions and types of polymerization reactions;
（3）Mastering the modification methods, structure and physical properties of polymers.
Part ⅤComposites
1 ． Course Contents:Introduction to Composites: some of the common classifications of
composites,reinforced plastics, metal-matrix composites, ceramic-matrix composites,sandwich
structures,concrete; Properties of composite materials: high specific strength and specific stiffness, good
anti fatigue performance, good vibration reduction performance, high temperature resistance, simple
forming process.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important Points: Concepts of composite materials and applications of wood base composite
materials.
（2）Difficult Points：Wood polymeric composite materials and applications of green composite
materials.
153
3．Learning Objectives:
（1）Understanding concepts and improvements about polymeric composite materials, Underst
anding concepts and processing of wood plastic composite materials;
（2）Understanding classifications, metal-matrix, ceramic-matrix of composite materials；
（3）Mastering properties of polymeric composite materials, green composite materials, and wood
base composite materials.
Part Ⅵ Nanostructured Materials
1．Course Contents:Nanotechnology and nanostructured materials:what is nanomaterial? unique
properties of nanomaterials; Creation of nanomaterials: applications of nanostructured materials, the
unique features in nanostructures, agrifood, construction, energy.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important Points：Concepts and unique properties of nanomaterials.
（2）Difficult Points：The general approaches for producing nanomaterials by applying a particular
technique.
3．Learning Objectives:
（1）Understanding what are nanotechnology and nanostructured materials;
（2）Understanding the unique properties and applications of nanomaterials;
（3）Mastering top-down, bottom-up and chemical methods of synthesizing nanomaterials.
Part Ⅶ Biomaterial
1．Course Contents:An Introduction of biomaterial, applications of biocomposites, biocompatible
dental Materials.
2．Important Points or Difficult Points:
（1）Important Points：Concepts and classifications of biomaterials.
（2）Difficult Points：Applications and characteristics of biomaterials.
3．Learning Objectives:
（1）Understanding what are biomaterials and their applications;
（2）Understanding the biocompatibility requirements of biomaterials;
（3）Mastering classificationsand characteristics of synthesizing nanomaterials.
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；开卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×40%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 Attendance Homework Class behavior
权重（%） 20 20 60
154
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 Selection Completion Translations Writing
权重（%） 30 20 35 15
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．匡少平·材料科学与工程专业英语·北京：化学工业出版社，2016.9（第 3 版）
（二）参考书
