南京工业大学：材料科学与工程冶金工程专业实验教学大纲（一）.docx_大学文库

This course is a compulsory course for Metallurgical Engineering. Theexperimental content involve Smetallurgical Principles, Metallurgical TransmissionPrinciples,Steel metallurgy,NonferrousMetallurgy,Metal Physics and otherprofessional core courses, as well as some optional courses,suchas PowderMetallurgy,Iron and Steel Materials and their Applications, Metal Heat Treatment Technology,Fuel Combustion,Refractory Materials,Metal Mechanical Properties andCorrosionProtection Technology. These courses cover energy transmission of the smeltingprocess of iron and steel materials and non-ferrous metals during the smelting process,as well as metal microstructure observation, mechanical property characterization andmetal material corrosion performance evaluation.It has strong practicality andoperability. A total of 1l comprehensive experiments and 1 process simulationexperiment are set up in the experimental project, with a total of 96 hours. Throughhands-on experimental operation, students can develop their ability to discoverproblems, analyze problems and solve problems, so that students can further understandthe basic theory ofmetallurgy and master research methods and focus on improving thecomprehensive utilization ability of students' professional knowledge to meet therequirements of the talent training plan for metallurgical engineering professionals三、课程目标通过本实践课程，使学生在深刻理解冶金基本理论的基础上，掌握冶金技术的研究方法和手段，在发现、分析和解决各种冶金工程问题方面具有独立的和团队合作的工作能力，具体课程目标如下：课程目标1：结合查阅文献了解不同的行业装置系统存在的问题、分析产生问题的各种内因和外部影响因素，对相关关系进行实验设计和验证，在此基础上能就装置的选材、表面处理和防护方法等提出多种解决方法。课程目标2：以高效、绿色、节能，环保为目标，使学生对冶金传输原理、钢铁冶金、有色金属冶金、金属失效、腐蚀等带来的经济损失、安全、环境、可持续发展等问题进行全面了解，并充分认识金属失效、腐蚀的危害，培养其职业道德和社会担当，结合性能、价格、社会影响等因素，建立处理复杂工程中冶金问题的综合能力，全面、深刻的对各种解决方案的工艺特点、经济效益和社会效益进行分析并得出有效结论。课程目标3：通过本课程的实施，掌握对冶金传输原理、钢铁冶金、有色金属冶金、金属失效、腐蚀等原因的多种分析检测方法，通过选材，热处理，热加工、表面防护等多种方法提高装置运行质量和经济效益，基于科学原理，结合文

This course is a compulsory course for Metallurgical Engineering. The experimental content involve Smetallurgical Principles, Metallurgical Transmission Principles, Steel metallurgy, Nonferrous Metallurgy, Metal Physics and other professional core courses, as well as some optional courses, such as Powder Metallurgy, Iron and Steel Materials and their Applications, Metal Heat Treatment Technology, Fuel Combustion, Refractory Materials, Metal Mechanical Properties and Corrosion Protection Technology. These courses cover energy transmission of the smelting process of iron and steel materials and non-ferrous metals during the smelting process, as well as metal microstructure observation, mechanical property characterization and metal material corrosion performance evaluation. It has strong practicality and operability. A total of 11 comprehensive experiments and 1 process simulation experiment are set up in the experimental project, with a total of 96 hours. Through hands-on experimental operation, students can develop their ability to discover problems, analyze problems and solve problems, so that students can further understand the basic theory of metallurgy and master research methods and focus on improving the comprehensive utilization ability of students' professional knowledge to meet the requirements of the talent training plan for metallurgical engineering professionals. 三、课程目标通过本实践课程，使学生在深刻理解冶金基本理论的基础上，掌握冶金技术的研究方法和手段，在发现、分析和解决各种冶金工程问题方面具有独立的和团队合作的工作能力，具体课程目标如下：课程目标 1：结合查阅文献了解不同的行业装置系统存在的问题、分析产生问题的各种内因和外部影响因素，对相关关系进行实验设计和验证，在此基础上能就装置的选材、表面处理和防护方法等提出多种解决方法。课程目标 2：以高效、绿色、节能，环保为目标，使学生对冶金传输原理、钢铁冶金、有色金属冶金、金属失效、腐蚀等带来的经济损失、安全、环境、可持续发展等问题进行全面了解，并充分认识金属失效、腐蚀的危害，培养其职业道德和社会担当，结合性能、价格、社会影响等因素，建立处理复杂工程中冶金问题的综合能力，全面、深刻的对各种解决方案的工艺特点、经济效益和社会效益进行分析并得出有效结论。课程目标 3：通过本课程的实施，掌握对冶金传输原理、钢铁冶金、有色金属冶金、金属失效、腐蚀等原因的多种分析检测方法，通过选材，热处理，热加工、表面防护等多种方法提高装置运行质量和经济效益，基于科学原理，结合文

