金属材料工程专业教学大纲目录金属材料工程专业《大学化学》教学大纲《物理化学》教学大纲5《专业导论》教学大纲11《材料科学基础》教学大纲.14《材料工程基础》教学大纲.21.25《材料力学性能》教学大纲，.32《材料制备技术》教学大纲.37《材料分析技术》教学大纲.43《材料物理性能》教学大纲《热处理原理》教学大纲.48.54《金属腐蚀与防护》教学大纲，.60《材料成型技术基础》教学大纲《热处理工艺及设备》教学大纲..65《材料表面技术》教学大纲.71.76《金属材料学》教学大纲，.82《计算机在材料工程中的应用》教学大纲.86《专业工程技术讲座》教学大纲《功能材料》教学大纲..89《化学转化膜技术》教学大纲95《摩擦磨损与耐磨材料》教学大纲100
金属材料工程专业教学大纲 I 目 录 金属材料工程专业 《大学化学》教学大纲. 1 《物理化学》教学大纲. 5 《专业导论》教学大纲. 11 《材料科学基础》教学大纲. 14 《材料工程基础》教学大纲. 21 《材料力学性能》教学大纲. 25 《材料制备技术》教学大纲. 32 《材料分析技术》教学大纲. 37 《材料物理性能》教学大纲. 43 《热处理原理》教学大纲. 48 《金属腐蚀与防护》教学大纲. 54 《材料成型技术基础》教学大纲. 60 《热处理工艺及设备》教学大纲. 65 《材料表面技术》教学大纲. 71 《金属材料学》教学大纲. 76 《计算机在材料工程中的应用》教学大纲. 82 《专业工程技术讲座》教学大纲. 86 《功能材料》教学大纲. 89 《化学转化膜技术》教学大纲. 95 《摩擦磨损与耐磨材料》教学大纲. 100
金属材料工程专业教学大纲《无损检测》教学大纲106《有色金属塑性加工》教学大纲111《材料失效分析基础》教学大纲116《金属基复合材料》教学大纲.120.125《材料基础实验》教学大纲《认识实习》教学大纲，.128《热处理工艺及设备课程设计》教学大纲.132.137《专业工程实践》教学大纲《生产实习》教学大纲141..147《材料综合实验》教学大纲《毕业实习》教学大纲.151《毕业设计（论文）》教学大纲154《创新创业训练》教学大纲161IⅡI
金属材料工程专业教学大纲 II 《无损检测》教学大纲. 106 《有色金属塑性加工》教学大纲. 111 《材料失效分析基础》教学大纲. 116 《金属基复合材料》教学大纲. 120 《材料基础实验》教学大纲. 125 《认识实习》教学大纲. 128 《热处理工艺及设备课程设计》教学大纲. 132 《专业工程实践》教学大纲. 137 《生产实习》教学大纲. 141 《材料综合实验》教学大纲. 147 《毕业实习》教学大纲. 151 《毕业设计（论文）》教学大纲. 154 《创新创业训练》教学大纲. 161
金属材料工程专业教学大纲《大学化学》教学大纲课程中文名称：大学化学课程英文名称：College Chemistry151010课程编号：总学时（实验学时）/学分：24/1.5必修课程类别：数学与自然科学课程性质：适用专业：金属材料工程先修课程：后续课程：物理化学、材料科学基础审定人：吴岩审批人：准习羽习课程负责人：一、课程目标通过本课程的学习，系统掌握物质结构方面的知识，使学生能够对物质的组成、结构、性质及变化规律有一个系统、全面和深刻的认识，并能将化学的基本知识应用于成分-结构-性能-服役条件等材料复杂工程问题的分析与研究：系统掌握氧化还原和电化学的基本知识，能够将其应用于金属材料表面工程的设计中；了解金属材料、无机非金属材料及高分子材料等材料化学的知识，初步形成材料与化学的学科融合。具备初步的科学逻辑思维，了解环境可持续发展理念，并将其应用于材料的成分设计、生产工艺设计中。1.掌握化学基础知识，能用于材料工程中关于材料化学问题的正确表述2.具备科学逻辑思维，能够运用化学科学知识识别和判断材料领域复杂工程中成分-结构-性能-服役条件的关键环节；3.能够认识材料工程中生产制备过程中可能对人类和环境造成的损害和隐患。二、课程目标对毕业要求的支撑课程目标毕业毕业要求指标点要求-234.511.1掌握数学、自然科学和工程基础知识，能用于工程问题的正确表述L2.1能够利用数学、自然科学与工程科学的基本原理识别和判断金属材M2料热处理和表面改性相关复杂工程问题的关键环节7.1知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，了解专业领域内L1有关环保的要求注：H、M、L分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。三、教学内容和学时分配教学单元C1：绪论（0.5学时）教学目标：掌握本课程目标、课程目标对毕业要求指标的支撑、课程内容及学习方法等。教学内容：课程目标：课程内容：学习方法与课程考核方式教学单元C2：物质结构基础（9.5学时）1