1．刘爱国·材料科学与工程专业英语·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.10（第 4 版）
2．范积伟·材料专业英语·北京：机械工业出版社，2010.5
3．赵安源·材料专业英语·武汉：华中科技大学出版社，2009.5
（三）相关网络资源
1．http://www.jingpinke.com 精品课程资源网
2．http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/内蒙古农业大学网络教学综合平台
155
《材料制备与成型综合实验》课程教学大纲
一、课程基本属性
实验课程编码： 0893025
实验课程中文名称： 材料制备与成型综合实验
实验课程英文名称：
Comprehensive
Experiment of Material
Preparation and Forming
实验课程类别： 专业教育 实验课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 实验学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院
开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）
先修课程： 《材料成型基础》
主撰人： 郝一男 主审人： 李奇 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《材料制备与成型综合实验》是培养材料与工程专业学生动手能力、实践能力以及工程意识的
一门课程，是专业基础课的理论与实践相结合的课程。实验包括 5 个环节：废纸纤维发泡材料的制
备预成型实验；高密度聚乙烯注射成型实验；热压成型制备聚乙烯基木塑复合材实验；聚乙烯、聚
丙烯熔体流动速率的测定实验；塑料注射、挤出成型，金属板料冲压成型模具拆装实验。
（二）教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的材料制备成型的原理、方法、工艺以及特性；
——熟悉该课程的实验设备的操作方法；
——掌握该课程的基本实验技术及数据分析技术。
三、实验项目与学时分配
表 1 实验项目与学时分配表
序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求
1 废纸纤维发泡材料成型工艺 8 专业基础 综合性 3 必做
2 热塑性塑料注射成型工艺 8 专业基础 综合性 7-8 必做
156
3 热压成型制备木塑复合板材 8 专业基础 综合性 7-8 必做
4 聚合物熔体流动速率的测定 8 专业基础 综合性 3 必做
5 模具拆装实验 8 专业基础 综合性 3 必做
合计 40
四、实验条件
表 2 实验主要设备和台件数
序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注
1 废纸纤维发泡材料成型工艺 标准纤维解离器 2
2 热塑性塑料注射成型工艺 注射机 1
3 热压成型制备木塑复合板材 混炼机、热压机（平板硫化机）、冷压机 1
4 聚合物熔体流动速率的测定 熔体流动速率仪 2
5 模具拆装实验 塑料注射成型、挤出成型、金属板料冲压成型模具 2
五、实验内容及要求
表 3 实验内容及要求
序号
实验项目 实验内容 基本要求
1
废纸纤维发泡材料成型工艺
利用废纸纤维制备发泡材料，并测定其力学性能。
（1）了解标准纤维解离器的基本构造；
（2）熟悉废纸纤维发泡材料成型的配方、工艺参数和基本原理；
（3）掌握标准纤维解离器的操作方法。
2
热塑性塑料注射成型工艺
高密度聚乙烯的注射成型，并测定其力学性能。
（1）了解注射机的基本结构、原理和操作方法；
（2）熟悉热塑性塑料注射成型过程的操作技术，掌握工艺因素、实验设备与注射制品性能的关系；
（3）掌握塑料制品力学性能测试仪器及方法。
3
热压成型制备木塑复合板材
高密度聚乙烯、木粉和助剂的混炼；木塑复合板热压成型及其力学性能测试。
（1）了解混炼机、热压机（平板硫化机）、冷压机的基本结构、原理和操作方法；
（2）熟悉热压制成型木塑复合材成型过程的操作技术，掌握工艺因素、实验设备与制品性能的关系；
（3）掌握塑料制品力学性能测试仪器及方法。
4
聚合物熔体流动速率的测定
聚乙烯、聚丙烯熔体流动速率的测定。
（1）了解熔体流动速率的含义及与塑料加工性能之间的关系；
（2）熟悉熔体流动速率仪的操作方法；
（3）掌握热塑性塑料熔体流动速率的测定方法。
5 模具拆装实验
金属板料冲压成型模具、塑料注射成型、挤出成型模具的拆装和结构图的绘制。
（1）了解金属板料冲压成型模具的结构、组成元件及功能；
（2）熟悉塑料注射成型、挤出成型模具的结构、组成元件及功能；
（3）掌握以上模具拆装方法，并绘制三视图。
六、实验报告
157
实验报告：包括实验题目、实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容，实验步骤和数据分析
等内容。
七、考核办法和成绩评定
（一）考核方式
实验指导老师根据参加实验学生的考勤、操作技能和实验报告综合评定成绩，包括实验出勤成
绩、实验准备与清理、实验过程完成情况和实验报告成绩。
实验出勤成绩由每次实验考勤给出。
实验准备与清理包括学生能否按老师要求准备好实验用仪器，并且妥善保管放置及用完后进行
检查和装箱上交。
实验过程完成情况包括能否听从老师的合理安排，遵守课堂纪律，认真做实验；实验所用仪器
操作步骤的正确性。
实验报告应包括实验目的、仪器设备、实验原理、实验内容和步骤、数据分析等内容，是实验
课程成绩考核评分的重要依据之一，凡未按规定完成实验报告或实验报告撰写不规范者，应补做完
成或重做。
（二）成绩评定
实验总评成绩＝实验出勤成绩×10%＋实验准备与清理×10%＋实验过程完成情况×30%＋实验
报告成绩×50%。
八、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．材料科学与工程专业实验指导书：内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院自编教材。
（二）参考书
1．施江澜，赵占西·材料成形技术基础·北京：机械工业出版社，2014.1（第 3 版）
（三）相关网络资源
1．http://elearning.shu.edu.cn/display_course.php?id=10 上海大学精品课程《材料成形技术》
2．http://www.jingpinke.com 精品课程网
158
《无机非金属材料概论》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0814725
课程中文名称： 无机非金属材料概论
课程英文名称：
The Introduction to
