西安交通大学智能材料（英）课程教学大纲一、课程基本信息智能材料（英）课程名称Smart Materials课程编号MATL501002241.5总学时课程学分理论：24实验：、上机：课外：学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口专业核心课团专业选修课口集中实践□1-1□1-2□2-1□2-2□3-1□3-2开课学期4-1 □4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础，大学物理教材、参考使用教材：书及其他[1] K. Uchino. Ferroelectric Devices. New York:Marcel资料Dekker, 2000.[2]K.Otsuka,C.M.Wayman.ShapeMemory Materials.Cambridge:Cambridge University Press,1998.参考教材：[1] M.v. Gandhi,B. S.Thompson. Smart Materials andStructures.NewYork:Springer,1992.[2]孙敏、冯典英主编，《智能材料技术》，国防工业出版社，2014年.[3]A.delMoral.Magnetostriction:BasicPrinciplesandMaterials.London:Institute of Physics,2005.二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求本课程采用全英文授课，为学生讲授智能材料的基本知识及前沿研究。智能材料作为对外界感知并作出响应的材料，是现代智能社会高技术新材料发展的重
西安交通大学智能材料（英）课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 智能材料（英） Smart Materials 课程编号 MATL501002 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 上机: 课外: （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，大学物理 教材、参考 书 及 其 他 资料 使用教材： [1] K. Uchino. Ferroelectric Devices. New York: Marcel Dekker, 2000. [2] K. Otsuka, C. M. Wayman. Shape Memory Materials. Cambridge: Cambridge University Press, 1998. 参考教材： [1] M. V. Gandhi, B. S. Thompson. Smart Materials and Structures. New York: Springer, 1992. [2] 孙敏、冯典英 主编，《智能材料技术》，国防工业出版社， 2014 年. [3] A. del Moral. Magnetostriction: Basic Principles and Materials. London: Institute of Physics, 2005. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程采用全英文授课，为学生讲授智能材料的基本知识及前沿研究。智能 材料作为对外界感知并作出响应的材料，是现代智能社会高技术新材料发展的重
要前沿方向之一。主要培养学生对智能材料基本特点的理解，英语沟通智能材料相关知识及设计满足社会需求的新型智能材料的能力。课程主要讲授几类基本智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩材料）的晶体结构、微观组织、基本特征、制备原理和应用基础，为学生提供智能材料基础及前沿知识，及根据智能材料特点选择合适材料体系解决实际问题的方法。要求学生对智能材料有概要性的认识；掌握智能材料基本知识，熟悉设计合适的智能材料体系的思路；结合国内外科研进展，锻炼科研文献阅读、英文沟通与写作及从事创新性科学研究的能力。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1.智能材料基础知识理解能力掌握智能材料在晶体结构，微观组织及宏观性能上的基本特征，熟悉典型智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩材料）的特征效应及应用领域；了解智能材料的制备方法。2.设计材料与创新能力根据智能材料的特点，选择合适的材料体系，在材料成分与制备设计中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。支撑毕业要求指标点3-3：针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材料系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。3.英语沟通交流能力采用全英文授课，锻炼学生科研文献阅读及英文写作与沟通能力。通过分析智能材料国内外科研进展，能应用英语在国际化背景下就智能材料及相关领域问题进行有效沟通和交流。支撑毕业要求指标点10-1：能应用外语在国际化背景下就材料及相关领域问题进行有效沟通和交流
