《材料科學與工程專業(yè)綜合技能實踐》實驗課程教學大綱一、課程基本信息中文名稱：專業(yè)綜合技能實踐課程英文名稱：SpecialComprehensionSkillPractice課程代碼：19047104課程性質(zhì)：以周開設的獨立實踐教學環(huán)節(jié)學分：3總學時：3周（其中實驗：3周上機：0）適用學院及專業(yè)：材料科學與工程學院材料科學與工程專業(yè)先修課程：材料科學基礎A、材料科學基礎實驗、材料工程基礎實驗A等開課單位：材料科學與工程學院材料科學與工程實驗中心二、課程的地位與作用本課程為實踐課，與材料科學基礎實驗、材料工程基礎實驗A、無機材料工藝學、材料科學基礎A等課程構(gòu)成了材料科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎知識體系。該課程采用任務驅(qū)動法學生自主命題，在教師指導完成任務。實驗從原料組成設計開始，通過材料的制備、性能測試，使學生掌握其方法和基本原理，了解它們在生產(chǎn)實際和科學研究中的意義，加深學生對無機材料科學的理解。本課程有利于增強學生獨立思考、分析和解決實際問題的能力，并有利于訓練學生的創(chuàng)造性思維，為今后從事無機材料科學技術(shù)的研究和無機材料生產(chǎn)打下扎實的基礎。三、實驗課程教學目標本課程支撐畢業(yè)要求指標點2.2、3.2、4.2、4.3、5.1、5.3、9.1、9.2、11.1、11.2。通過實踐培養(yǎng)學生的勞動觀念，自主勞動的意識和團隊合作意識。使學生學會溝通、分享、奉獻和合作的團隊精神。在團隊合作中進行分工與協(xié)作，正確處理個人與團隊的關(guān)系；進一步堅定理想信念，崇尚科學創(chuàng)新，踐行工匠精神。通過該課程的學習使學生達到加深對專業(yè)知識的理解、掌握和記憶。培養(yǎng)和提高學生獨立思考、獨立分析解決問題的能力、創(chuàng)新能力以及動手能力和自學能力，提高學生的綜合素質(zhì)，并能通過專業(yè)技能實踐，提高學生從事材料產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝、技術(shù)能力。本課程的課程目標及能力要求具體如下：目標1：學會查閱和使用文獻，掌握陶瓷配料方案設計并根據(jù)工藝性能進行調(diào)整與優(yōu)選實驗方案；（支撐畢業(yè)要求的指標點2.2）目標2：陶瓷原料認知，秉承可持續(xù)發(fā)展理念選用原料、進行合理配料，并對方案進行經(jīng)濟性和可行性分析；（支撐畢業(yè)要求的指標點3.2、11.1、11.2）目標3：掌握石膏模具制作、泥漿制備、注漿成型、干燥、修坯、施釉等陶瓷生產(chǎn)工藝；能夠團結(jié)協(xié)作、處理好個人與團隊間的關(guān)系，并按需要承擔任務，正確的開展實驗，采集數(shù)據(jù)，能夠?qū)Y(jié)果進行歸納總結(jié)進行合理分析。（支撐畢業(yè)要求的指標點4.2、4.3、9.1、9.2）目標4：了解電爐的工作原理并正確的選用實驗電爐，掌握陶瓷燒成過程，能夠分析燒成過程中坯（釉）料所產(chǎn)生的物理化學變化，能夠表述和分析燒成過程中的復雜工程問題。（支撐畢業(yè)要求的指標點5.1、5.3）課程教學目標與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣教學目標畢業(yè)要求指標點達成途徑考核方式目標12.2能夠正確表達材料制備過程復雜工程問題，并通過文獻研究和會議探討遴選最優(yōu)方案。在線布置任務點，完成在線學習以及線上作業(yè)等。將簽到、學習進度、在線作業(yè)以及調(diào)查問卷等成績求和加權(quán)計算。目標23.2對技術(shù)問題解決方案進行分析、論證，確定方案的合理性；同時考慮社會與環(huán)境、安全與健康、法律與文化等因素，對方案進行經(jīng)濟性和可行性評價。