Inorganic Non-metallic
Materials
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 3
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型)
先修课程： 《无机化学》《有机化学》《高等数学》《大学物理》
主撰人： 潘艳飞 主审人： 黄金田 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
课程简明扼要地介绍了无机非金属材料的结构基础、结构与材料理化性能的关系；比较系统地
介绍了无机非金属材料专业以硅酸盐为基础的陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料的制备工艺、组织结构
特征、性能特点及其应用；介绍了功能型无机非金属材料(如光功能材料、电功能材料、磁功能材
料、机械功能材料、生物功能材料、化学功能材料及热功能材料等)的研究现状及其发展方向。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解各个材料领域的新成果和发展趋势，应用理论解决实际问题；
——熟悉该课程中无机非金属材料的结构基础、结构与材料理化性能的关系；
——掌握该课程中讲授的无机非金属材料的制备工艺、组织结构特征、性能特点及其应用。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次 主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论 答疑
159
第一章 绪论 2
第二章 无机非金属材料的结构基础 4
第三章 无机非金属材料的性能 2
第四章 陶瓷 6
第五章 玻璃 8
第六章 水泥 8
第七章 耐火材料 6
第八章 功能无机非金属材料 4
合计 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：材料的发展历史和发展方向；材料的分类及功能；各种材料的物理、力学性能。
2．重点或难点：
重点是材料的物理、力学性能；
难点是工艺技术，材料的结构。
3．教学目标：
（1）了解材料的发展历史和发展方向，材料的分类及功能；
（2）熟悉材料的性质与用途之间的关系；
（3）掌握常规与新型无机非金属材料的特性与用途。
主要知识单元 2 无机非金属材料的结构基础
1．教学内容：无机非金属材料的结合键、晶体结构、离子的极化以及其对晶体结构的影响、
无机非金属材料的非晶态结构、硅酸盐熔体以及表面吸附。
2．重点或难点：
重点是典型无机化合物晶体的结构及晶体结构缺陷；
难点是典型无机化合物非晶态的类型，非晶态的 X 射线散射特征。
3．教学目标：
（1）了解材料所具有的性能由其内部结构决定的，结构发生了变化，性能也会随之发生变化；
（2）熟悉离子键和共价键形成原因，晶态物质与非晶态物质在结构上的区别以及常见表征手
段；
（3）掌握区分晶态物质与非晶态物质结构的表征手段以及晶体、玻璃和微晶玻璃的 X 射线图
谱。
主要知识单元 3 无机非金属材料的性能
1．教学内容：无机非金属材料性能的概念、主要影响因素及其在材料使用和开发中的作用。
2．重点或难点：
重点是无机非金属材料塑性变形的种类；
难点是材料的顺磁性、抗磁性、铁磁性及反铁磁性的概念及其区别。
3．教学目标：
（1）了解无机非金属材料性能的概念及主要影响因素；
160
（2）熟悉无机非金属材料塑性变形的种类、高温力学行为的种类、位错滑移、单晶的滑移及
多晶体的塑性变形和非晶体的黏性流动；
（3）掌握材料的顺磁性、抗磁性、铁磁性及反铁磁性的概念及其区别，蠕变的概念及影响因
素。
主要知识单元 4 陶瓷
1．教学内容：陶瓷材料的分类和制备工艺，陶瓷在烧结过程中发生的物理化学变化，陶瓷的
组织结构与性能，新型陶瓷的特点，金刚石源于石墨的特点。
2．重点或难点：
重点是陶瓷的制备工序，陶瓷在烧结过程中发生的物理化学变化；
难点是陶瓷材料表现脆性的原因，陶瓷制备过程中，伴随烧结发生的主要变化。
3．教学目标：
（1）了解陶瓷材料的分类以及新型陶瓷的特点；
（2）熟悉影响干燥速度的因，可塑成型、注浆成型、压制成型的工艺及应用范围；
（3）掌握陶瓷在烧结过程中发生的物理化学变化以及材料表现脆性的原因。
主要知识单元 5 玻璃
1．教学内容：玻璃的定义和通性，形成玻璃的方法及玻璃的熔制成型，玻璃的结构理论，常
见玻璃简介，溶胶-凝胶合成工艺，溶胶-凝胶法的基本原理。
2．重点或难点：
重点是玻璃的定义和通性，化学气相沉积法与溶胶-凝胶法成型的工艺及特点；
难点是改善玻璃液的澄清与均化效果的方法，在硼酸盐玻璃中出现“硼反常”的原因。
3．教学目标：
（1）了解玻璃的定义和通性；
（2）熟悉形成玻璃的方法及玻璃的熔制成型；
（3）掌握玻璃的定义和通性，化学气相沉积法与溶胶-凝胶法成型的工艺及特点。
主要知识单元 6 水泥
1．教学内容：水泥的分类与用途，硅酸盐水泥，硅酸盐水泥的水化与硬化，硅酸盐水泥熟料
矿物的结构特征，生料煅烧过程中的物理、化学变化，矿化剂及微量元素的作用，熟料单矿物与水
泥的水化。
2．重点或难点：
重点是硅酸盐水泥的制备工艺过程以及水泥熟料的烧成过程中发生的物理和化学反应；
难点是生料煅烧过程中的物理、化学变化，物料的制备与均化，生料均化的基本原理。
3．教学目标：
（1）了解硅酸盐水泥、硅酸盐水泥熟料矿物的结构特征以及其技术性能；
（2）熟悉硅酸盐水泥的水化、凝结及硬化过程与机理；
（3）掌握硅酸盐水泥的制备工艺、通用硅酸盐水泥的相关品质指标、硅酸盐水泥熟料矿物的
结构特征以及水泥熟料的烧成过程中发生的物理和化学反应。
主要知识单元 7 耐火材料
1．教学内容：耐火材料的分类和组成、结构和性能，定形耐火材料和不定形耐火材料。
2．重点或难点：
重点是耐火材料的化学组成特点及杂质成分的作用；
161
难点是耐火材料的宏观组织结构与表征耐火材料的宏观组织结构的指标。
3．教学目标：
（1）了解耐火材料的化学和矿物组成，耐火材料的微观结构和性能及定形耐火材料和不定形
耐火材料；
（2）熟悉耐火材料的宏观组织结构，如何提高耐火材料的使用寿命的因素与途径；
（3）掌握表征耐火材料的宏观组织结构的指标。
主要知识单元 8 功能无机非金属材料
1．教学内容：复合材料的定义及分类，功能无机非金属材料的分类及常见功能无机非金属材
料
2．重点或难点：
重点是复合材料的复合方法及复合的目的；
难点是无机非金属基复合材料发展趋势及电磁屏蔽材料的制备工艺。
3．教学目标：
（1）了解无机非金属复合材料的发展趋势，功能无机非金属材料的种类及发展前景；
（2）熟悉复合材料的复合方法及复合的目的，复合理论及各种表面处理方法的优缺点；
（3）掌握电光效应、压电效应、电致流效应及无机非金属材料基电磁屏蔽材料的制备工艺。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业
