江苏理工学院：化学化工学院材料物理《课程教学大纲模板-材料科学导论

《材料科学导论（双语）》教学大纲课程编号：B04012300课程名称：材料科学导论（双语）英文名称：Introduction to Materials Science and Engineering课程性质：专业必修课学时/学分：3考核方式：考试选用教材：《IntroductiontoMaterialsScienceandEngineering》，陈克正，王玮，刘春廷编，2011年先修课程：高等数学、大学英语、新生研讨课、基础化学后继课程：材料科学基础、材料测试方法、固体物理、量子力学、高分子物理与化学、纳米材料、生物材料、智能材料、薄膜材料、电子材料适用专业及层次：材料物理专业一年级学生大纲执笔人：陈克正大纲审核人：王宝祥一、教学目标本课程是我校为材料类宽专业本科学生开设的专业课程。课程凝聚材料学科知识和应用型英语知识的精髓，使用英文教材，通过中英双语授课工程材料技术，材料家族，材料组成、结构、性质、表征、分类、加工与再生利用，以及材料选择的基本概念和基础理论，结合上述专业知识讲授相关的专业英语语言知识，并讲授英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。通过教学要求学生：1.能够准确理解材料科学的基本知识，初步了解材料的基本概况及其在人类社会发展进程中的作用。厂解材料家族、材料分类、材料组成-结构-加工工艺-性质、智能材料、纳米材料等：2.能够了解材料家族、材料分类、材料组成-结构-加工工艺-性质、智能材料、纳米材料等：理解并能掌握几种不同的材料，包括：金属材料、无机非金属材料、高分子材料的基本概念和基础知识，掌握各类材料组成、结构、加工与性能和应用之间的关系；3能够初步掌握英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）1

1 《材料科学导论（双语）》教学大纲 课程编号： B04012300 课程名称：材料科学导论（双语） 英文名称： Introduction to Materials Science and Engineering 课程性质： 专业必修课 学时/学分：3 考核方式： 考试 选用教材：《Introduction to Materials Science and Engineering》，陈克正， 王玮，刘春廷编，2011 年 先修课程： 高等数学、大学英语、新生研讨课、基础化学 后继课程： 材料科学基础、材料测试方法、固体物理、量子力学、高分 子物理与化学、纳米材料、生物材料、智能材料、薄膜材料、电子材料 适用专业及层次：材料物理专业一年级学生 大纲执笔人： 陈克正 大纲审核人： 王宝祥 一、教学目标 本课程是我校为材料类宽专业本科学生开设的专业课程。课程凝聚材料学科 知识和应用型英语知识的精髓，使用英文教材，通过中英双语授课工程材料技 术，材料家族，材料组成、结构、性质、表征、分类、加工与再生利用，以及材 料选择的基本概念和基础理论，结合上述专业知识讲授相关的专业英语语言知 识，并讲授英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。 通过教学要求学生： 1．能够准确理解材料科学的基本知识，初步了解材料的基本概况及其在人类 社会发展进程中的作用。了解材料家族、材料分类、材料组成-结构-加工工艺-性 质、智能材料、纳米材料等； 2．能够了解材料家族、材料分类、材料组成-结构-加工工艺-性质、智能材 料、纳米材料等；理解并能掌握几种不同的材料，包括：金属材料、无机非金属 材料、高分子材料的基本概念和基础知识，掌握各类材料组成、结构、加工与性 能和应用之间的关系； 3．能够初步掌握英语学术演讲和英语科技论文写作基础知识和要点。 二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）

毕业要求指标点课程目标2-1掌握数学、物理、化学等学科的2-1使学生掌握1.具有人文社会科学素养、基本理论和基本知识，材料家族，材料社会责任感和工程职业道组成、结构、性2-2运用所学的基本知识理论分析生德；质、表征、分类、物材料的特殊性质。2.掌握数学、物理、化学等加工与再生利方面的基本理论和基本知用，以及材料选识；择的基本概念和基础理论。3.掌握材料制备（或合3-1掌握材料的组成-结构-加工工艺3-1掌握材料的成）、材料加工、材料结构与性能之间关系的基本理论、知识。组成和各组成的与性能测定及材料应用等方3-2掌握如何根据不同应用场合对材分类及其特点。面的基础知识、基本理论和料性能的要求，以及各种材料不同的基本实验技能：3-2了解材料环性能特点，来进行正确的材料选择。4．了解相近专业的一般原理中的每个组成阶和知识：段，特别是材料5.熟悉国家关于材料科学与再循环利用在整工程研究、科技开发及相关个材料环中的重产业政策，国内外知识产权要地位和作用。等方面的法律法规；5-1了解材料选6.了解材料物理的理论前择的基本方法、沿、应用前景和最新发展动材料选择标准。态，以及材料科学与工程产业的发展状况；6-1了解材料物理的理论前沿、应用6-1理解新材料7.掌握外文资料查询、文献前景和最新发展动态。应用过程中所遇检索以及运用现代信息技术7-1掌握外文资料查询、文献检索以到的障碍和材料获取相关信息的基本方法：具及运用现代信息技术获取相关信息的选择中采用的折有一定的实验设计，实验条件基本方法创造，应用计算机进行材料设中办法。计及结构分析，归纳、整理、7-1熟悉与上述分析试验结果，撰写论文，参专业知识相关的与学术交流的能力。基础专业英语词汇和典型的专业英语表达，并掌2