11.1能夠理解并掌握工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能應用于材料工程實踐；11.2理解材料工程項目的管理與經(jīng)濟問題，在多學科環(huán)境中能夠應用工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，解決多學科交叉的工程問題。通過實驗前講授，實驗中原料優(yōu)選、坯料配方設計與計算等達成。實驗報告目標34.2能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全開展實驗，并正確采集實驗數(shù)據(jù)；4.3能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行處理、分析和解釋，并能夠把結(jié)果進行、理論分析和文獻研究相結(jié)合，得出合理有效的結(jié)論。9.1理解團隊合作的重要性，具有在不同的位置上各盡所能、與其他成員協(xié)調(diào)合作的團隊精神和能力，能夠在團隊合作中進行分工與協(xié)作，正確處理個人與團隊的關(guān)系；9.2了解多學科技術(shù)背景和技術(shù)特點，能夠在多學科背景下的項目中承擔個體、團隊成員以及負責人角色，并能夠按照需求承擔相應任務。通過實驗操作及實驗后數(shù)據(jù)采集、分析處理達成。平時表現(xiàn)與實踐操作目標45.1理解材料工程領(lǐng)域常用的信息技術(shù)工具、現(xiàn)代分析測試技術(shù)、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性；5.3能夠針對具體的材料工程對象，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具模擬和預測專業(yè)問題，并能夠在實踐中分析其局限性。通過實驗操作及實驗后數(shù)據(jù)采集、分析處理達成。實驗報告四、實驗項目名稱和學時分配（宋體五號加粗）序號實驗項目名稱（支撐畢業(yè)要求指標點）學時實驗類型每組人數(shù)必做或選做1在線學習（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）3天——不分組必做2石膏模具制作及性能測定（支撐畢業(yè)要求指標點3.2、4.2、4.3、5.1、5.3、9.1、9.2、11.1、11.2）12天綜合性3選做3泥漿的研制及性能測定（支撐畢業(yè)要求指標點3.2、4.2、4.3、5.1、5.3、9.1、9.2、11.1、11.2）12天綜合性3選做4釉料制備與性能測定（支撐畢業(yè)要求指標點3.2、4.2、4.3、5.1、5.3、9.1、9.2、11.1、11.2）12天綜合性3選做五、實驗項目基本要求共分4個實驗項目，實驗項目一在線學習為必選項，其它項目三選一。實驗項目內(nèi)容如下：1.在線學習在線學習為本課程的必修內(nèi)容，學生在課程網(wǎng)站學習的內(nèi)容主要有兩大部分：理論授課和實際操作。理論授課主要講授該課程的基礎理論知識和實驗注意事項，實際操作主要有：原料認知、泥漿制備、泥漿性能測定、石膏認知及性能測定、造型設計、原型制作、模具制作、注漿成型、滾壓成型、修坯工藝、釉料制備、燒成過程、學生作品等十幾個模塊，并完成在線作業(yè)，參與問卷調(diào)查等。選修模塊旨在傳播陶瓷文化，提高文化修養(yǎng)和審美情趣，增強文化自信。2.石膏模具制作及性能測定認識石膏并掌握石膏的性能測定方法：細度測定，標準稠度用水量測定，初凝時間測定，抗折強度測定，抗壓強度測定，吸水率測定，吸水速率測定，膨脹率測定，溶蝕率測定，耐磨性測定等。