献调研、信息分析等方法确定最佳研究方案，对金属材料成分、工艺、组织、性能间的相关关系进行实验设计，以获得有效结论。课程目标4：通过各实验项目的组内组外的合作、交流，同时培养个人独立性以及团队成员协同分析、解决问题的能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿，明白团队内普通成员、核心成员、团队负责人的不同作用，与不同学科的人员交流，根据自身的知识结构合理确定角色和定位，充分发挥角色作用。课程目标5：具备与他人进行人际交往、沟通、协调、管理的能力，能够在多学科，多成员背景下的团队中充当负责人的角色，在综合性和设计性实验中，组织团队成员分工协作，提出最优化方案，发挥团队各个成员优势，快速高质量完成目标。课程目标6：能够对实验的现象、数据、图表等结果进行归纳、计算、分析和总结，撰写实验报告，条理清楚，分析有针对性，合理性，成功的实验总结经验，失败的实验分析原因，并对数据可靠性，准确性、合理性进行分析，并能在规定的时间和篇幅内，通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报，叙述清楚，要点突出，浅显易懂。本课程目标对毕业要求内涵观测点的支撑关系：毕业要求毕业要求指标点内容课程目标权重能结合文献研究，对冶金复杂工程问题的影响因素进行分析论证，寻求可替代课程目标2.3的解决方案，认识到解决方案的多样1性。能正确表达冶金复杂工程问题的解决课程目标方案，并分析解决方案的合理性，并获2.42得有效结论。能根据复杂工程应用对金属材料性能的要求，基于科学原理，通过文献调研、信息分析等方法确定冶金复杂工程间课程目标4.1题的研究方案，对金属材料成分、工艺、3组织、性能间的相关关系进行实验设计。具备与其他学科的成员进行有效沟通、课程目标合作共事的能力，能够控制自我并了4解、理解他人需求和意愿。在工程实践中，能组织团队成员开展工作：能独立完成团队分配的工作；具有团队合作精神和创业精神，能胜任团队课程目标成员的角色与责任；能倾听其他团队成5员的意见，在团队中起到协调、管理作用

献调研、信息分析等方法确定最佳研究方案，对金属材料成分、工艺、组织、性能间的相关关系进行实验设计，以获得有效结论。课程目标 4：通过各实验项目的组内组外的合作、交流，同时培养个人独立性以及团队成员协同分析、解决问题的能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿，明白团队内普通成员、核心成员、团队负责人的不同作用，与不同学科的人员交流，根据自身的知识结构合理确定角色和定位，充分发挥角色作用。课程目标 5：具备与他人进行人际交往、沟通、协调、管理的能力，能够在多学科，多成员背景下的团队中充当负责人的角色，在综合性和设计性实验中，组织团队成员分工协作，提出最优化方案，发挥团队各个成员优势，快速高质量完成目标。课程目标 6：能够对实验的现象、数据、图表等结果进行归纳、计算、分析和总结，撰写实验报告，条理清楚，分析有针对性，合理性，成功的实验总结经验，失败的实验分析原因，并对数据可靠性，准确性、合理性进行分析，并能在规定的时间和篇幅内，通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报，叙述清楚，要点突出，浅显易懂。本课程目标对毕业要求内涵观测点的支撑关系：毕业要求毕业要求指标点内容课程目标权重 2.3 能结合文献研究，对冶金复杂工程问题的影响因素进行分析论证，寻求可替代的解决方案，认识到解决方案的多样性。课程目标 1 2.4 能正确表达冶金复杂工程问题的解决方案，并分析解决方案的合理性，并获得有效结论。课程目标 2 4.1 能根据复杂工程应用对金属材料性能的要求，基于科学原理，通过文献调研、信息分析等方法确定冶金复杂工程问题的研究方案，对金属材料成分、工艺、组织、性能间的相关关系进行实验设计。课程目标 3 具备与其他学科的成员进行有效沟通、合作共事的能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿。课程目标 4 在工程实践中，能组织团队成员开展工作；能独立完成团队分配的工作；具有团队合作精神和创业精神，能胜任团队成员的角色与责任；能倾听其他团队成员的意见，在团队中起到协调、管理作用。课程目标 5