权 重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 名词解释 判断题 简答题 问答题
权 重（%） 20 10 10 35 25
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．戴金辉·无机非金属材料概论·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010
2．卢安贤·无机非金属材料导论·长沙：中南大学出版社，2013.8
162
（二）参考书
1．李博文·无机非金属材料概论·北京：地质出版社，1997
2．刘剑虹·无机非金属材料科学基础·北京：中国建材工业出版社，2008.
（三）相关网络资源
1．http://sslibbook2.sslibrary.com/内蒙古农业大学图书馆超星电子图书（远程）
2．http://mse.ustb.edu.cn/jiaoyujiaoxue/jingpinkecheng/北京科技大学材料科学与工程学院检索精
品课程
3．http://www.duxiu.com/内蒙古农业大学图书馆超星读秀知识库（远程）
163
《塑料制品与模具设计》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0814325
课程中文名称： 塑料制品与模具设计
课程英文名称： Plastic Products and Mould
Design
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 40 学时/2.5 学分 讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程专业(复合应用型)
先修课程： 《工程制图》《工程实训》《金属材料学》《材料机械加工基础》
主撰人： 李奇 主审人： 红岭 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《塑料制品与模具设计》是材料科学与工程专业的一门专业教育拓展课。本课程主要包括塑料
制品设计、塑料注射成型、压缩成型、压注成型和挤出成型模具设计等内容。通过本课程的学习，
可以使学生掌握塑料制品结构设计及常用成型模具的设计方法，为后续的《高聚物成型工艺》和《材
料制备与成型综合实验》等课程的学习和毕业设计的开展奠定基础。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解塑料制品的外观和结构的设计；
——熟练地应用塑料模具的基本知识，独立地设计简单的塑料模具；
——掌握常见塑料模具成型工艺方法。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或
序号 主要知识单元
学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 绪论 2
164
第二章 塑料制品设计 4
第三章 塑料注射成型模具设计 18
第四章 塑料压缩成型模具设计 6
第五章 塑料压注成型模具设计 6
第六章 塑料挤出模具设计 4
合计 40
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：
塑料制品工业发展趋势；塑料成型和加工方法；塑料成型模具发展趋势。
2．重点或难点：
塑料制品材料的选择方法；塑料成型和加工的常用方法；
3．教学目标：
（1）了解塑料制品工业发展趋势、塑料制品应用领域及原材料的选择、塑料成型方法及塑料
成型和加工技术的发展；
（2）了解塑料模具的种类、发展趋势及塑料模具设计与制造在塑料工业中的地位。
主要知识单元 2 塑料制品设计
1．教学内容：
塑料制品的尺寸、精度和表面质量；塑料制品的结构设计。
2．重点或难点：
（1）塑料制品精度等级的选用方法和尺寸公差表的使用方法；
（2）塑料制品的结构设计。
3．教学目标：
（1）了解塑料制品尺寸精度和表面质量的影响因素；
（2）熟悉塑料制品设计的原则和方法，掌握塑料制品精度等级的选用方法；
（3）掌握塑料制品的几何形状及结构的设计方法。
主要知识单元 3 塑料注射成型模具设计
1．教学内容：
注射模的结构与分类；注射模与注射机的关系；塑料制品在模具中的位置；浇注系统设计；成
型零件设计；导向元件与定位件标准和规范；注射模的辅助机构设计；模具温度调节系统设计；注
射模设计实例。
2．重点或难点：
（1）重点：典型注射模具的结构组成及其不同类型的注射模具结构特点；注射机有关工艺参
数的校核；浇注系统的设计原则，浇注系统中每一部分的设计及制造；脱模机构的类型及动作原理，
脱模机构和模具整体结构的关系；抽芯机构结构图及动作原理，抽芯机械和模具整体结构的关系。
（2）难点：读懂不同类型的注射模具结构图和动作原理；浇口位置的选择、浇口和分流道类
型的选择和设计；脱模机构中零件的设计、制造和脱模机械装配；抽芯机械结构图和动作原理，抽
芯机构的设计。
3．教学目标：
165
（1）熟悉注射模的构造与分类；
（2）掌握分型面的选择原则；
（3）熟悉浇注系统设计的基本原则，掌握在塑料制品上选择浇口位置的方法，掌握设计浇注
系统的方法；
（4）掌握成型零件的结构设计、尺寸设计和型腔构件力学计算；
（5）熟悉导向元件和定位件的功能、设计标准与规范；
（6）掌握简单抽芯机构主要零件的设计与制造，掌握脱模力的计算；
（7）掌握冷却系统设计和计算方法，掌握加热功率的计算；
（8）掌握注射成型工艺设计、注射模具设计和注射模具制造的方法和步骤。
主要知识单元 4 塑料压缩成型模具设计
1．教学内容：
压缩模的结构与分类；压缩模与压力机的关系；成型零件设计；压缩模结构零部件设计；塑料
压缩模设计实例。
2．重点或难点：
（1）重点：压缩模的类型与结构组成；压力机有关的工艺参数校核；压缩模的设计要点；压
缩模的典型结构。
（2）难点：压缩模结构选用；成型零件工作尺寸的确定及加料腔尺寸计算。
3．教学目标：
（1）熟悉压缩模的结构与分类；
（2）掌握塑件在模具内施压方向的选择和凹模加料室的尺寸计算；
（3）熟悉压缩模中导向零件结构，掌握压缩模侧向分型抽芯机构的设计与装配；
（4）掌握压缩成型工艺设计、压缩模具设计和压缩模具制造的方法和步骤。
主要知识单元 5 塑料压注成型模具设计
1．教学内容：
压注模的结构及分类；压注模与液压机的关系；压注成型零件的设计；浇注系统的设计；塑料
压注模设计实例。
2．重点或难点：
（1）重点：压注模的结构及工作原理；液压机有关工艺参数的校核；压注模设计要点；压注
模的典型结构。
（2）难点：加料室与压柱的设计；浇注系统的设计（和其它模具不同之处）。
3．教学目标：
（1）了解加料室、压柱的结构及配合，掌握加料室尺寸的计算；
