北方工业大学：材料科学与工程（新材料）《材料综合实验》课程教学大纲

《材料综合实验》 实验教学大纲 课程基本信息 课程类型☑独立设置的实验课口课内实验 课程编码 7268511学分1总学时32实验学时32 课程名称 材料综合实验 课程英文名称Integrative Experiment of Materials 适用专业 材料科学与工程 (7204221)材料科学基础：(7318201)金相制样技术实验 先修课程 (7266501)材料力学性能：(7266601)材料物理性能：(7266701) 金属材料学 开课部门机械与材料工程学院材料科学与工程系 二、课程性质与目标 《材料综合实验》的授课对象为材料专业的学生，它是材料类学生必修的一 门重要的专业基础课。通过本课程的学习，为材料专业后续课程建立必要的基础 培养学生掌握有关材料的制备、测试方法和材料性能等方面的基本概念，加深对 理论知识的理解，掌握实验技能，培养实验研究能力，并通过设计性、综合性实 验，培养学生的创新能力。 三、 实验的性质与任务 本课程是配合多门先修课程，以金属材料，特别是工程应用中常见的钢铁材 料及铝合金材料为实例，开设了一系列的基础实验，是学生继续深入学习后续专 业理论课和专业实践课的重要基础。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 一微波材料学工作 站制备铝硅合金 12 综合性实验

1 《材料综合实验》 实验教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 ☑独立设置的实验课 □课内实验 课程编码 7268511 学分 1 总学时 32 实验学时 32 课程名称 材料综合实验 课程英文名称 Integrative Experiment of Materials 适用专业 材料科学与工程 先修课程 （7204221）材料科学基础；（7318201）金相制样技术实验； （7266501 ）材料力学性能；（7266601）材料物理性能；(7266701) 金属材料学 开课部门 机械与材料工程学院材料科学与工程系 二、 课程性质与目标 《材料综合实验》的授课对象为材料专业的学生，它是材料类学生必修的一 门重要的专业基础课。通过本课程的学习，为材料专业后续课程建立必要的基础， 培养学生掌握有关材料的制备、测试方法和材料性能等方面的基本概念，加深对 理论知识的理解，掌握实验技能，培养实验研究能力，并通过设计性、综合性实 验，培养学生的创新能力。 三、 实验的性质与任务 本课程是配合多门先修课程，以金属材料，特别是工程应用中常见的钢铁材 料及铝合金材料为实例，开设了一系列的基础实验，是学生继续深入学习后续专 业理论课和专业实践课的重要基础。 四、 实验教学内容与学时分配 序号 实验名称 学时 实验类型 1 实验一 微波材料学工作 站制备铝硅合金 12 综合性实验

实验二钢的热处理及组 综合性实验 织性能分析 6 实验三材科物相分析实 2 综合性实% 五、 实验安排与要求 1、实验一：微波材料学工作站制备铝硅合金 主要内容： 了解：微波材料学工作站的工作原理及基本构造。 学握：微波材料学工作站熔炼铝硅合金的工艺过程及具体操作。铝硅合金的 金相制样及组织分析。 完成实验报告 。 2、实验二：钢的热处理及组织性能分析 主要内容： 了解：箱式电阻炉、马弗炉、可控升降温电炉的使用条件、工艺及操作方法： 预磨机、抛光机、切割机的工作原理，金相制样及显微组织显示方法。 掌握：钢的基本热处理工艺一一退火、正火、淬火和回火，不同热处理状态 下钢的金相组织及性能之间的关系。金相试样的机械磨光、手工磨光、机械抛光 的方法及原理，金相试样制备方法全过程，使学生能够独立完成金相试样的制备 工作。 完成实验报告二。 3、实验三：材料物相分析实验 了解：X射线衍射仪的结构及工作原理 掌握：X射线衍射仪的基本操作，X射线衍射物相定性分析的方法和步骤。 鉴定衍射图谱结果，并进行物相标定。 完成实验报告三。 六、 实验教学与其它相关课程的联系与分工 先修课程：《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料物理性能》。 后续课程：《材料综合实验技能提高》、《材料研究方法提高》、《生产实习》、 《毕业设计》等。 该课程能够为后续多个实验课实验内容的顺利实施奠定基础。 七、实验教学设计与教学组织 2