金属材料工程专业教学大纲 1 《大学化学》教学大纲 课程中文名称： 大学化学 课程英文名称： College Chemistry 课程编号： 151010 总学时（实验学时）/学分： 24/1.5 课程类别： 数学与自然科学 课程性质： 必修 适用专业： 金属材料工程 先修课程： 后续课程： 物理化学、材料科学基础 课程负责人： 审定人： 审批人： 一、课程目标 通过本课程的学习，系统掌握物质结构方面的知识，使学生能够对物质的组成、结构、性质及 变化规律有一个系统、全面和深刻的认识，并能将化学的基本知识应用于成分-结构-性能-服役条件 等材料复杂工程问题的分析与研究；系统掌握氧化还原和电化学的基本知识，能够将其应用于金属 材料表面工程的设计中；了解金属材料、无机非金属材料及高分子材料等材料化学的知识，初步形 成材料与化学的学科融合。具备初步的科学逻辑思维，了解环境可持续发展理念，并将其应用于材 料的成分设计、生产工艺设计中。 1. 掌握化学基础知识，能用于材料工程中关于材料化学问题的正确表述； 2. 具备科学逻辑思维，能够运用化学科学知识识别和判断材料领域复杂工程中成分-结构-性能- 服役条件的关键环节； 3. 能够认识材料工程中生产制备过程中可能对人类和环境造成的损害和隐患。 二、课程目标对毕业要求的支撑 毕业 要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 4 5 1 1.1 掌握数学、自然科学和工程基础知识，能用于工程问题的正确表述 L 2 2.1 能够利用数学、自然科学与工程科学的基本原理识别和判断金属材 料热处理和表面改性相关复杂工程问题的关键环节 M 7 7.1 知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，了解专业领域内 有关环保的要求 L 注：H、M、L 分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。 三、教学内容和学时分配 教学单元 C1：绪论（0.5 学时） 教学目标：掌握本课程目标、课程目标对毕业要求指标的支撑、课程内容及学习方法等。 教学内容：课程目标；课程内容；学习方法与课程考核方式 教学单元 C2：物质结构基础（9.5 学时）
金属材料工程专业教学大纲教学目标：掌握物质结构基础的基本知识，能够用于工程中物质结构问题的正确表述教学内容：C2-1原子结构与周期性C2-2化学键C2-3分子间力与氢键C2-4晶体结构重点：核外原子轨道；核外电子分布与周期性；化学键；分子空间构型：晶体类型、结构与缺陷。难点：核外电子分布；分子的空间构型的推演。教学单元C3：氧化还原反应与电化学（8学时）教学目标：能够运用氧化还原知识识别和判断材料领域复杂工程中成分-结构-性能-服役条件的关键环节。教学内容：C3-1氧化还原反应C3-2原电池和电极电势C3-3电解C3-4金属腐蚀与防护C3-5化学电池重点：原电池的组成；标准电极电势；电极电势的应用：电解产物：化学腐蚀与电化学腐蚀；电解池。难点：原电池电动势与吉布斯函数变的关系；分解分压：电化学腐蚀。教学单元C4：化学与材料（6学时）教学目标：能够认识材料工程中生产制备过程中可能对人类和环境造成的损害和隐患。教学内容：C4-1氧金属单质及其化合物的性质C4-2非金属化合物的种类及其性质C4-3高分子化合物及其有机高分子材料C4-4化学与环境重点：金属、非金属元素单支及化合物的物理和化学性质：金属、无机非金属和高分子材料的制备技术及新型材料的种类及应用。难点：钛、铬、锰和稀土元素及其化学物的性质及其应用；非金属元素单质及化合物的物理和化学性质。课程思政：1，通过国内外科学家对化学研究的贡献、科学发现故事等，向学生传递“大国工匠"精神；2
金属材料工程专业教学大纲 2 教学目标：掌握物质结构基础的基本知识，能够用于工程中物质结构问题的正确表述。 教学内容： C2-1 原子结构与周期性 C2-2 化学键 C2-3 分子间力与氢键 C2-4 晶体结构 重点：核外原子轨道；核外电子分布与周期性；化学键；分子空间构型；晶体类型、结构与缺 陷。 难点：核外电子分布；分子的空间构型的推演。 教学单元 C3：氧化还原反应与电化学（8 学时） 教学目标：能够运用氧化还原知识识别和判断材料领域复杂工程中成分-结构-性能-服役条件的 关键环节。 教学内容： C3-1 氧化还原反应 C3-2 原电池和电极电势 C3-3 电解 C3-4 金属腐蚀与防护 C3-5 化学电池 重点：原电池的组成；标准电极电势；电极电势的应用；电解产物；化学腐蚀与电化学腐蚀； 电解池。 