课程思政、劳章节分布教学内容与学时分配育、美育内容提要标题铜的感应熔炼和电解精炼（10学时）了解真空感应炉结构及真空的获得方法；了解真空感应熔炼的特点及真空感应熔炼基本原理；2、掌握铜电解精炼的基本原理及其目的；了解铜电解精基本要求炼的技术条件对电解过程的影响；理解电流效率与电能消耗的概念；熟悉铜电解精炼实验的设备及操实作。践行“绿水青山就验感应加热过程能量相互转化原理；铜电解精炼过程是金山银山”重要重点阴阳极板的基本电化学反应过程；真空感应熔炼和思想的实践。电解精制的特点涡电流产生的基本原理；铜电解精炼的电化学反应难点热力学特性；真空感应炉的结构和操作参数的设定实验类型口综合口设计口验证口演示实验性质回必做文口选做标题动量传输综合实验（6学时）了解流体流动的两种状态，掌握临界雷诺数的测定方法；学会流体速度及流量测定方法；掌握流体阻力基本要求的类型，并通过实验测定管道的局部阻力系数和沿程阻力系数，分析各阻力系数的影响因素及规律。掌握泵的性能曲线测定方法。掌握描述流体流动状态的参数测定方法及其与流体从流体的性质及相实流动状态之间的关系；掌握各类流体流动的各类阻关的研究方法介验力损失实验测定原理及方法：掌握流体输送机械性绍，引入自然与人重点能曲线的实验测定原理及方法：掌握流体的管路特二文知识的研究方法性及流体输送机械的工作点；掌握等面积环的划分与关系等方法及管道内采用等面积环方法测定流体流量的方法。流体力学各项参数间的换算以及工程实际测量中的难点应用。实验类型口设计1口验证口综合口演示口必做实验性质口选做标题热量传输特性综合实验（6学时）辐射换热过程中量掌握材料导热系数测定原理及方法；了解导热与导实基本要求子力学的相关知电之间的相似性，并利用该相似性测定导热温度场验识，将工程类课程掌握两种固体材料导热系数测定的原理及方法；根三与现代科学之间的重点据导热与导电之间的相似性关系，用电场描绘的方关系，鼓励学生将法模拟二维温度场

章节分布教学内容与学时分配课程思政、劳育、美育内容提要实验一标题铜的感应熔炼和电解精炼（10 学时）基本要求 1、了解真空感应炉结构及真空的获得方法；了解真空感应熔炼的特点及真空感应熔炼基本原理； 2、掌握铜电解精炼的基本原理及其目的；了解铜电解精炼的技术条件对电解过程的影响；理解电流效率与电能消耗的概念；熟悉铜电解精炼实验的设备及操作。践行“绿水青山就是金山银山”重要重点思想的实践。感应加热过程能量相互转化原理；铜电解精炼过程阴阳极板的基本电化学反应过程；真空感应熔炼和电解精制的特点难点涡电流产生的基本原理；铜电解精炼的电化学反应热力学特性；真空感应炉的结构和操作参数的设定实验类型 □设计 □验证  综合 □演示实验性质  必做 □选做实验二标题动量传输综合实验（6 学时）从流体的性质及相关的研究方法介绍，引入自然与人文知识的研究方法与关系等基本要求了解流体流动的两种状态，掌握临界雷诺数的测定方法；学会流体速度及流量测定方法；掌握流体阻力的类型，并通过实验测定管道的局部阻力系数和沿程阻力系数，分析各阻力系数的影响因素及规律。掌握泵的性能曲线测定方法。重点掌握描述流体流动状态的参数测定方法及其与流体流动状态之间的关系；掌握各类流体流动的各类阻力损失实验测定原理及方法；掌握流体输送机械性能曲线的实验测定原理及方法；掌握流体的管路特性及流体输送机械的工作点；掌握等面积环的划分方法及管道内采用等面积环方法测定流体流量的方法。难点流体力学各项参数间的换算以及工程实际测量中的应用。实验类型 □设计 □验证  综合 □演示实验性质  必做 □选做实验三标题热量传输特性综合实验（6 学时）辐射换热过程中量子力学的相关知识，将工程类课程与现代科学之间的关系，鼓励学生将基本要求掌握材料导热系数测定原理及方法；了解导热与导电之间的相似性，并利用该相似性测定导热温度场重点掌握两种固体材料导热系数测定的原理及方法；根据导热与导电之间的相似性关系，用电场描绘的方法模拟二维温度场