2 2 实验二 钢的热处理及组 织性能分析 16 综合性实验 3 实验三 材料物相分析实 验 4 综合性实验 五、 实验安排与要求 1、实验一：微波材料学工作站制备铝硅合金 主要内容： 了解：微波材料学工作站的工作原理及基本构造。 掌握：微波材料学工作站熔炼铝硅合金的工艺过程及具体操作。铝硅合金的 金相制样及组织分析。 完成实验报告一。 2、实验二：钢的热处理及组织性能分析 主要内容： 了解：箱式电阻炉、马弗炉、可控升降温电炉的使用条件、工艺及操作方法； 预磨机、抛光机、切割机的工作原理，金相制样及显微组织显示方法。 掌握：钢的基本热处理工艺---退火、正火、淬火和回火，不同热处理状态 下钢的金相组织及性能之间的关系。金相试样的机械磨光、手工磨光、机械抛光 的方法及原理，金相试样制备方法全过程，使学生能够独立完成金相试样的制备 工作。 完成实验报告二。 3、实验三：材料物相分析实验 了解： X 射线衍射仪的结构及工作原理 掌握：X 射线衍射仪的基本操作，X 射线衍射物相定性分析的方法和步骤， 鉴定衍射图谱结果，并进行物相标定。 完成实验报告三。 六、 实验教学与其它相关课程的联系与分工 先修课程:《材料科学基础》、《材料力学性能》、《材料物理性能》。 后续课程：《材料综合实验技能提高》、《材料研究方法提高》、《生产实习》、 《毕业设计》等。 该课程能够为后续多个实验课实验内容的顺利实施奠定基础。 七、 实验教学设计与教学组织

探索和改进教学方法，提倡启发式、讨论式、案例式、实操式教学，突出对 学生实际动手能力和工程应用能力的培养。 1、实验一：微波材料学工作站制备铝硅合金 (1)教学设计：掌握微波材料学工作站的特点及使用方法，掌握铝硅合金 熔炼的工艺流程及金相制样组织观察。 (2)教学组织：通过教师讲授、教师演示、学生动手操作、教师规范学生 操作微波材料学工作站使用方法等环节，使学生能够充分实践铝硅合金熔炼的基 本工艺流程，熟练掌握铝合金金相制样及组织观察方法： 2、实验二钢的热处理及组织性能分析 (1)教学设计：掌握钢的4种不同热处理制度及方法，掌握钢铁材料的金 相试样制备方法。 (2)教学组织：通过教师讲授、教师演示、学生动手操作、教师规范学生 制样动作等环节，掌握钢的不同热处理流程及制备金相组织分析的方法，使学生 具备独立完成热处理及金相组织分析的能力。 3、实验三材料物相分析实验 (1)教学设计，了解X射线衍射仪的结构及丁作原理.，堂棍X射线物相定 性分析的方法和步骤：给定实验样品，设计实验方案，做出正确的分析鉴定结果 (2)教学组织：通过教师指导学生正确操作X射线衍射仪，进行不同金属 材料样品的测试工作，结合相关理论知识对衍射图谱进行分析、描述和说明。 通过以上的教学设计，除了让学生熟练掌握常规金属材料的制备、加工及检 测分析的能力以外，还潜移默化的让学生知晓实验室的安全规定、设备安全注意 事项及要求、设备操作标准等，进一步培养学生脚踏实地、认真负责的工作态度 和严谨细致的工作作风，充分锻炼学生的动手能力，提高分析问题和解决问题的 能力。 八、实验教材、实验指导书及教学参考资料 1.实验指导书 自编《材料综合实验指导书》 2.参考资料 葛利玲《材料科学与工程基础实验教程》机械工业出版社2008 刘芙，张升才《材料科学与工程基础实验指导书》浙江大学出版社2011 九、实验考核方法及成绩评定标准 本实验课程以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对实验 环节掌握的熟练程度为重要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中，实验报告 3

