南京工业大学：材料科学与工程金属材料工程专业实验教学大纲（一）.docx_大学文库

metal of Corrosion Resistant, as well as elective courses such as Metal Heat Treatment Technology, and Circulating Cooling Water Treatment Technology. The experiment covers basic quality detection and test evaluation methods of metal materials from preparation, molding, surface treatment to corrosion and protection, such as microstructure and mechanical properties, corrosion properties and protection methods. It has strong practicality and operability. There are 5 comprehensive experiments and 2 confirmatory experiments in the experimental project, with a total of 48 class hours. Through hands-on experimental operation, cultivate students' ability to find problems, then analyze and solve problems, so as to further understand the basic theory of metal materials, master research methods and means. And focus on improving the comprehensive utilization ability of students' professional knowledge to meet the requirements of the talent training plan of metal materials specialty. 三、课程目标通过本实践课程，使学生在深刻理解金属材料基本理论的基础上，掌握金属材料的研究方法和手段，在发现、分析和解决各种复杂金属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行业金属装置系统存在的问题、分析金属材料的组成、显微组织、宏观性能、腐蚀失效与环境介质、操作参数、结构、受力等因素相关关系，并进行实验设计和论证，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。并以高效、绿色、节能，环保为目标，结合性能、价格、社会影响等因素，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 2：针对金属装置系统存在的问题，在掌握金属失效、腐蚀的各种分析检测方法的基础上，根据分析和检测结果，结合文献调研、信息分析等方法确定问题的最佳研究方案，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，并安全实施，对数据进行正确处理，对实验结果进行分析和解释，以获得有效结论。课程目标 3：通过各实验项目的组内组外的合作、交流，明白团队内普通成员、核心成员、团队负责人的角色和定位，清楚个人知识结构和角色定位，充分发挥各个角色作用，同时培养个人独立性以及团队成员协作能力。在综合性和设计性实验中，与不同学科的人员交流，能够在多学科，多成员背景下的团队中充

当负责人的角色，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，快速提高质量完成目标。课程目标 4：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毕业要求 2 问题分析：能够运用数学、自然科学和工程科学等基本原理，识别、表达，并通过文献研究分析金属材料设计与制备加工过程中和相关金属服役过程中的复杂工程问题，判断影响产品质量的关键因素，能正确提出工程问题的解决方案，分析解决方案的合理性，并获得有效结论。 2.3 能结合文献研究，对金属材料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。 2.4 能正确表达金属材料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 1 毕业要求 4 研究：具有较强的创新意识，根据复杂工程应用对性能的要求，能够基于科学原理并采用科学方法对金属材料成分、工艺、组织、性能间的相关关系进行研究，具备设计和实施实验的能力，能对实验结果进行分析，并得到合理有效的结论。 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金属材料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。 4.2 具有较强的创新意识，能够根据实验方案，采用科学的实验方法和测试方法，安全地开展金属材料相关实验，能正确采集、处理实验数据，对实验结课程目标 2

果进行分析和解释，获取合理有效的结论。毕业要求 9 个人和团队：具备与他人协调、团队管理的能力，具有团队合作精神和创业精神，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 9.1 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。 9.2 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 3 毕业要求 10 沟通：能够就金属材料工程专业复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 10.1 掌握技术文件写作方法，理解和撰写效果良好的金属材料工程技术方面的报告和设计文件，能够针对金属工程材料的复杂工程问题，通过口头、书面、图表、工程图纸等方式与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。课程目标 4 本课程复杂工程问题的支撑：复杂工程问题描述课程对解决复杂工程问题能力培养的贡献点金属材料的性能和寿命与多种因素相关，内因包括金属材料的品种、组成、显微组织、制备和加工工艺等，外因包括使用环境介质、操作参数、结构设计、受力、通过观察金相显微组织，掌握金属材料的品种、成分、热加工工艺，热处理工艺等对显微组织的影响和关系，通过力学性能测试掌握金属材料的品种、组成与性能关系。通过水处理实验使学生了解缓蚀阻垢剂对循环水中金属的保护作用，对减少污水排放，节约用水的作用

