ADDINCNKISM.UserStyle《高分子化學》課程教學大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號1123S02013開課單位化學與環境科學學院課程名稱材料熱力學與動力學MaterialThermodynamicsandKinetics課程性質選修課程學分2課程學時34課內實驗學時4課程類別專業發展課程（專業拓展課）先修課程無機化學,物理化學,結構化學適用專業（類）材料化學二、課程描述及目標（一）課程簡介本課程是材料化學專業的專業拓展課程，課程重點介紹了經典熱力學和統計熱力學理論在材料科學領域的應用，特別利用相關理論揭示材料中的相和組織的形成規律。課程由淺入深從熱力學四大定律出發，掌握材料熱力學函數的概念和意義，理解溶液中組分濃度、偏摩爾量、活度及其測定等問題，進而討論單組分體系、二組分及多組分體系材料的相形成規律和相平衡問題，了解并掌握相圖的計算原理和方法。教學目標本課程的開設是學生在學完數學、物理和基礎化學課程的基礎上，引導學生鞏固學習熱力學和動力學理論知識，靈活運用相關方法去分析和解決實際問題，培養學生的創新意識和應用所學知識解決實際問題的基本能力，使得其具有較強的科學研究和實際工作能力。《材料熱力學與動力學》的課程目標主要有以下幾點：課程目標1：以培養學生的學習能力和思維方式為目標，通過教學環節提高學生的自學能力，同時引導學生綜合運用所學知識去分析和解決實際問題。課程目標2：掌握熱力學四大定律的概念、實質、適用條件和意義。理解熱力學定律是如何通過熱力學函數應用到材料科學研究領域中，從而形成材料熱力學規律。課程目標3：能夠使用材料熱力學規律解決材料研究中的具體問題，解釋材料科學研究中遇到的熱力學現象，數量掌握熱焓、熵、自由能和活度等熱力學量在具體實際材料變化過程中的求解方法，并進一步對過程做出正確的判斷和解釋。課程目標：掌握相圖熱力學、相變熱力學、溶液熱力學的概念和規律，了解固體擴散凝固等對應動力學規律，能夠解決材料研究中的一些問題。三、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求指標點課程目標權重1-1：掌握數學、物理、化學、材料等方面的基本理論和基本知識；課程目標1課程目標20.21-2：掌握材料制備（或合成）技術、材料加工和改性技術、材料結構與性能的分析方法；課程目標3課程目標40.32-2：具有一定的科學研究和實際工作能力，具有一定的批判性思維；課程目標1課程目標2課程目標30.22-3：具有一定的運用計算機的能力和用英語進行交流的能力；課程目標2課程目標30.23-2：具有良好的科學文化素養，掌握科學的方法論；課程目標1課程目標40.1四、教學方式與方法以集中講授為教學的主要方式，采用多媒體演示和課堂講授相結合的教學方法。在授課過程中,以培養學生的思維方式為目標,采用以概念、方法、應用為主體,深入探究的教學方法，在傳授知識的同時，通過各個教學環節逐步培養學生的抽象思維能力和自學能力，還要注意培養學生綜合運用所學知識去分析問題和解決問題的能力。五、教學重點與難點（一）教學重點熱力學定律的適用條件和意義；相平衡和相圖的閱讀及理解；固體中的擴散問題；擴散控制固態相變的動力學理解。（二）教學難點狀態函數的理解及其在熱力學計算中的靈活應用；金屬的連續生長和合金的凝固過程；多元體系中的擴散與固態相變問題。六、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求學時教學方式對應課程目標1緒論與熱力學定律了解材料熱力學的概念，理解并掌握熱力學定律的概念、實質、適用條件和意義。掌握熱力學第一定律及相關函數，狀態函數及全微分，標準態等知識；理解并掌握熱力學第二定律的內容，理解自發過程和不可逆過程及熵的統計概念。掌握平衡態判據，玻爾茲曼公式，理解材料熱力學現；熱力學第三定律的推導驗證和應用。6講授法課程目標1課程目標22自由能與熱力學平衡理解自由能函數的概念，自由能與溫度的關系，自由能的計算；理解相變界面處的平衡問題；理解并掌握二元體系中的基本概念：溶液、活度與化學勢。6講授法課程目標2課程目標33熱力學相圖理解一元和二元體系中相圖與自由能曲線關系圖，掌握對相圖的繪制和分析；理解相圖與熱力學參數的關系。6講授法課程目標34晶體的界面理解并掌握表面及其熱力學特性，了解表面自由能與表面張力的概念；了解晶界的基本特征和類型，理解多晶體材料中的晶界平衡問題。4講授法課程目標45固體中的擴散及凝固掌握擴散現象的概念，理解擴散機制；了解菲克定律的概念及其在擴散用的應用。了解凝固過程中的固相生長問題。4講授法課程目標46擴散控制固態相變理解固相成核中自由能的變化，成核速率問題；理解界面平衡成分與新相長大的動力學問題；針對多元特別是三元體系的擴散和固態相變有基本了解。4講授法課程目標1課程目標4合計30七、實驗內容、基本要求與學時分配序號實驗項目實驗內容與要求學時類型對應課程目標1熱力學相圖的計算利用自編程序得到不同條件下，一元和二元體系的熱力學相圖，并對相圖進行分析和理解。4演示課程目標CG1課程目標CG4……合計34注：課內實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設計等。八、學業評價和課程考核1.考核類型：考試考查2.考核方式：t開卷¨閉卷項目報告課程論文其它：（填寫具體考核方式）3.成績評定：考核依據建議分值（百分比）考核/評價細則對應課程目標平時成績40%出勤10%出勤率/全勤10分，未全勤按比例給分課程目標1作業15%作業完成情況/每次作業給分，最高分為15分，其余以最高分為15分按比例給分課程目標2課程目標3課程目標4課堂表現15%根據回答問題及互動情況給分，最高分15分，其余按比例給分；課程目標1實驗成績0無期末考試60%考試分數/以卷面分為準課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4九、課程目標達成評價課程目標的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學效果越好。課程目標達成度畢業要