掌握注漿成型所用石膏模具的制作過程，并能夠查閱文獻、書籍和圖片等資料，手繪或者電腦進行石膏原型的設計，能夠利用車模機或者3D打印機制作原型。能夠利用原型制作石膏模具。掌握注漿成型和陶瓷的燒成過程，以及陶瓷燒成過程中所發(fā)生的物理化學變化。掌握實驗數(shù)據(jù)采集與處理，能夠?qū)?shù)據(jù)進行綜合分析并得出有效結(jié)論。3.泥漿的研制及性能測定陶瓷原料認知，掌握泥漿配方的設計計算，掌握軟質(zhì)料撿選方法、硬質(zhì)料破碎要求、配方設計計算。掌握泥漿的制備與配方調(diào)整。掌握泥漿細度測定方法。掌握泥漿比重、流動性和觸變性的定義以及檢測方法，并能夠進行調(diào)整。掌握粘土及泥漿的解膠實驗并能根據(jù)曲線以確定水及電解質(zhì)的種類與用量。掌握泥漿吃漿速度、空漿含水率的檢測與調(diào)整方法。掌握干燥收縮率性能指標的檢測與調(diào)整方法。掌握干燥強度的檢測與調(diào)整。掌握注漿成型以及修坯過程。掌握坯體的干燥曲線，干燥后坯體修整、檢查，測定坯體含水率。掌握陶瓷的燒成過程，以及陶瓷燒成過程中所發(fā)生的物理化學變化。掌握實驗數(shù)據(jù)采集與處理，能夠?qū)?shù)據(jù)進行綜合分析并得出有效結(jié)論。4.釉料制備與性能測定陶瓷釉用原料認知，掌握釉料配方的表示方法，能夠進行釉料配方的設計與計算。掌握釉漿的制備與配方調(diào)整。掌握釉漿的工藝性能如細度、比重、流動性和觸變性的測定方法并能夠進行調(diào)整。了解釉料在燒成過程中所發(fā)生的物理化學變化，掌握釉料熔融溫度范圍測定方法，了解釉料熔融溫度范圍對陶瓷生產(chǎn)的意義。了解坯釉應力測定對生產(chǎn)的指導作用，掌握坯釉應力的測定原理和測定方法。掌握施釉方式。掌握施釉制品的燒成過程，以及陶瓷在燒成過程中所發(fā)生的物理化學變化。掌握實驗數(shù)據(jù)采集與處理，能夠?qū)?shù)據(jù)進行綜合分析并得出有效結(jié)論。六、教學方法本課程采用在線學習、任務驅(qū)動、直觀演示和現(xiàn)場實踐等多種方式相結(jié)合的教學方法。1.在線學習（1）視頻學習：通過視頻學習增強直觀性，使學生提前了解相關(guān)的基礎知識和實驗過程，熟悉實驗內(nèi)容，便于學習掌握，提高學習效率。（2）知識拓展：學習古陶瓷知識，講述有關(guān)陶瓷故事，分析著名窯口器物的工藝特點，使學生提高對陶瓷文化和材料專業(yè)的興趣，傳承和弘揚陶瓷文化，樹立文化自信。（3）翻轉(zhuǎn)課堂輔助教學：利用“學習通”實現(xiàn)簽到、課堂答題，學習互動、教學效果檢測、作業(yè)布置等。2.任務驅(qū)動法任務驅(qū)動法中教師將學生分組，3人/組，要求每組學生自主設計一件陶瓷作品，組內(nèi)同學帶著任務討論，培養(yǎng)學生的表達、溝通和協(xié)作能力，實驗中相互配合，有利于鞏固所學的理論知識，增強實踐能力和創(chuàng)新能力。3.直觀演示法和現(xiàn)場實踐法直觀演示法和現(xiàn)場實踐法都屬于實際操作環(huán)節(jié)，教師在實驗現(xiàn)場根據(jù)實際需要對難點和關(guān)鍵操作進行直觀演示和指導，學生在現(xiàn)場實踐。線上學習對實踐內(nèi)容是有效的補充，線上線下混合、多種教學方式相結(jié)合能夠加深學生對所學理論知識的理解，并通過實踐鍛煉學生的溝通協(xié)作能力，提高學習效果，促進畢業(yè)要求指標點的達成。七、實驗課程考核和成績評定方式采用在線學習成績，實踐成績和實驗報告等多種形式相結(jié)合的方式進行考核，在線學習成績包括任務點學習、在線作業(yè)和互動；實踐成績包括實驗表現(xiàn)、動手能力；各部分的比例為：在線學習占20%，實踐成績占40%，實驗報告占40%。八、實驗教材、指導書和參考文獻1、，李環(huán)，.材料科學與工程實驗教程（第1版），北京，化學工業(yè)出版社，2020.2、主要參