实验项目实验内容与学时分配课程思政、劳育、美育内容提要实验一实验项目名称金属材料的力学性能测试（4 学时）基本要求了解电子万能试验机和冲击试验机的使用方法。测定金属材料的抗拉强度、断后伸长率和冲击吸收功。力学性能是金属材料最重要的参数，关系设备装置的选材、结构设计，成本控制、和运行安全。重点不同金属材料力学性能的特点难点材料试验机的参数选定和操作技术实验类型 □设计 验证 □综合 □演示实验性质 必做 □选做实验二实验项目名称金相试样的制备和显微分析技术（6 学时）基本要求掌握金相试样的制备方法（2 学时）；了解金相显微镜的构造原理和使用方法（2 学时），了解计算机图像采集操作技术和图像的编辑处理技术（2 学时）。内因决定外因，微观组织决定材料的宏观性能，微观组织的变化反应材料的老化，失效等过程，金相观察就是手段，就是方法。重点金相试样的制备技术和显微镜的操作难点金相试件磨制和抛光技术，实验类型 □设计 □验证 综合 □演示实验性质 必做 □选做实验三实验项目名称铁碳合金平衡组织观察（4 学时）基本要求掌握铁碳合金平衡组织的显微特征；分析铁碳合金平衡组织的形成过程；了解含碳量与平衡组织的关系；了解含碳量对平衡状态下钢的力学性能的影响。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。重点掌握铁碳合金平衡组织的显微特征难点含碳量对平衡组织的影响实验类型 □设计 验证 □综合 □演示实验性质 必做 □选做实验项目名称钢的常规热处理工艺及非平衡组织观察（8 学时）

实验四基本要求熟悉常规热处理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）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重点热处理操作工艺与性能关系难点硬度测量技术实验类型 □设计 □验证 综合 □演示实验性质 必做 □选做实验五实验项目名称金属材料热加工典型组织观察（6 学时）基本要求观察几种常用的铸铁和有色合金的显微组织，了解有关金属材料的成分、组织和性能之间的关系（4 学时）。观察不同焊接方法的焊接接头金相组织，熟悉低碳钢焊接接头各区域的组织变化和性能特点；了解不同焊接方法对焊接热影响区大小的影响（2 学时）。观察热加工和焊接组织有助于确定焊接工艺，评价焊接质量，保证装置的结构安全。重点不同焊接方法的接头金相组织的特点难点各种金相组织的绘制与描述实验类型 □设计 □验证 综合 □演示实验性质 必做 □选做实验六实验项目名称腐蚀环境用水处理剂合成（12 学时）基本要求掌握自由基溶液聚合的特点和原理，用水溶液聚合制备不同类型聚丙烯酰胺（（4 学时）；了解聚丙烯酸钠水处理剂的合成原理和应用，掌握丙烯酸聚合反应的基本操作，掌握聚丙烯酸分子量测定的基本原理和基本操作。（8 学时）水溶液聚合法生产水处理剂，是绿色化工方法生产绿色化工产品的典型，对安全、环保，可持续发展的重大贡献。重点聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠合成工艺难点合成的操作技术，分子量与性能关系。实验类型 □设计 □验证 综合 □演示实验性质 必做 □选做实验项目名称水处理剂对冷却水中碳钢的缓蚀和阻垢性能测试（8 学时）

实验七基本要求掌握工业冷却水中主要几种离子的测定方法；熟悉 pH 计和浑浊度仪等常用仪器的使用方法（2 学时）；掌握静态阻垢测定原理和方法（3 学时），掌握旋转挂片法评价金属腐蚀的方法（3 学时）。缓蚀阻垢剂的使用，减少污水排放，节约用水，减少金属腐蚀，提高装置运行效率和安全，绿水青山就是金山银山。重点水质分析方法，缓蚀率和阻垢率方法难点操作技术要到位，数据才能准确。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，实验结束时向老师和同学汇报实验结果和心得。课后按规范进行数据处理分析，完成实验报告。六、课程考核与评价 1.课程的考核环节考核环节分值考核细则平时成绩 100 由实验指导教师根据相关课程目标对学生日常实验中的表现进行评价，按优，良，中、及格，不及格进行评价，具体评价方法见下表评价标准，全部实验结束后课程负责人根据各实验项目成绩，按优、良、中、及格与不及格五级分别折算百分制为 95，85，75， 65，55 分，并以学时作为权重，计算总平时成绩。实验报告 100 由实验指导教师根据相关课程目标对学生实验报告进行批改：包括以下几个方面（1）报告要素齐全程度，（2）语言文字表达能力，（3）数据处理过程完整性、正确性，（4）结果分析和讨论正确性，（5）思考题回答正确性。按优，良，中、及格，不及格等级进行评价，课程负责人根据各实验项目报告成绩，按优、良、中、及格与不及格五级分别折算百分制为 95，85，75，65，55 分，并以学时作为权重，计算总平时成绩。期末成绩 100 期末以开卷考试方式进行，试卷内容包含支