3 探索和改进教学方法，提倡启发式、讨论式、案例式、实操式教学，突出对 学生实际动手能力和工程应用能力的培养。 1、实验一：微波材料学工作站制备铝硅合金 （1）教学设计：掌握微波材料学工作站的特点及使用方法，掌握铝硅合金 熔炼的工艺流程及金相制样组织观察。 （2）教学组织：通过教师讲授、教师演示、学生动手操作、教师规范学生 操作微波材料学工作站使用方法等环节，使学生能够充分实践铝硅合金熔炼的基 本工艺流程，熟练掌握铝合金金相制样及组织观察方法； 2、实验二 钢的热处理及组织性能分析 （1）教学设计：掌握钢的 4 种不同热处理制度及方法，掌握钢铁材料的金 相试样制备方法。 （2）教学组织：通过教师讲授、教师演示、学生动手操作、教师规范学生 制样动作等环节，掌握钢的不同热处理流程及制备金相组织分析的方法，使学生 具备独立完成热处理及金相组织分析的能力。 3、实验三 材料物相分析实验 （1）教学设计：了解 X 射线衍射仪的结构及工作原理，掌握 X 射线物相定 性分析的方法和步骤；给定实验样品，设计实验方案，做出正确的分析鉴定结果。 （2）教学组织：通过教师指导学生正确操作 X 射线衍射仪，进行不同金属 材料样品的测试工作，结合相关理论知识对衍射图谱进行分析、描述和说明。 通过以上的教学设计，除了让学生熟练掌握常规金属材料的制备、加工及检 测分析的能力以外，还潜移默化的让学生知晓实验室的安全规定、设备安全注意 事项及要求、设备操作标准等，进一步培养学生脚踏实地、认真负责的工作态度 和严谨细致的工作作风，充分锻炼学生的动手能力，提高分析问题和解决问题的 能力。 八、 实验教材、实验指导书及教学参考资料 1.实验指导书 自编《材料综合实验指导书》 2.参考资料 葛利玲《材料科学与工程基础实验教程》机械工业出版社 2008 刘芙，张升才《材料科学与工程基础实验指导书》浙江大学出版社 2011 九、 实验考核方法及成绩评定标准 本实验课程以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对实验 环节掌握的熟练程度为重要内容。能力目标达成评价与考核总成绩中，实验报告

成绩占50%，平时考查（包括出勤、实验环节个人表现及分析评价效果)占50%。 通过以上考核方式激发学生们的学习兴趣和主观能动性，培养学生们认真严谨的 工作态度。 具体细则如下表所示： 考核评价 成绩组成 环节 分值 考核/评价细则 考勤 20 主要考核学生上课的出勤率。 平时成绩 主要考核学生上课及动手操作实验时 50% 实验表现 80 态度的认真程度及个人表现。 共有3份实验报告，要求学生按实验指导 实验报告 书要求完成。主要考核实验报告格式合理 实验报告 100 50% 性、报告内容完整性及其与实验内容准确 性、实验相关数据处理及分析结果。 十、 大纲制（修）订说明 任课教师可根据学生掌握情况和理论课程上课实际情况，对实验内容和实验 时间安排做适当调整。 本课程涉及的实验必须在保证安全的情况下进行实验教学，具体为：遵守实 验室安全规章制度：对所有参与实验的教师、工作人员、学生等进行实验室安全 知识培训：具有消防设备和紧急安全设施、使用危险物品的要认真贯彻国家《危 险化学品安全管理条例》。 大纲执笔人：毛潭杨越 大纲审核人：朱远志 开课系主任：崔岩 开课学院教学副院长：刘东 制（修）订日期：2022年02月

4 成绩占 50%，平时考查（包括出勤、实验环节个人表现及分析评价效果）占 50%。 通过以上考核方式激发学生们的学习兴趣和主观能动性，培养学生们认真严谨的 工作态度。 具体细则如下表所示： 成绩组成 考核/评价 环节 分值 考核/评价细则 平时成绩 50% 考勤 20 主要考核学生上课的出勤率。 实验表现 80 主要考核学生上课及动手操作实验时 态度的认真程度及个人表现。 实验报告 50% 实验报告 100 共有 3 份实验报告，要求学生按实验指导 书要求完成。主要考核实验报告格式合理 性、报告内容完整性及其与实验内容准确 性、实验相关数据处理及分析结果。 十、 大纲制(修)订说明 任课教师可根据学生掌握情况和理论课程上课实际情况，对实验内容和实验 时间安排做适当调整。 本课程涉及的实验必须在保证安全的情况下进行实验教学，具体为：遵守实 验室安全规章制度；对所有参与实验的教师、工作人员、学生等进行实验室安全 知识培训；具有消防设备和紧急安全设施、使用危险物品的要认真贯彻国家《危 险化学品安全管理条例》。 大纲执笔人：毛潭 杨越 大纲审核人：朱远志 开课系主任：崔岩 开课学院教学副院长：刘东 制（修）订日期：2022 年 02 月