《材料科學與工程專業綜合技能實踐》實驗課程教學大綱一、課程基本信息中文名稱：專業綜合技能實踐課程英文名稱：SpecialComprehensionSkillPractice課程代碼：19047104課程性質：以周開設的獨立實踐教學環節學分：3總學時：3周（其中實驗：3周上機：0）適用學院及專業：材料科學與工程學院材料科學與工程專業先修課程：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等課程構成了材料科學與工程專業的專業基礎知識體系。該課程采用任務驅動法學生自主命題，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造性思維，為今后從事無機材料科學技術的研究和無機材料生產打下扎實的基礎。三、實驗課程教學目標本課程支撐畢業要求指標點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作，正確處理個人與團隊的關系；進一步堅定理想信念，崇尚科學創新，踐行工匠精神。通過該課程的學習使學生達到加深對專業知識的理解、掌握和記憶。培養和提高學生獨立思考、獨立分析解決問題的能力、創新能力以及動手能力和自學能力，提高學生的綜合素質，并能通過專業技能實踐，提高學生從事材料產品生產的工藝、技術能力。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工藝性能進行調整與優選實驗方案；（支撐畢業要求的指標點2.2）目標2：陶瓷原料認知，秉承可持續發展理念選用原料、進行合理配料，并對方案進行經濟性和可行性分析；（支撐畢業要求的指標點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、施釉等陶瓷生產工藝；能夠團結協作、處理好個人與團隊間的關系，并按需要承擔任務，正確的開展實驗，采集數據，能夠對結果進行歸納總結進行合理分析。（支撐畢業要求的指標點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。（支撐畢業要求的指標點5.1、5.3）課程教學目標與畢業要求的關系矩陣教學目標畢業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方案。在線布置任務點，完成在線學習以及線上作業等。將簽到、學習進度、在線作業以及調查問卷等成績求和加權計算。目標23.2對技術問題解決方案進行分析、論證，確定方案的合理性；同時考慮社會與環境、安全與健康、法律與文化等因素，對方案進行經濟性和可行性評價。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濟問題，在多學科環境中能夠應用工程管理原理與經濟決策方法，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能夠根據實驗方案構建實驗系統，安全開展實驗，并正確采集實驗數據；4.3能夠對實驗結果進行處理、分析和解釋，并能夠把結果進行、理論分析和文獻研究相結合，得出合理有效的結論。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、與其他成員協調合作的團隊精神和能力，能夠在團隊合作中進行分工與協作，正確處理個人與團隊的關系；9.2了解多學科技術背景和技術特點，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據采集、分析處理達成。平時表現與實踐操作目標45.1理解材料工程領域常用的信息技術工具、現代分析測試技術、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，開發或選用滿足特定需求的現代工具模擬和預測專業問題，并能夠在實踐中分析其局限性。通過實驗操作及實驗后數據采集、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（支撐畢業要求指標點）學時實驗類型每組人數必做或選做1在線學習（支撐畢業要求指標點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。實驗項目內容如下：1.在線學習在線學習為本課程的必修內容，學生在課程網站學習的內容主要有兩大部分：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，參與問卷調查等。選修模塊旨在傳播陶瓷文化，提高文化修養和審美情趣，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生的物理化學變化。掌握實驗數據采集與處理，能夠對數據進行綜合分析并得出有效結論。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，掌握軟質料撿選方法、硬質料破碎要求、配方設計計算。掌握泥漿的制備與配方調整。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，并能夠進行調整。掌握粘土及泥漿的解膠實驗并能根據曲線以確定水及電解質的種類與用量。掌握泥漿吃漿速度、空漿含水率的檢測與調整方法。掌握干燥收縮率性能指標的檢測與調整方法。掌握干燥強度的檢測與調整。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生的物理化學變化。掌握實驗數據采集與處理，能夠對數據進行綜合分析并得出有效結論。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整。了解釉料在燒成過程中所發生的物理化學變化，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的意義。了解坯釉應力測定對生產的指導作用，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生的物理化學變化。掌握實驗數據采集與處理，能夠對數據進行綜合分析并得出有效結論。六、教學方法本課程采用在線學習、任務驅動、直觀演示和現場實踐等多種方式相結合的教學方法。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的基礎知識和實驗過程，熟悉實驗內容，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的興趣，傳承和弘揚陶瓷文化，樹立文化自信。（3）翻轉課堂輔助教學：利用“學習通”實現簽到、課堂答題，學習互動、教學效果檢測、作業布置等。2.任務驅動法任務驅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，組內同學帶著任務討論，培養學生的表達、溝通和協作能力，實驗中相互配合，有利于鞏固所學的理論知識，增強實踐能力和創新能力。3.直觀演示法和現場實踐法直觀演示法和現場實踐法都屬于實際操作環節，教師在實驗現場根據實際需要對難點和關鍵操作進行直觀演示和指導，學生在現場實踐。線上學習對實踐內容是有效的補充，線上線下混合、多種教學方式相結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作能力，提高學習效果，促進畢業要求指標點的達成。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、在線作業和互動；實踐成績包括實驗表現、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，.材料科學與工程實驗教程（第1版），北京，化學工業出版社，2020.2、主要參