要前沿方向之一。主要培养学生对智能材料基本特点的理解，英语沟通智能材料 相关知识及设计满足社会需求的新型智能材料的能力。 课程主要讲授几类基本智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩 材料）的晶体结构、微观组织、基本特征、制备原理和应用基础，为学生提供智 能材料基础及前沿知识，及根据智能材料特点选择合适材料体系解决实际问题的 方法。 要求学生对智能材料有概要性的认识；掌握智能材料基本知识，熟悉设计合 适的智能材料体系的思路；结合国内外科研进展，锻炼科研文献阅读、英文沟通 与写作及从事创新性科学研究的能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1.智能材料基础知识理解能力 掌握智能材料在晶体结构，微观组织及宏观性能上的基本特征，熟悉典型 智能材料（包括形状记忆材料，压电材料，磁致伸缩材料）的特征效应及应用领 域；了解智能材料的制备方法。 2.设计材料与创新能力 根据智能材料的特点，选择合适的材料体系，在材料成分与制备设计中体现 创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。 支撑毕业要求指标点 3-3：针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材料 系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法 律、文化及环境等因素。 3.英语沟通交流能力 采用全英文授课，锻炼学生科研文献阅读及英文写作与沟通能力。通过分析 智能材料国内外科研进展，能应用英语在国际化背景下就智能材料及相关领域问 题进行有效沟通和交流。 支撑毕业要求指标点 10-1： 能应用外语在国际化背景下就材料及相关领域 问题进行有效沟通和交流
课程目标与专业毕业要求的关联关系货业要求256781011123O课程目标课程目标 1课程目M标 2 M课程目标3注：1,2,3·12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介序参考章节名称知识点学时号21第一章绪论智能材料的基本概念及发展历史1.1智能材料概念6第二章智能材料基础智能材料晶体结构，微观组织22.1智能材料晶体结构与缺陷与基本特征及之间的关联2.2智能材料微观组织2.3智能材料基本特征第三章形状记忆材料形状记忆效应原理及典型材33.1形状记忆效应及材料料，典型形状记忆合金体系特点3.2超弹性效应及材料第四章压电材料压电智能效应原理及典型材644.1压电效应及材料料，典型压电材料的成分设计4.2电致伸缩效应及材料及工艺，环境友好压电材料的研发4.3电致相变效应及材料第五章磁致伸缩材料磁致伸缩效应原理及典型材54料，典型磁致伸缩材料体系特5.1磁致伸缩效应及材料点5.2磁电多铁效应及材料第六章智能材料应用智能材料的应用及发展趋势266.1智能材料的应用四、教学安排详表
课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 课 程 目 标 2 M 课 程 目 标 3 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序 号 章节名称 知识点 参考 学时 1 第一章 绪论 1.1 智能材料概念 智能材料的基本概念及发展 历史 2 2 第二章智能材料基础 2.1 智能材料晶体结构与缺陷 2.2 智能材料微观组织 2.3 智能材料基本特征 智能材料晶体结构，微观组织 与基本特征及之间的关联 6 3 第三章形状记忆材料 3.1 形状记忆效应及材料 3.2 超弹性效应及材料 形状记忆效应原理及典型材 料，典型形状记忆合金体系特 点 4 4 第四章压电材料 4.1 压电效应及材料 4.2 电致伸缩效应及材料 4.3 电致相变效应及材料 压电智能效应原理及典型材 料，典型压电材料的成分设计 及工艺，环境友好压电材料的 研发 6 5 第五章磁致伸缩材料 5.1 磁致伸缩效应及材料 5.2 磁电多铁效应及材料 磁致伸缩效应原理及典型材 料，典型磁致伸缩材料体系特 点 4 6 第六章 智能材料应用 6.1 智能材料的应用 智能材料的应用及发展趋势 2 四、教学安排详表
教学方式学时章节教学内容教学要求对课程目标（授课、实验、顺序分配（知识要求及能力要求）的支撑关系上机、讨论）课程目标1了解智能材料的性能特点，及社会发展对第一章授课讲述智能材料的基本概念与优点2智能材料的需求课程目标3讲述智能材料的晶体结构与缺陷，微掌握智能材料的基本知识，理解智能材料课程目标1第二章授课6观组织及基本特征，以及之间的关联课程目标3的基本特点讲述形状记忆效应、超弹性效应及典使学生能够根据形状记忆效应原理选择课程目标1授课第三章型的材料课程目标2合适的体系满足实际需求使学生能够根据压电智能效应原理选择课程目标1讲述压电效应、电致伸缩效应、电致6授课第四章合适的体系满足实际需求，及设计新型材课程目标2相变效应及典型的材料料体系满足社会发展环境友好需求讲述磁致伸缩效应、磁电多铁效应及使学生能够根据磁致伸缩效应原理选择课程目标1授课第五章.典型的材料合适的体系满足实际需求课程目标2了解智能材料适应社会需求的发展新趋课程目标1第六章2投课讲述智能材料应用和发展趋势势课程目标3