2 毕业要求 指标点 课程目标 1. 具有人文社会科学素养、 社会责任感和工程职业道 德； 2. 掌握数学、物理、化学等 方面的基本理论和基本知 识； 3. 掌握材料制备（或合 成）、材料加工、材料结构 与性能测定及材料应用等方 面的基础知识、基本理论和 基本实验技能； 4. 了解相近专业的一般原理 和知识； 5. 熟悉国家关于材料科学与 工程研究、科技开发及相关 产业政策，国内外知识产权 等方面的法律法规； 6. 了解材料物理的理论前 沿、应用前景和最新发展动 态，以及材料科学与工程产 业的发展状况； 7. 掌握外文资料查询、文献 检索以及运用现代信息技术 获取相关信息的基本方法；具 有一定的实验设计，实验条件 创造，应用计算机进行材料设 计及结构分析，归纳、整理、 分析试验结果，撰写论文，参 与学术交流的能力。 2-1 掌握数学、物理、化学等学科的 基本理论和基本知识。 2-2 运用所学的基本知识理论分析生 物材料的特殊性质。 2-1 使学生掌握 材料家族，材料 组成、结构、性 质、表征、分类、 加工与再生利 用，以及材料选 择的基本概念和 基础理论。 3-1 掌握材料的组成-结构-加工工艺 与性能之间关系的基本理论、知识。 3-2 掌握如何根据不同应用场合对材 料性能的要求，以及各种材料不同的 性能特点，来进行正确的材料选择。 3-1 掌握材料的 组成和各组成的 分类及其特点。 3-2 了解材料环 中的每个组成阶 段，特别是材料 再循环利用在整 个材料环中的重 要地位和作用。 5-1 了解材料选 择的基本方法、 材料选择标准。 6-1 了解材料物理的理论前沿、应用 前景和最新发展动态。 7-1 掌握外文资料查询、文献检索以 及运用现代信息技术获取相关信息的 基本方法 6-1 理解新材料 应用过程中所遇 到的障碍和材料 选择中采用的折 中办法。 7-1 熟悉与上述 专业知识相关的 基础专业英语词 汇和典型的专业 英语表达，并掌

握其中的重要词汇和表达。三、教学基本内容Chapter1.Introduction（支撑课程目标2-1）1.1 Historical Perspective1.2 Materials Science and Engineering1.3 Why Study Materials Science and Engineering?1.4Classification of Materials1.5 Advanced Materials1.6 Modern Materials' NeedsChapter2TheStructureofCrystallineSolids（支撑课程目标3-1、3-2)2.Atomic Structure and Interatomic Bonding2.1Atomic Structure and Interatomic Bonding2.2 Crystal Structures2.3 Imperfections in SolidsChapter3PolymerMaterials（支撑课程目标3-1、3-2)3.1Polymer Structures3.2Characteristics,Applications and Processing of PolymersChapter4MetallicMaterials（支撑课程目标3-1、3-2)4.1Mechanical Properties of Metals4.2 Dislocations and Strengthening4.3Failure4.4PhaseDiagrams andPhaseTransformations in Metals4.5Applications and Processing of Metal AlloysChapter5CeramicMaterials（支撑课程目标3-1、3-2)5.1StructuresandPropertiesofCeramics5.2Application and Processing of CeramicsChapter6CompositeMaterials（支撑课程目标3-1、3-2)6.1Introduction6.2Particle-Reinforced Composites6.3Fiber-Reinforced Composites6.4 Polymer-Matrix Composites6.5 Metal-Matrix Composites6.6Ceramic-Matrix Composites3