难点：原电池电动势与吉布斯函数变的关系；分解分压；电化学腐蚀。 教学单元 C4：化学与材料（6 学时） 教学目标：能够认识材料工程中生产制备过程中可能对人类和环境造成的损害和隐患。 教学内容： C4-1 氧金属单质及其化合物的性质 C4-2 非金属化合物的种类及其性质 C4-3 高分子化合物及其有机高分子材料 C4-4 化学与环境 重点：金属、非金属元素单支及化合物的物理和化学性质；金属、无机非金属和高分子材料的 制备技术及新型材料的种类及应用。 难点：钛、铬、锰和稀土元素及其化学物的性质及其应用；非金属元素单质及化合物的物理和 化学性质。 课程思政： 1. 通过国内外科学家对化学研究的贡献、科学发现故事等，向学生传递“大国工匠”精神；
金属材料工程专业教学大纲2.以元素周期表的发现为例，介绍“归纳-演绎”的科学研究的思维方法：3.结合课程内容，从解决复杂工程问题的角度提升学生专业兴趣，确立科技报国的使命感。注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。四、课程目标达成途径课程目标教学内容教学方法C2-1目标1掌握化学基础知识，传统授课教学C2-2能用于材料工程中关于材料讨论式教学：针对晶体结构问题进行讨论，能够分析典型的晶体C2-3化学问题的正确表述结构特征C2-4目标2具备科学逻辑思维，C3-1传统授课教学能够运用化学科学知识识别C3-2C3-3和判断材料领域复杂工程中案例式：引入工程上关于腐蚀造成危害的具体案例，掌握金属腐C3-4成分-结构-性能-服役条件的蚀与防护的意义C3-5关键环节目标3能够认识材料工程中案例式：材料中化学问题的具体案例，掌握化学对材料合成制备、C4-1生产制备过程中可能对人类C4-2性能与使用性能之间的关系C4-3和环境造成的损害和隐患讨论式：围绕化学与材料的关系，讨论材料的生产制备与使用过C4-4程可能造成的环境污染及预防方法注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。五、考核方式（一）考核方式说明1.考核方式：采取过程考核与期末考试相结合的方式，课程总成绩满分100分，由期末考试（50%）+过程考核（50%）构成，按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业（20%）线上学习（10%）和课程报告（20%）。2.考试方式：闭卷。（二）考核权重分配考核方式及权重（%）课程成绩比例过程考核期末目标(%)考试课程作业线上学习报告目标120101040301040目标2目标32020成绩比例50202010100(%)（三）评分标准（1）课程报告评分标准关注点优秀（90-100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69)不及格（0~59）通过资料查询与通过资料查询能通过资料查询能能够基本认识知没有知晓和理解案例分析，能够全够较为全面、正确够认识知晓和理晓和理解环境保环境保护和可持环境和可持知晓和理解环境解环境保护和可护和可持续发展续发展的理念和面、正确知晓和理续发展解环境保护和可保护和可持续发持续发展的理念的理念和内涵，了内涵，了解专业领持续发展的理念展的理念和内涵，和内涵，了解专业解专业领域内有域内有关环保的3
金属材料工程专业教学大纲 3 2. 以元素周期表的发现为例，介绍“归纳-演绎”的科学研究的思维方法； 3. 结合课程内容，从解决复杂工程问题的角度提升学生专业兴趣，确立科技报国的使命感。 注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。 四、课程目标达成途径 注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。 五、考核方式 （一）考核方式说明 1. 考核方式：采取过程考核与期末考试相结合的方式，课程总成绩满分 100 分，由期末考试 （50%）+过程考核（50%）构成，按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业（20%）、 线上学习（10%）和课程报告（20%）。 2. 考试方式：闭卷。 （二）考核权重分配 课 程 目 标 考核方式及权重（%） 成绩比例 期末 （%） 考试 过程考核 作业 课程 报告 线上学习 目标 1 20 10 10 40 目标 2 30 10 40 目标 3 20 20 成绩比例 （%） 50 20 20 10 100 （三）评分标准 （1）课程报告 关注点 评分标准 优秀（90~100 分） 良好（80~89 分） 中等（70~79 分） 及格（60~69） 不及格（0~59） 环境和可持 续发展 通过资料查询与 案例分析，能够全 面、正确知晓和理 解环境保护和可 持续发展的理念 通过资料查询能 够较为全面、正确 知晓和理解环境 保护和可持续发 展的理念和内涵， 通过资料查询能 够认识知晓和理 解环境保护和可 持续发展的理念 和内涵，了解专业 能够基本认识知 晓和理解环境保 护和可持续发展 的理念和内涵，了 解专业领域内有 没有知晓和理解 环境保护和可持 续发展的理念和 内涵，了解专业领 域内有关环保的 课程目标 教学内容 教学方法 目标 1 掌握化学基础知识， 能用于材料工程中关于材料 化学问题的正确表述 C2-1 C2-2 C2-3 C2-4 传统授课教学 讨论式教学：针对晶体结构问题进行讨论，能够分析典型的晶体 结构特征 目标 2 具备科学逻辑思维， 能够运用化学科学知识识别 和判断材料领域复杂工程中 成分-结构-性能-服役条件的 关键环节 C3-1 C3-2 C3-3 C3-4 C3-5 传统授课教学 案例式：引入工程上关于腐蚀造成危害的具体案例，掌握金属腐 蚀与防护的意义 目标 3 能够认识材料工程中 生产制备过程中可能对人类 和环境造成的损害和隐患 C4-1 C4-2 C4-3 C4-4 案例式：材料中化学问题的具体案例，掌握化学对材料合成制备、 性能与使用性能之间的关系 讨论式：围绕化学与材料的关系，讨论材料的生产制备与使用过 程可能造成的环境污染及预防方法
金属材料工程专业教学大纲和内涵，了解专业了解专业领域内领域内有关环保关环保的要求要求领域内有关环保有关环保的要求的要求的要求，并有自己的分析与感悟（2）线上学习评分标准关注点优秀（90~100分））中等（70~79分）及格（60-69)良好（80~89分）不及格（0~59）参与线上平台互积极参与线上平积极参与线上平动与课内研讨活参与部分线上平台互动与课内研台互动与课内研动，能够基本描述讨活动，善于思讨活动，能够较为台互动与课内研互动性差，效果较材料工程的化学工程知识考，能够准确描述准确描述材料工讨活动，所参与的问题，能够应用所差材料工程的化学程的化学问题，应互动与研讨部分学知识进行间讨问题，能够应用所用所学知识进行准确论，但存在部分理问讨论学知识进行讨论解偏差（3）作业：评分标准依据参考答案。（4）期末考试：评分标准依据标准答案。七、参考书目[1]周伟红，曲保中，新大学化学（第四版）［[M]北京：科学出版社，2018[2]徐甲强，邢彦军，周义峰、工程化学（第三版）【[M]，北京：科学出版社,2013.[3]宿辉，白青子.工程化学（第2版）［M】。北京：北京大学出版社，2018.八、其他说明根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整。4
金属材料工程专业教学大纲 4 和内涵，了解专业 领域内有关环保 的要求，并有自己 的分析与感悟 了解专业领域内 有关环保的要求 领域内有关环保 的要求 关环保的要求 要求 （2）线上学习 关注点 评分标准 优秀（90~100 分） 良好（80~89 分） 中等（70~79 分） 及格（60~69） 不及格（0~59） 工程知识 积极参与线上平 台互动与课内研 讨活动，善于思 考，能够准确描述 材料工程的化学 问题，能够应用所 学知识进行讨论 积极参与线上平 台互动与课内研 讨活动，能够较为 准确描述材料工 程的化学问题，应 用所学知识进行 问讨论 参与线上平台互 动与课内研讨活 动，能够基本描述 材料工程的化学 问题，能够应用所 学知识进行问讨 论，但存在部分理 解偏差 参与部分线上平 台互动与课内研 讨活动，所参与的 互动与研讨部分 准确 互动性差，效果较 差 （3）作业：评分标准依据参考答案。 （4）期末考试：评分标准依据标准答案。 七、参考书目 [1] 周伟红, 曲保中. 新大学化学（第四版）［M］. 北京：科学出版社, 2018. [2] 徐甲强, 邢彦军, 周义峰. 工程化学（第三版）［M］. 北京：科学出版社, 2013. [3] 宿辉, 白青子. 工程化学（第 2 版）［M］. 北京：北京大学出版社, 2018. 八、其他说明 根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整