傅里叶导热定律及其在一维稳态导热中的应用、计科学与工程有机结难点算。合实验类型设计验证综合口演示实验性质必做口选做标题燃料燃烧综合实验（6学时）燃料燃烧与技术的发展历程与国家经掌握煤的工业分析方法，掌握氧弹法测定煤热值的济社会发展的关基本要求原理和方法：掌握冉烈燃烧烟气成分分析原理及方系，熟悉行业对于法实国家、名族、社会的验氧弹法测定煤热值及燃料燃烧烟气成分分析的原理重点重要性，鼓励学生四和方法。坚定意志、勇敢克难点煤热值的计算和烟气成分分析方法服困难，深化文化实验类型口设计口验证团综合口演示认同，勇挑国家发实验性质团必做口选做展责任。标题钢的常规热处理工艺及非平衡组织观察（8学时）熟悉常规热处理工艺操作及硬度测量方法，了解率火和回火工艺操作（4学时）。熟悉非平衡组织特点基本要求了解非平衡组织形成过程，了解非平衡组织和性能热处理对金属材料实之间的关系。（4学时）性能有明显影响，验热处理工艺对其组织和硬度的影响；淬火、回火后钢是金属材料制备的五重点的组织形态关键工艺难点不同热处理参数对组织形态和性能的影响实验类型口设计日验证口综合口演示实验性质回必做1口选做标题铁碳合金平衡组织及其金相观察（12学时）掌握光学和数码金相显微镜的原理和使用方法：掌材料组成、显微组基本要求握金相试样的制备方法掌握铁碳合金平衡组织的显织和宏观性能等互微特征、形成过程实相关联，相互影响，金相试样制备各工艺环节的主要作用；铁碳合金平验重点明白之间的关系有衡组织形成的主要原理六助于材料的组成设侵蚀的主要作用及原理；铁碳合金基本物相与平衡计、制造和加工工难点组织之间的关联性；艺优化。实验类型口设计口验证口综合口演示实验性质口必做口选做五、课程教学方法本课程教学方法：学生课前预习，教师课时先简要讲授实验要点和注意事项学生分组，讨论实验方案，分工协作，要求每人亲自动手，共同完成实验，并对实验过程中出现的问题，及时与组内成员、组外成员及教师间进行交流讨论，实

难点傅里叶导热定律及其在一维稳态导热中的应用、计算。科学与工程有机结合实验类型设计 □验证  综合 □演示实验性质  必做 □选做实验四标题燃料燃烧综合实验（6 学时）燃料燃烧与技术的发展历程与国家经济社会发展的关系，熟悉行业对于国家、名族、社会的重要性，鼓励学生坚定意志、勇敢克服困难，深化文化认同，勇挑国家发展责任。基本要求掌握煤的工业分析方法，掌握氧弹法测定煤热值的原理和方法；掌握冉烈燃烧烟气成分分析原理及方法重点氧弹法测定煤热值及燃料燃烧烟气成分分析的原理和方法。难点煤热值的计算和烟气成分分析方法实验类型 □设计 □验证  综合 □演示实验性质  必做 □选做实验五标题钢的常规热处理工艺及非平衡组织观察（8 学时）热处理对金属材料性能有明显影响，是金属材料制备的关键工艺基本要求熟悉常规热处理工艺操作及硬度测量方法，了解淬火和回火工艺操作（4 学时）。熟悉非平衡组织特点，了解非平衡组织形成过程，了解非平衡组织和性能之间的关系。（4 学时）重点热处理工艺对其组织和硬度的影响；淬火、回火后钢的组织形态难点不同热处理参数对组织形态和性能的影响实验类型 □设计  验证 □综合 □演示实验性质  必做 □选做实验六标题铁碳合金平衡组织及其金相观察（12 学时）材料组成、显微组织和宏观性能等互相关联，相互影响，明白之间的关系有助于材料的组成设计、制造和加工工艺优化。基本要求掌握光学和数码金相显微镜的原理和使用方法；掌握金相试样的制备方法掌握铁碳合金平衡组织的显微特征、形成过程重点金相试样制备各工艺环节的主要作用；铁碳合金平衡组织形成的主要原理难点侵蚀的主要作用及原理；铁碳合金基本物相与平衡组织之间的关联性；实验类型 □设计 □验证  综合 □演示实验性质  必做 □选做五、课程教学方法本课程教学方法：学生课前预习，教师课时先简要讲授实验要点和注意事项，学生分组，讨论实验方案，分工协作，要求每人亲自动手，共同完成实验，并对实验过程中出现的问题，及时与组内成员、组外成员及教师间进行交流讨论，实