撑毕业要求的各课程目标。综合考察与实验相关的基本原理、操作要点，结果数据分析处理，问题分析，解决方案、书面表述能力等，按百分制计成绩。总计 100 以平时成绩 30%、实验报告成绩 30%、期末成绩的 40%计入课程总成绩。表 1 平时成绩评分标准课程目标优良中及格不及格课程目标 1 分析金属材料的腐蚀失效各影响因素，对相关关系进行实验设计和论证，提出多种解决方法。综合考虑经济效益和社会效益因素并得出有效结论。能够分析产生问题的各种内因和外部影响因素，在此基础上能就装置的选材、表面处理和防护方法等提出一种或几种解决方法并得出有效结论。基本上能够结合查阅文献了解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，在此基础上能就装置的选材、表面处理和防护方法等提出基本解决方法。结合查阅文献了解少数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，在此基础上能就装置的选材、表面处理和防护方法等提出基本解决方法。结合查阅文献了解个别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，难以提出基本解决方法。课程目标 2 能够掌握金属失效、腐蚀的多种分析检测方法，用多种方法提高装置运行质量和经济效益，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，并获得有效结论。能够掌握金属失效、腐蚀的多种分析检测方法，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，并获得有效结论。了解对金属失效、腐蚀等原因的多种分析检测方法，能够基于科学原理，结合文献调研、信息分析等方法确定研究方案，并获得有效结论。了解金属失效、腐蚀多种分析检测方法，能够基于科学原理，结合文献调研、信息分析等方法确定研究方案，并获得一些结论。了解金属失效、腐蚀的少量分析检测方法，能够结合文献调研、信息分析等方法确定研究方案，并获得一些结论。课程目标 3 在团队内为负责人的角色，具有在团队内为核心成员的角色，能够与组内成员合作、交流，能够与组内成员合作、交流，具有与组内成员难以合作、交流

很强的独立性和团队协作能力。与不同学科的人员交流，提出最优化方案，发挥团队各个成员优势，快速完成目标。具有很强的独立性和团队协作能力。与不同学科的人员交流，在多成员背景下的团队中充当负责人助手的角色，组织团队成员分工协作，提出合理方案。具有个人独立性和团队成员协同能力，能与不同学科的人员交流，充当普通成员的角色，具备与他人进行人际交往、沟通、协调、管理的能力。一定的个人独立性和团队成员协同分析、解决问题的能力，明白团队内成员的不同作用，具备与他人进行人际交往、沟通、协调、管理的能力具有一定的个人独立性与不同学科的人员难以交流。充当普通成员的角色，基本具备与他人进行人际交往、沟通、协调、管理的能力。课程目标 4 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，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。能够对实验现象、数据等结果进行归纳和总结，撰写实验报告，条理清楚，分析有针对性，合理性，并能在规定的时间内，通过口头、书面、图表等方式介绍汇报，叙述清楚，要点突出，浅显易懂。能够对实验的现象、数据等结果进行归纳和总结，实验报告条理基本清楚，并能通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报，叙述基本清楚。能够根据实验的现象、数据等结果撰写实验报告，条理基本清楚，并能通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报。能够根据实验的现象、数据等结果撰写实验报告，并能通过口头、书面、图表等方式向老师和同学介绍汇报。 2.课程目标达成度评价方式课程目标考核环节合计平时成绩 30% 实验报告成绩 30% 期末成绩 40% 课程目标 1 10 10 60 30 课程目标 2 20 20 40 28 课程目标 3 60 20 0 24 课程目标 4 10 50 0 18 合计 100 100 100 100 七、课程教学资源