（2）熟悉压注模的结构与分类；
（3）掌握主流道、分流道、浇口、溢料槽和排气槽的设计；掌握压注成型工艺设计、压注模
具设计和压注模具制造的方法和步骤。
主要知识单元 6 塑料挤出模具设计
1．教学内容：
挤出机头；管材挤出机头的设计；板材与片材挤出机头的设计；挤出机头设计实例。
2．重点或难点：
（1）重点：管材、板材与片材挤出机头设计。
（2）难点：挤出机头的结构图。
166
3．教学目标：
（1）熟悉挤出成型模具的分类、作用和结构；
（2）了解管材挤出机头的典型结构，掌握管材挤出机头工艺参数的设计和管材的定径和冷却；
（3）掌握板材与片材挤出机头的结构形式和参数的确定；
（4）掌握挤出成型工艺设计、挤出模具设计和挤出模具制造的方法和步骤。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 问答题 综合题
权重（%） 25 15 10 30 20
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．《塑料模具设计与应用实例》模具实用技术丛书编委会编·北京：机械工业出版社，2010.3
（第 2 版）
（二）参考书
1．屈华昌·塑料成型工艺与模具设计·北京：高等教育出版社，2014.8（第 3 版）
2．徐佩弦·塑料制品与模具设计·上海：华东理工大学出版社，2010.9
3．付宏生，刘京华·塑料制品与塑料模具设计·北京：化学工业出版社，2007.7
（三）相关网络资源
1．http://www2.tzvtc.com/slmjsj/台州职业技术学院精品课程《塑料模具设计》
2．http://h2.wjxit.com/index.asp 浙江水利水电学院精品课程《精密塑料成型工艺与模具设计》
167
《稀土功能材料》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0814620
课程中文名称： 稀土功能材料
课程英文名称： Rare-earth Functional
Materials
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 6
适用专业及类型： 材料科学与工程工程专业(复合应用型)
先修课程： 《材料科学基础》《普通化学》《无机非金属材料》
主撰人： 于晓芳 主审人： 黄金田 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《稀土功能材料》是材料科学与工程专业的一门专业选修课。主要介绍目前国内外研究开发和
应用的主要稀土功能材料，包括稀土永磁材料、稀土磁致冷和超磁致伸缩材料、稀土发光和激光材
料、稀土贮氢材料、稀土功能陶瓷材料、稀土阴极发射材料和发热材料、稀土催化剂材料等。重点
阐述了这些材料的种类、组成、性能、制备、应用及最新进展，通过本课程的学习，培养学生具备
一定的创新创业意识。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解稀土的制备方法及稀土在制冷、发光、能源、催化剂、轻工化工领域的应用；
——熟悉稀土材料的微观结构与材料的光、电、磁、热等性能的关系；
——掌握稀土元素在各功能材料中所发挥的作用。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
168
第一章 绪论 2
第二章 稀土永磁材料 3 1
第三章 稀土磁致冷和超磁致伸缩材料
4
第四章 稀土发光和激光材料 3 1
第五章 稀土贮氢材料 4
第六章 稀土压电陶瓷 3 1
第七章 稀土阴极发射材料和发热材料
2
第八章 稀土催化剂材料 3 1
第九章 轻工、化工用稀土助剂材 4
合计 28 4
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：
稀土材料的电子层结构、物理化学性质。
2．重点或难点：
重点：稀土元素的电子层结构、“镧系收缩”成因、稀土元素物理化学性质。
难点：稀土元素最外电子层结构的变化对其物理、化学性质的影响。
3．教学目标
（1）了解稀土金属的制备方法、稀土的应用。
（2）熟悉“轻稀土”和“重稀土”的概念、理解“镧系收缩”产生原因。
（3）掌握稀土材料的 4f 电子层结构特点及对其物理化学性质的影响。
主要知识单元 2 稀土永磁材料
1．教学内容：
稀土在永磁体方面的应用。
2．重点或难点：
重点：稀土永磁材料磁性特征、永磁材料磁性能优劣的主要判据、纳米晶永磁合金的特点。
难点：稀土元素的 4f 电子层电子数与其磁性关系，稀土永磁复合材料中各组分对材料磁性的
影响。
3．基本要求：
（1）了解稀土钴永磁材料、RE-Fe-B 系永磁材料、RE-Fe-N 系永磁材料、纳米晶稀土永磁材
料特点及稀土永磁材料的应用。
（2）掌握稀土永磁材料的技术磁参量及磁性特征。
主要知识单元 3 稀土磁致冷和超磁致伸缩材料
1．教学内容:
稀土在磁致冷、磁致伸缩方面的应用。
2．重点或难点：
重点：磁致冷材料性能表征、磁致伸缩机理、顺磁物质和铁磁物质致冷工作原理。
难点：磁制冷原理及应用。
169
3．教学目标:
（1）了解稀土磁致伸缩材料的制备方法及应用，熟悉磁致冷材料的致冷方式。
（2）掌握磁致冷材料致冷原理、磁致伸缩机理、稀土超磁致伸缩材料种类及优缺点。
主要知识单元 4 稀土发光和激光材料
1．教学内容:
稀土在发光材料、激光材料方面的应用。
2．重点或难点：
重点：稀土发光材料的发光性能、稀土光致发光材料、电（场）致发光材料
难点：发光机理。
3．教学目标:
（1）了解几种常见稀土氧化物在荧光器件方面的应用、稀土光致发光材料和电（场）致发光
材料、稀土闪烁体等材料的应用。
（2）掌握稀土发光材料的发光性能。
主要知识单元 5 稀土贮氢材料
1．教学内容:
稀土储氢材料在能源材料方面的应用。
2．重点或难点：
重点：金属的贮氢原理、热处理对稀土贮氢合金组织和性能的影响、镍氢电池工作原理、 PCT
曲线。
难点：储氢材料的热力学性质及应用。
3．教学目标:
（1）了解贮氢合金的分类、稀土贮氢合金的制备方法及其特点。
（2）理解镍氢电池工作原理。
（3）掌握储氢金属的贮氢原理、PCT 曲线的应用、几种贮氢合金的优缺点。
主要知识单元 6 稀土压电陶瓷
1．教学内容:
稀土在压电材料方面的应用。
2．重点或难点：
重点：压电效应、逆压电效应、机电耦合系数、PLZT 陶瓷、智能陶瓷
难点：稀土元素对材料压电性能的影响。
3．教学目标:
（1）了解精细陶瓷、功能陶瓷、压电效应和逆压电效应以及机电耦合系数等概念、典型的稀
土压电陶瓷及应用。
（2）掌握镧系元素在 PLZT 陶瓷中的作用。
主要知识单元 7 稀土阴极发射材料和发热材料
1．教学内容:
稀土在阴极发射材料和发热材料方面的应用。
2．重点或难点：
重点：电子逸出功、热电子发射、稀土阴极发射材料、铬酸镧发热体的特点。
难点：稀土元素对材料电子逸出功的影响。