3 握其中的重要词 汇和表达。 三、教学基本内容 Chapter 1. Introduction（支撑课程目标 2-1） 1.1 Historical Perspective 1.2 Materials Science and Engineering 1.3 Why Study Materials Science and Engineering? 1.4 Classification of Materials 1.5 Advanced Materials 1.6 Modern Materials’ Needs Chapter 2 The Structure of Crystalline Solids (支撑课程目标 3-1、3-2) 2. Atomic Structure and Interatomic Bonding 2.1 Atomic Structure and Interatomic Bonding 2.2 Crystal Structures 2.3 Imperfections in Solids Chapter 3 Polymer Materials (支撑课程目标3-1、3-2) 3.1 Polymer Structures 3.2 Characteristics, Applications and Processing of Polymers Chapter 4 Metallic Materials (支撑课程目标 3-1、3-2) 4.1 Mechanical Properties of Metals 4.2 Dislocations and Strengthening 4.3 Failure 4.4 Phase Diagrams and Phase Transformations in Metals 4.5 Applications and Processing of Metal Alloys Chapter 5 Ceramic Materials (支撑课程目标 3-1、3-2) 5.1 Structures and Properties of Ceramics 5.2 Application and Processing of Ceramics Chapter 6 Composite Materials (支撑课程目标 3-1、3-2) 6.1 Introduction 6.2 Particle-Reinforced Composites 6.3 Fiber-Reinforced Composites 6.4 Polymer–Matrix Composites 6.5 Metal–Matrix Composites 6.6 Ceramic–Matrix Composites

Chapter7CorrosionandDegradationofMaterials（支撑课程目标3-1、3-2）7.1Introduction7.2Corrosion of metals7.3Corrosionof ceramicmaterials7.4 Degradation of polymersChapter8Electrical/Thermal/Magnetic/OpticalPropertiesof Materials(支撑课程目标3-1、3-2)8.1Introduction8.2ElectricalPropertiesofMaterials8.3Thermal Propertiesof Materials8.4Magnetic Properties of Materials8.5OpticalPropertiesofMaterialsChapter9Biomatreials/Nanomaterials/SmartMaterials（支撑课程目标6-1、7-1)9.1Biomaterials9.2 Nanotechnology and Nanomaterials9.3Smartmaterials四、教学重点与难点Chapter1.Introduction1掌握有关工程材料技术、材料环、环境协调性评价，绿色制造的基本概念：2掌握材料家族的组成和各组成的分类及其特点：3了解材料环中的每个组成阶段，特别是材料再循环利用在整个材料环中的重要地位和作用：4了解材料选择的基本方法、材料选择标准：5理解新材料应用过程中所遇到的障碍和材料选择中采用的折中办法：6熟类写上述专业知识相关的基础专业英语词汇和典型的专业英语表达并掌握其中的重要词汇和表达。Chapter2TheStructureofCrystallineSolids1掌握有关物质的四种基本物态和两种固态形式、材料内部结构，即：原子结构、分子结构、价键理论，以及元素周期表的基本概念：2了解有关材料结构表征及其测试原理的基本概念和方法：3掌握晶胞、晶格、晶系、配位数、堆积密度、不完善结晶、固溶体、结晶缺陷的基本概念：4

4 Chapter 7 Corrosion and Degradation of Materials (支撑课程目标3-1、3-2) 7.1 Introduction 7.2 Corrosion of metals 7.3 Corrosion of ceramic materials 7.4 Degradation of polymers Chapter 8 Electrical /Thermal/ Magnetic/ Optical Properties of Materials (支撑 课程目标3-1、3-2) 8.1 Introduction 8.2 Electrical Properties of Materials 8.3 Thermal Properties of Materials 8.4 Magnetic Properties of Materials 8.5 Optical Properties of Materials Chapter 9 Biomatreials/Nanomaterials/Smart Materials (支撑课程目标6-1、7-1) 9.1 Biomaterials 9.2 Nanotechnology and Nanomaterials 9.3 Smart materials 四、教学重点与难点 Chapter 1. Introduction 1 掌握有关工程材料技术、材料环、环境协调性评价，绿色制造的基本 概念； 2 掌握材料家族的组成和各组成的分类及其特点； 3 了解材料环中的每个组成阶段，特别是材料再循环利用在整个材料环 中的重要地位和作用； 4 了解材料选择的基本方法、材料选择标准； 5 理解新材料应用过程中所遇到的障碍和材料选择中采用的折中办法； 6 熟悉与上述专业知识相关的基础专业英语词汇和典型的专业英语表达， 并掌握其中的重要词汇和表达。 Chapter 2 The Structure of Crystalline Solids 1 掌握有关物质的四种基本物态和两种固态形式、材料内部结构，即： 原子结构、分子结构、价键理论，以及元素周期表的基本概念； 2 了解有关材料结构表征及其测试原理的基本概念和方法； 3 掌握晶胞、晶格、晶系、配位数、堆积密度、不完善结晶、固溶体、 结晶缺陷的基本概念；