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实验、 上机、讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 讲述智能材料的基本概念与优点 2 授课 了解智能材料的性能特点，及社会发展对 智能材料的需求 课程目标 1 课程目标 3 第二章 讲述智能材料的晶体结构与缺陷，微 观组织及基本特征，以及之间的关联 6 授课 掌握智能材料的基本知识，理解智能材料 的基本特点 课程目标 1 课程目标 3 第三章 讲述形状记忆效应、超弹性效应及典 型的材料 4 授课 使学生能够根据形状记忆效应原理选择 合适的体系满足实际需求 课程目标 1 课程目标 2 第四章 讲述压电效应、电致伸缩效应、电致 相变效应及典型的材料 6 授课 使学生能够根据压电智能效应原理选择 合适的体系满足实际需求，及设计新型材 料体系满足社会发展环境友好需求 课程目标 1 课程目标 2 第五章 讲述磁致伸缩效应、磁电多铁效应及 典型的材料 4 授课 使学生能够根据磁致伸缩效应原理选择 合适的体系满足实际需求 课程目标 1 课程目标 2 第六章 讲述智能材料应用和发展趋势 2 授课 了解智能材料适应社会需求的发展新趋 势 课程目标 1 课程目标 3
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：40%，（包含：平时作业）期末：60%5.2课程自标的考核环节与评分标准1课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取平时成绩与期末考试相结合的方式。平时成绩包括平时作业，期末考试采用闭卷考核方式。课程考试（满分100分）其中40分考核学生选择合适智能材料体系及设计新型材料体系的能力，对应于课程目标2，其余60分考核学生对智能材料基本知识的学习和掌握，明确智能材料的晶体结构，微观组织，基本特征等方面的概念，对应于课程目标1。平时作业（满分100分）其中50分主要考核学生对智能材料基本知识的理解，对应于课程目标1，其余50分培养学生采用英语沟通交流能力，对应于课程目标3。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式平时作业课程考试*（100分）（100分）5060课程目标140课程目标2（3-3）50课程目标3（10-1）注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2）*期末考试试题有40分题目对应课程目标2，其余60分用于考核学生本课程专业知识掌握情况。平时作业50分用于考核学生本课程专业知识理解情况，其余50分培养学生用英语沟通交流的能力，对应课程目标3。（本课程不要求对工程知识能力的支撑）2平时作业评分标准主讲老师通过介绍典型智能材料基本知识及最新研究提出作业题，并针对学生作业在授课中提出相关问题及要求学生回答，培养学生综述智能材料特点及运用英语书面与口头沟通交流智能材料知识的能力
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 40 %，（包含：平时作业） 期末： 60 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取平时成绩与期末考试相结合的方式。平时成绩包括平时作业， 期末考试采用闭卷考核方式。 课程考试（满分 100 分）其中 40 分考核学生选择合适智能材料体系及设计 新型材料体系的能力，对应于课程目标 2，其余 60 分考核学生对智能材料基本 知识的学习和掌握，明确智能材料的晶体结构，微观组织，基本特征等方面的概 念，对应于课程目标 1。平时作业（满分 100 分）其中 50 分主要考核学生对智 能材料基本知识的理解，对应于课程目标 1，其余 50 分培养学生采用英语沟通 交流能力，对应于课程目标 3。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业 （100 分） 课程考试* （100 分） 课程目标 1 50 60 课程目标 2（3-3） 40 课程目标 3（10-1） 50 注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2）*期末考试试题有 40 分题目对应课程目标 2，其余 60 分用于考核学生本课程专业知识掌握情况。平时作 业 50 分用于考核学生本课程专业知识理解情况，其余 50 分培养学生用英语沟通交流的 能力，对应课程目标 3。（本课程不要求对工程知识能力的支撑） 2 平时作业评分标准 主讲老师通过介绍典型智能材料基本知识及最新研究提出作业题，并针对学 生作业在授课中提出相关问题及要求学生回答，培养学生综述智能材料特点及运 用英语书面与口头沟通交流智能材料知识的能力
表5-2平时作业评分标准评价标准优秀良好及格不及格85-10075-8460-740-59能够很好的理解智基本理解智能材理解一些智能材对智能材料知识能材料知识，并有效料知识，并对智能料知识，并能综理解不够，综述的综述及补充智能材料特点一定的述一些智能材料不全面，不能使材料特点，能够运用综述及补充，基本特点，用英语对用英语沟通交流英语很好的沟通交能用英语沟通交各类智能材料特分析智能材料特流分析各类智能材点及进展有一些点与进展。流分析各类智能料的特点及进展。材料特点及进展。沟通交流分析。张子大纲制定者：张立学大纲审核者：孙巧艳最后修订时间：2020年5月6日
表 5-2 平时作业评分标准 评价标准 优秀 85-100 良好 75-84 及格 60-74 不及格 0-59 能够很好的理解智 能材料知识，并有效 的综述及补充智能 材料特点，能够运用 英语很好的沟通交 流分析各类智能材 料的特点及进展。 基本理 解智能材 料知识，并对智能 材料特 点一定的 综述及补充，基本 能用英 语沟通交 流分析 各类智能 材料特点及进展。 理解一些智能材 料知识，并能综 述一些智能材料 特点，用英语对 各类智能材料特 点及进展有一些 沟通交流分析。 对智能材料知识 理解不够，综述 不全面，不能使 用英语沟通交流 分析智能材料特 点与进展。 大纲制定者：张立学 大纲审核者：孙巧艳 最后修订时间： 2020 年 5 月 6 日