170
3．教学目标:
（1）了解几种典型的稀土阴极发射材料应用。
（2）掌握电子逸出功和热电子发射的概念、铬酸镧发热体的特点。
主要知识单元 8 稀土催化剂材料
1．教学内容:
稀土在催化剂材料方面的应用
2．重点或难点：
重点：稀土交换沸石催化剂优点、催化净化器的原理、稀土在催化剂中的作用、影响催化活性
和聚合物结构的因素。
难点：影响催化活性和聚合物结构的因素。
3．教学目标:
（1）了解尾气净化催化剂组成，熟悉稀土交换沸石催化剂优点。
（2）掌握催化净化器的原理、稀土在催化剂中的作用、影响催化活性和聚合物结构的因素。
主要知识单元 9 轻工化工用稀土助剂材料
1．教学内容:
稀土在化工助剂中的应用
2．重点或难点：
重点：稀土元素对 PVC 塑料的稳定作用及对油性涂料催干作用、稀土在纺织物染色及皮革鞣
制中作用。
难点：稀土的助染、助鞣机理。
3．教学目标:
（1）了解稀土元素在塑料制品工业中的应用及稀土在涂料催干、织物促染、皮革助鞣方面的
应用。
（2）掌握稀土元素对 PVC 的稳定机理、稀土助染、助鞣机理。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试成绩×20%＋期末试卷成绩×60%
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 综合题
权重（%） 20 20 20 25 15
171
五、推荐教材、参考书
（一）教材
1．郑子樵·稀土功能材料·北京：化学工业出版社，2003（第 1 版）
2．刘光华·稀土材料学·北京：化学工业出版社，2007（第 1 版）
（二）参考书
1．徐光宪·稀土·冶金工业出版社，1995（第 1 版）
（三）相关网络资源
1．https://max.book118.com/html/2013/0618/4189725.shtm 南昌大学硕士课程《稀土材料及应用》
172
《生物质能源材料》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0892920 课程中文名称： 生物质能源材料
课程英文名称： Biomass Energy Materials
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/2.0 学分 讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程（复合应用型）、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《材料专业导论》《物理化学》《理论力学》《材料科学基础》
主撰人： 郭泽宇 主审人： 薛振华 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《生物质能源材料》是一种重要的、清洁的可再生能源。发展生物质能，既利于能源多元化，
缓解能源紧张，又保护生态环境。本课程的目的在于使学生了解能源形势和生物质能在能源供应中
的地位，初步掌握生物质能资源的生产与再生产、生物质能转化的原理和技术、环境影响和经济评
价知识，树立资源可持续利用的观念，为从事生物质资源利用方面的科学研究和技术开发打下基础。
为此，本课程要求学生掌握生物质资源的生产与再生产、通过厌氧发酵制沼气的原理和技术、生物
质发酵制燃料乙醇的原理和技术、生物质热裂解、气化和液化反应的原理与技术，初步了解生物质
燃料和燃烧技术、能源植物等当今备受关注的先进技术。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的生物质能资源与生产与再生产，生态系统中的物质循环和能量流动、生态系
统的生产与再生产、光合作用；
——熟悉该课程的生物质气化技术气化原理、气化设备、工艺过程；生物质压缩成型技术成型
原理与工艺，压缩成型燃料的特性；
——掌握该课程的生物柴油包括资源和原料选择、原料油加工和储存、生物柴油的生产原理和
工艺（反应器和加工流程、副产品回收）、产品的理化性质和质量标准。
三、教学内容与基本要求
173
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 生物质能 1
第二章 生物质能的生产与再生产 2
第三章 沼气 2 1
第四章 生物质燃烧技术 2
第五章 生物质压缩成型技术 2
第六章 生物质气化技术 2
第七章 生物质热解与液化技术 6 2
第八章 生物燃料 6
第九章 能源作物 4
第十章 生物质能开发利用技术展望 2
合计 29 3
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 生物质能
1．教学内容：
生物质能资源包括资源和能源概念、生物质能及其特点（可再生性的洁净性）；生物质能转化
利用技术生物质能转化技术概论、生物质能利用技术的复杂性、生物质能商业化的障碍、生物质量
的估算；生物质能源的发展现状和前景
2．重点或难点：
重点是生物质物理转化；
难点是生物质化学和生物转化。
3．教学目标：
（1）了解目前生物质能转化和利用的水平；
（2）理解生物质能转化利用技术生物质能转化技术概论；
（3）掌握生物质、生物质能的概念、生物质能转化的基本途径。
主要知识单元 2 生物质能的生产与再生产
1．教学内容：
生物质资源的生产与再生产，括生物圈概念、生物质资源生产的特点；植物生物质能资源的生
产与再生产；林产品、农作物秸秆和加工废弃物；工业有机废水和固体废物。
2. 重点或难点：
重点是生物质资源生产的特点；
难点是生物质资源的生产和再生产。
3. 教学目标：
（1）了解植物生物质资源的生产和再生产特点，植物生物质废弃物的潜在利用价值；
（2）理解生物圈、生态系统概念，生态系统中的物质循环和能量流动、生态系统的生产与再
生产、人工生产与再生产；
174
（3）掌握生物质资源的生产与再生产。
主要知识单元 3 沼气
1. 教学内容：
沼气发酵原理包括沼气发酵的概述、微生物学原理、发酵条件；沼气发酵工艺农村沼气发酵工
艺、沼气池设计、大中型沼气工程技术、原料、调控指标、工程的启动、运行管理、维护保养、安
全防护。
2. 重点或难点：
重点是沼气发酵的原理；
难点是沼气发酵工艺。
3．教学目标：
（1）了解沼气发酵的条件、沼气工程的设计、运行和维护保养，有机废物发酵技术存在的问
题和发展前景；
（2）理解农村沼气发酵的工艺，沼气池设计；
（3）掌握沼气发酵的微生物学原理。
主要知识单元 4 生物质燃烧技术
1. 教学内容：
生物质燃料与燃烧包括燃烧的基本过程、影响燃烧的因素；生物质预处理技术包括秸秆打捆处
理、干燥、粉碎、输送等过程；生物质燃烧技术；主要是现代的燃烧技术，包括层燃、流化床技术、
悬浮燃烧技术等；生物质发电燃烧发电、热电联产
2．重点或难点：
重点是生物质燃料与燃烧；
难点是燃烧技术。
3．教学目标：