4学会计算结晶平面和结晶方向的米勒指数：5掌握晶体缺陷分布的几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类：6明确刃型位错、螺形位错的形成机制及二者之间的别。7熟悉与上述专业知识相关的基础专业英语词汇和典型的专业英语表达，并掌握其中的重要词汇和表达。Chapter3PolymerMaterials1掌握有关聚合物本性、聚合反应、聚合物结构的基本概念；2掌握聚合物的分子组成、分类、性质、加工和选择：3熟悉常见通用塑料、工程塑料、弹性体英文名称和缩写的英文名称：4熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英语表达。Chapter 4 Metallic Materials1掌握金属材料的机械性能：2掌握金属材料的位错与增强机制：3掌握金属材料的失效机制，理解破坏分析和安全系数的基本概念及重要性；4掌握金属材料的二元相图：5熟悉常见合金材料的制备工艺及应用；6熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英语表达。Chapter5CeramicMaterials1掌握陶瓷材料结构与性能之间的关系：2熟悉传统陶瓷的生产工艺，包括陶瓷坏体的配料、矿物组成、生产过程、上釉、传统陶瓷产品种类等：3掌握先进陶瓷与传统陶瓷相比的优越性，熟悉先进陶瓷产品，包括结构陶瓷、透明陶瓷、压电陶瓷、铁磁体陶瓷、生物陶瓷等：4掌握玻璃的性能，包括其强度、硬度、光学性能、热学性能、电学性能等；5熟悉硅酸盐玻璃的加工工艺。6熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英语表达。Chapter6CompositeMaterials1掌握颗粒/纤维增强机制：2掌握聚合物基/金属基/陶瓷基复合材料的特点及制备方法5

5 4 学会计算结晶平面和结晶方向的米勒指数； 5 掌握晶体缺陷分布的几何特征可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类； 6 明确刃型位错、螺形位错的形成机制及二者之间的区别。 7 熟悉与上述专业知识相关的基础专业英语词汇和典型的专业英语表达， 并掌握其中的重要词汇和表达。 Chapter 3 Polymer Materials 1 掌握有关聚合物本性、聚合反应、聚合物结构的基本概念； 2 掌握聚合物的分子组成、分类、性质、加工和选择； 3 熟悉常见通用塑料、工程塑料、弹性体英文名称和缩写的英文名称； 4 熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英 语表达。 Chapter 4 Metallic Materials 1 掌握金属材料的机械性能； 2 掌握金属材料的位错与增强机制； 3 掌握金属材料的失效机制，理解破坏分析和安全系数的基本概念及重 要性； 4 掌握金属材料的二元相图； 5 熟悉常见合金材料的制备工艺及应用； 6 熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英 语表达。 Chapter 5 Ceramic Materials 1 掌握陶瓷材料结构与性能之间的关系； 2 熟悉传统陶瓷的生产工艺，包括陶瓷坯体的配料、矿物组成、生产过 程、上釉、传统陶瓷产品种类等； 3 掌握先进陶瓷与传统陶瓷相比的优越性，熟悉先进陶瓷产品，包括结 构陶瓷、透明陶瓷、压电陶瓷、铁磁体陶瓷、生物陶瓷等； 4 掌握玻璃的性能，包括其强度、硬度、光学性能、热学性能、电学性 能等； 5 熟悉硅酸盐玻璃的加工工艺。 6 熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英 语表达。 Chapter 6 Composite Materials 1 掌握颗粒/纤维增强机制； 2 掌握聚合物基/金属基/陶瓷基复合材料的特点及制备方法；

3熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英语表达。Chapter7Corrosion and Degradation of Materials1掌握材料腐蚀的概念，腐蚀程度的测定、计算方法耐蚀性评定及腐蚀工程的相关计算方法：2掌握材料腐蚀（高温氧化、电化学腐蚀、局部腐蚀）的基本理论，影响因素和防止措施；3掌握材料腐蚀知识的实际应用，了解各种材料在自然环境及工业介质中的腐蚀腐蚀控制方法。Chapter8Electrical/Thermal/Magnetic/OpticalPropertiesofMaterials(6hours1掌握材料电性能与材料结构之间的关系：2了解材料的介电性能、压电性能和铁电性能：3了解材料介电性能测量及应用4掌握材料的热容理论，了解相变对材料热容的影响：5掌握材料热膨胀的物理本质，了解影响材料热膨胀的因素：6掌握材料热力学性质的测试方法及应用；7掌握磁性的物理本质，了解金属与合金材料、陶瓷材料、玻璃态与非晶态材料的宏观铁磁性特征：8掌握磁性材料的特点，并了解不同的磁性材料的性能特点以及应用：9掌握材料光学性质的本质10了解金属材料、陶瓷材料、半导体及有机物（液晶）的发光原理：11了解材料光学性能的测量方法及光电材料的应用。Chapter9Biomatreials/Nanomaterials/SmartMaterials1了解生物材料的分类2熟悉纳米技术与纳米生物材料的定义3了解一些智能材料的基本概念及其基本专业英语词汇。五、教学建议进度（学时数XX）Chapter1.Introduction（学时数3）Chapter2TheStructureofCrystallineSolids（学时数）Chapter3PolymerMaterials（学时数6)）Chapter4MetallicMaterials（学时数12)Chapter5CeramicMaterials（学时数3）Chapter6CompositeMaterials（学时数3)Chapter7CorrosionandDegradationofMaterials（学时数6)6

6 3 熟悉并掌握与上述专业知识相关的重要专业英语词汇和典型的专业英 语表达。 Chapter 7 Corrosion and Degradation of Materials 1 掌握材料腐蚀的概念，腐蚀程度的测定、计算方法,耐蚀性评定及腐蚀 工程的 相关计算方法； 2 掌握材料腐蚀（高温氧化、电化学腐蚀、局部腐蚀）的基本理论,影响 因素和 防止措施； 3 掌握材料腐蚀知识的实际应用，了解各种材料在自然环境及工业介质 中的腐蚀, 腐蚀控制方法。 Chapter 8 Electrical /Thermal/ Magnetic/ Optical Properties of Materials (6 hours) 1 掌握材料电性能与材料结构之间的关系； 2 了解材料的介电性能、压电性能和铁电性能； 3 了解材料介电性能测量及应用 4 掌握材料的热容理论，了解相变对材料热容的影响； 5 掌握材料热膨胀的物理本质，了解影响材料热膨胀的因素； 6 掌握材料热力学性质的测试方法及应用； 7 掌握磁性的物理本质，了解金属与合金材料、陶瓷材料、玻璃态与非 晶态材料的宏观铁磁性特征； 8 掌握磁性材料的特点，并了解不同的磁性材料的性能特点以及应用； 9 掌握材料光学性质的本质 10 了解金属材料、陶瓷材料、半导体及有机物（液晶）的发光原理； 11 了解材料光学性能的测量方法及光电材料的应用。 Chapter 9 Biomatreials/Nanomaterials/Smart Materials 1 了解生物材料的分类 2 熟悉纳米技术与纳米生物材料的定义 3 了解一些智能材料的基本概念及其基本专业英语词汇。 五、教学建议进度（学时数XX） Chapter 1. Introduction (学时数3) Chapter 2 The Structure of Crystalline Solids (学时数) Chapter 3 Polymer Materials (学时数6) Chapter 4 Metallic Materials (学时数 12) Chapter 5 Ceramic Materials (学时数 3) Chapter 6 Composite Materials (学时数 3) Chapter 7 Corrosion and Degradation of Materials (学时数6)

Chapter8Electrical/Thermal/Magnetic/OpticalPropertiesofMaterials（学时数4)Chapter9Biomatreials/Nanomaterials/SmartMaterials（学时数3）六、教学方法多媒体课件、黑板板书七、考核方式闭卷考试八、成绩评定方法书面考试（30%）+模拟学术会议演讲（60%）十课后作业（10%）九、教学参考书：《Fundamentals ofMaterials ScienceandEngineering》,WilliamD.Callister，Jr.,7thEdition,JohnWiley&Sons,Inc.,2007年，第1版7

7 Chapter 8 Electrical /Thermal/ Magnetic/ Optical Properties of Materials (学 时数4) Chapter 9 Biomatreials/Nanomaterials/Smart Materials (学时数3) 六、教学方法 多媒体课件、黑板板书 七、考核方式 闭卷考试 八、成绩评定方法 书面考试（30%）＋模拟学术会议演讲（60%）＋课后作业（10%） 九、教学参考书： 《Fundamentals of Materials Science and Engineering》, WilliamD. Callister 著， Jr., 7th Edition, John Wiley & Sons, Inc., 2007 年，第 1 版