（1）了解了解传统和现代的生物质燃烧技术，实现燃烧发电/热电联产的途径；
（2）理解生物质预处理技术；
（3）掌握燃烧的基本过程、影响燃烧的因素。
主要知识单元 5 生物质压缩成型技术
1. 教学内容：
生物质成型技术原理及发展概况包括生物质压缩成型的概念、原理；生物质成型工艺：主要是
成型流程；生物质成型技术包括活塞压力式成型技术、螺旋挤压技术、压辊式成型机、生物质成型
自动生产线；生物质成型燃料特性包括颗粒燃料生产工艺、棒状燃料及机制炭生产工艺等
2．重点或难点：
重点是生物质成型技术原理；
难点是生物质成型工艺和成型流程。
3．教学目标：
（1）了解生物质成型燃料的特性；
（2）理解常用的成型技术，包括活塞压力式成型技术、螺旋挤压技术、压辊式成型机等；
（3）掌握生物质压缩成型原理。
主要知识单元 6 生物质气化技术
1. 教学内容：
175
气化原理包括原料、气化反应原理、反应动力学；气化设备包括反应器；工艺过程；集中供气
系统包括集中供气概况，供气系统设计，燃气的应用、经济性评价；生物质燃气的特性
2．重点或难点：
重点是气化原理、反应动力学；
难点是生物质燃气的特性。
3．教学目标：
（1）了解空气气化、氧气气化、水蒸汽气化、热分解气化等气化过程；常用的生物质气化工
艺系统、气化发电技术、集中供气技术；
（2）理解生物质的气化原理和反应动力学；
（3）掌握固定床和流化床生物质气化器的形式和工作过程、燃气的净化手段。
主要知识单元 7 生物质热解与液化技术
1. 教学内容：
生物质热解液化的基本概念；反应原理包括热解原理、反应过程和产物、影响热解反应的因素；
热解技术和液化技术包括快速热解和快速液化技术和工艺、快速热解与液化反应器、生物质炭化技
术、生物质直接液化技术、生物原油的燃料特性、生物原油的应用；典型生物质热裂解液化设备应
用实例引流床、真空移动床、旋转锥、流化床；液化产物的特性与应用包括生物油的组成成分、特
性、应用、不可凝气体的应用、木炭的应用。
2．重点或难点：
重点是生物质热解液化、热解技术和液化技术；
难点是生物质碳化技术和生物原油。
3．教学目标：
（1）了解热解液化的实施途径、热解液化反应器的类型、液化反应流程、反应设备、液化油
的性质和应用；
（2）理解影响生物质原料热裂解和液化行为及产物性质的因素；
（3）掌握生物质热解和液化的概念、热解和液化反应类型、反应机理。
主要知识单元 8 生物燃料
1. 教学内容：
生物柴油：包括资源和原料选择、原料油加工和储存、生物柴油的生产原理和工艺（反应器和
加工流程、副产品回收）、产品的理化性质和质量标准；生物酒精：包括乙醇的燃料特性、发酵法
制乙醇、纤维素水解（酸水解、酶水解）制乙醇等；甲醇的燃料特性、生产工艺、甲醇转化制汽油、
甲醇-氢燃料电池；二甲醚的生产工艺及应用
2．重点或难点：
重点是生物柴油的生产原理和工艺、甲醇转化制汽油；
难点是甲醇-氢燃料电池。
3．教学目标：
（1）了解生物燃料的发展历史和现状；
（2）理解生物燃料的生产、储存加工工艺、生物燃料的质量标准；
（3）掌握生物柴油、生物燃料乙醇、甲醇和二甲醚等的燃料特性。
主要知识单元 9 能源作物
1. 教学内容：
草本能源作物：应用现状，甘蔗，甜高粱等；木本燃料油作物：桉树、大戟科植物、樟科植物
176
等；藻类；我国能源作物的开发利用应用现状、存在问题与对策。
2．重点或难点：
重点是草本能源作物；
难点是木本燃料作物。
3．教学目标：
（1）了解能源作物的种类、应用方法和技术发展现状；
（2）理解能源作物开发液体燃料的技术路线和工艺；
（3）掌握选择能源作物的原则。
主要知识单元 10 生物质能开发利用技术展望
1. 教学内容：
生物质能源应用现状，生物质能部分替代化石燃料，生物质发电在电力生产中占一定份额；发
展前景：生物燃料电池和生物制氢。
2．重点或难点：
重点是生物质能部分替代化石燃料；
难点是新型生物质燃料、生物质能开发利用技术。
3．教学目标：
（1）了解生物质能源应用现状；
（2）理解生物质发电在电力中的份额；
（3）掌握生物制氢原理。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式：
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%＋期中考试×20%＋期末成绩×60%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 考勤 平时作业
权重（%） 50 50
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 综合应用题
权重（%） 20 10 10 30 30
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
177
1．张建安, 刘德华·生物质能源利用技术·北京：化学工业出版社, 2009
2．David G Nicholls and Stuart J Ferguson·Bioenergetics 3·Elsevier, 1992
（二）参考书
1．吴创之，马隆龙·生物质能现代化利用技术·北京：化学工业出版社，2003 年
2．姚向君，田宜水·生物质能资源清洁转化利用技术·北京：化学工业出版社，2005 年
（三）相关网络资源
1．精品课程资源网 http://www.jingpinke.com
2．中国新材料网 http://www.xcl.net.cn
3．爱课程网 http://www.icourses.cn/home/
4．内蒙古农业大学网络教学综合平台 http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/
178
《环境材料与生物材料》课程教学大纲
一、课程基本属性
课程编码： 0812320 课程中文名称： 环境材料与生物材料
课程英文名称： Ecomaterial and Biomaterial
课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程
总学时/学分： 32 学时/ 2 学分 讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分
开课单位： 材料科学与艺术设计学院 开设学期： 7
适用专业及类型： 材料科学与工程(复合应用型）、木材科学与工程（拔尖创新型）
先修课程： 《材料科学基础》《高分子物理》《聚合物化学》
主撰人： 陈鹏 主审人： 于晓芳 制定时间： 2017 年 6 月 30 日
二、课程简介与教学目标
（一）课程简介
《环境材料与生物材料》是材料科学与工程专业的一门基础教育拓展课程。它主要研究材料加
工和使用过程中对环境的影响、生命周期评价方法（LCA）、材料生态设计、环境友好加工制备、
纯天然材料、仿生物材料、绿色包装材料、绿色建材等内容。通过本课程的学习，使学生对材料的
环境特性有一个全新的认识，并能对材料的制备和使用提出创新的观点和思路。
（二）课程教学目标
通过本课程的教学应实现以下目标：
——了解该课程的概述、基本概念；
——熟悉引起环境问题的因素以及相关理论的优缺点；
——掌握该课程的相关理论研究方法及应用研究内容。
三、教学内容与基本要求
（一）课程内容与课时分配
表 1 课程内容与课时分配
章次或序号
主要知识单元 学时分配
理论 实验 习题 实习 讨论
第一章 概论 1
179
第二章 材料对环境的影响 3
第三章 材料环境影响的评价技术 4
第四章 材料的资源效率 3
第五章 材料的生态设计、材料的友好加工制备 4
第六章 环境治理材料 4
第七章 纯天然材料 3
第八章 仿生物材料 3
第九章 绿色包装材料 3
第十章 生态建材 4
合计 32
（二）教学基本要求
主要知识单元 1 绪论
1．教学内容：环境材料概述。
2．重点或难点：
（1）重点：研究环境材料的意义、环境材料的研究内容；
（2）难点：环境材料的研究现状。
3．教学目标：
（1）了解环境材料的起源；
（2）熟悉环境材料的定义；
（3）掌握环境材料的理论研究内容和应用研究内容。
主要知识单元 2 材料对环境的影响
1．教学内容：材料对环境的影响；全球温室效应、臭氧层空洞等环境问题的形成及危害。
2．重点或难点：
（1）重点：区域毒性水平、温室效应指数、三大污染物的形成和危害；
（2）难点：全球温室效应、酸雨、臭氧层破坏、富营养化等环境影响。
3．教学目标：
（1）了解材料在国民经济发展中的作用、全球及中国资源和能源现状；
（2）熟悉三大污染的形成；
（3）掌握全球温室效应、臭氧层破坏、酸雨等环境问题的形成及危害。
主要知识单元 3 材料环境影响的评价技术
1．教学内容：LCA 环境影响评价。
2．重点或难点：
（1）重点：LCA 技术框架、评价过程；
（2）难点：LCA 评价的应用。
3．教学目标：
（1）了解能耗、环境影响因子、环境负荷单位、单位服务的材料消耗、生态指数、生态因子
等环境指标及其表述；
（2）熟悉 LCA 评价的优缺点；
（3）掌握 LCA 的技术框架及评价过程、能对简单的生产过程进行 LCA 评价。
180
主要知识单元 4 材料的资源效率
1．教学内容：材料的资源效率理论、材料流、材料工业生态学。
2．重点或难点：
（1）重点：资源、资源效率、材料流理论及其应用；
（2）难点：工业生态学研究方法。
3．教学目标：
（1）了解工业生态学的起源、了解材料流概念；
（2）熟悉资源概念、资源效率理论；
（3）掌握常见的材料流理论；掌握工业生态学的基本原理及研究方法。
主要知识单元 5 材料的生态设计、材料的友好加工制备
1．教学内容：材料的生态设计原则与方法、材料的环境友好加工制备工艺。
2．重点或难点：
（1）重点：可持续发展、生态设计方法、再循环技术、避害技术、控制技术、补救修复技术；
（2）难点：清洁生产。
3．教学目标：
（1）了解可持续发展概念及材料产业的可持续发展、了解生态平衡概念；
（2）熟悉清洁生产的定义、理论基础、实现清洁生产的途径等内容；
（3）掌握常见的生态设计方法及再生设计的内容；掌握几种常见的降低环境负担性的加工制
备技术。
主要知识单元 6 环境治理材料
1．教学内容：大气污染治理、水体污染治理、其他污染治理材料。
2．重点或难点：
重点：大气污染类型及相应的防控材料；水体污染类型及相应的防控材料。
3．教学目标:
（1）了解固体废弃物、噪声、电磁波污染的产生原因；
（2）熟悉固体废弃物、噪声、电磁波污染的防控材料；
（3）掌握治理大气污染常用的过滤材料、吸附材料、催化材料等；掌握几种常见的污水治理
方法及所用的材料。
主要知识单元 7 纯天然材料
1．教学内容：天然材料的开发及利用。
2．重点或难点：
（1）重点：木材的环境特征；
（2）难点：木材的改性、竹材的应用。
3．教学目标：
（1）了解木材的结构成分；
（2）熟悉竹材、稻壳、辣椒、废弃羽毛、树叶、淀粉等天然材料的应用；
（3）掌握木材的环境特征、以及木材改性和木材加工应用等方面的内容。
主要知识单元 8 仿生物材料
1．教学内容：仿生物材料及其应用。
2．重点或难点：
181
（1）重点：仿生物材料的概念、分类；
（2）难点：评价材料生物相容性的有关指标；生物陶瓷的分类。
3．教学目标：
（1）了解结构蛋白质、结构多糖及生物软组织、生物复合纤维、生物矿物质四种天然生物材
料的成分、结构和性能；
（2）熟悉仿生物材料的概念、分类；熟悉组织工程材料的概念、分类；
（3）掌握评价材料生物相容性的有关指标；掌握生物陶瓷的分类、特点及制备工艺。
主要知识单元 9 绿色包装材料
1．教学内容：包装对环境的影响、绿色包装材料设计的基本要求、绿色包装材料的开发和利
用现状。
2．重点或难点：
（1）重点：包装材料对环境的影响及其评价；
（2）难点：绿色包装材料的加工处理技术。
3．教学目标：
（1）了解包装工业对材料的要求、包装材料对环境的影响；
（2）熟悉绿色包装材料的加工处理技术；
（3）掌握常见的包装材料、各种包装材料的环境影响评价；掌握绿色包装材料的设计原则；
掌握绿色包装材料开发利用的方向。
主要知识单元 10 生态建材
1．教学内容：传统的建筑材料对环境的影响、生态建材的种类、新型建材的开发和利用。
2．重点或难点：
（1）重点：木材陶瓷的特点；
（2）难点：固体废弃物再应用。
3．教学目标：
（1）了解建材对环境的影响，环境污染对建材和建筑物的影响；
（2）熟悉传统涂料、壁纸、墙布、玻璃、陶瓷、人造板、常见密封保温材料对环境的影响，
能简单地提出各种材料的绿色化途径；
（3）掌握生态建材的种类、特点。
四、课程考核与成绩评定
（一）考核方式
考试；笔试；闭卷。
（二）成绩评定
课程总评成绩＝平时成绩×20%+期中试卷成绩×20%+ 期末试卷成绩×60%。
表 2 平时考核方式及权重举例
平时考核类型 出勤 作业
权重（%） 50 50
182
表 3 试题类型及权重举例
试题类型 名词解释 填空题 选择题 问答题 计算题
权重（%） 15 20 30 20 15
五、推荐教材、参考书及网络资源
（一）教材
1．翁端，冉瑞，王蕾·环境材料学·清华大学出版社，2011.11
2．钱晓良，刘石朋·环境材料·华中科技大学出版社，2006.10
（二）参考书
1．崔福斋，冯庆玲·生物材料学·清华大学出版社，2004.9
2．聂祚仁，王志宏·生态环境材料学·机械工业出版社，2004.5
3．周集体，张爱丽，金若菲·环境工程概论·大连理工大学出版社，2007.2
（三）相关网络资源
1．http://hbw.chinaenvironment.com/中国环保网
2．http://www.xcl.net.cn/中国新材料网
3．http://www.csbm.org.cn/中国生物材料学会
4．http://www.gjhbw.com/index.html 国际节能环保网