金属材料工程专业教学大纲《物理化学》教学大纲课程中文名称：物理化学课程英文名称：Physical Chemistry151012课程编号：总学时（实验学时）/学分：56（4）/3.5课程类别：数学与自然科学课程性质：必修适用专业：材料科学与工程先修课程大学化学、高等数学后续课程材料科学基础、金属腐蚀与防护吴岩审批人：准峰审定人：课程负责人：一、课程目标《物理化学》是材料工程专业学生必修的一门专业基础课程。课程主要内容包括化学反应热力学、化学反应动力学及界面化学等的基本概念、方法和原理。通过本课程的学习，使学生掌握物理化学的基本理论和知识，得到物理化学的一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养，为后续专业课程的学习和科技实践工作提供必须的物理化学基础知识。1.掌握物理化学的基础知识与基础理论，了解物理化学的一般研究方法，引导学生感知求真求实的科学精神和追求理想的科学品质：2.运用物理和数学的有关理论和方法研究物质化学运动形式的普遍规律，研究化学体系行为最一般的宏观、微观规律与理论，能定量的描述和处理化学运动的规律和问题，培养学生严谨治学的科学态度；3.运用物理化学理论方法解决生产实际和科学实验向化学提出的理论问题，培养学生运用联系和发展的观点分析解决问题的能力。二，课程目标对毕业要求的支撑毕业课程目标毕业要求指标点要求121M-1.1能将数学、物理和化学等自然科学及材料科学知识用于工程问题的表述2.1能够利用数学、自然科学与工程科学的基本原理识别和判断金属材料热处理和M2表面改性相关复杂工程问题的关键环节4.3能够根据实验方案和研究路线，合理选用或构建实验研究装置，安全规范操作，4L正确采集、整理和归纳实验数据注：H、M、L分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。三、教学内容和学时分配教学单元C1：热力学第一定律（12学时）5
金属材料工程专业教学大纲 5 《物理化学》教学大纲 课程中文名称: 物理化学 课程英文名称: Physical Chemistry 课程编号: 151012 总学时（实验学时）/学分: 56（4）/3.5 课程类别: 数学与自然科学 课程性质: 必修 适用专业: 材料科学与工程 先修课程: 大学化学、高等数学 后续课程: 材料科学基础、金属腐蚀与防护 课程负责人: 审定人： 审批人： 一、课程目标 《物理化学》是材料工程专业学生必修的一门专业基础课程。课程主要内容包括化学反应热力 学、化学反应动力学及界面化学等的基本概念、方法和原理。通过本课程的学习，使学生掌握物理 化学的基本理论和知识，得到物理化学的一般科学方法的训练和逻辑思维能力的培养，为后续专业 课程的学习和科技实践工作提供必须的物理化学基础知识。 1. 掌握物理化学的基础知识与基础理论，了解物理化学的一般研究方法，引导学生感知求真求 实的科学精神和追求理想的科学品质； 2. 运用物理和数学的有关理论和方法研究物质化学运动形式的普遍规律，研究化学体系行为最 一般的宏观、微观规律与理论，能定量的描述和处理化学运动的规律和问题，培养学生严谨治学的 科学态度； 3. 运用物理化学理论方法解决生产实际和科学实验向化学提出的理论问题，培养学生运用联系 和发展的观点分析解决问题的能力。 二、课程目标对毕业要求的支撑 毕业 要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 1 1.1 能将数学、物理和化学等自然科学及材料科学知识用于工程问题的表述 M 2 2.1 能够利用数学、自然科学与工程科学的基本原理识别和判断金属材料热处理和 表面改性相关复杂工程问题的关键环节 M 4 4.3 能够根据实验方案和研究路线，合理选用或构建实验研究装置，安全规范操作， 正确采集、整理和归纳实验数据 L 注：H、M、L 分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。 三、教学内容和学时分配 教学单元 C1：热力学第一定律（12 学时）
金属材料工程专业教学大纲教学目标：掌握系统与环境、热和功等基本概念，明确第一定律的文字数学表达式和物理意义，根据第一定律和状态函数的特性计算理想气体在各种过程中的W、Q、AU和AH；各种热效应的定义，并能利用它计算反应热；常温和高温反应恰变的计算方法。教学内容：C1-1热力学概论及热力学基本概念C1-2体积功、可逆过程及热力学第一定律和热力学能C1-3等容热、等压热与饸C1-4热容及其应用C1-5热力学第一定律对气体的应用C1-6热力学第一定律对相变化和化学变化过程的应用重点：热力学基本概念以及热力学能、的定义：热力学第一定律及其应用：系统的热力学能变、恰变以及过程的热和体积功的计算。难点：热力学基本概念的理解以及热力学第一定律的应用。教学单元C2：热力学第二定律（12学时）教学目标：理解自发过程，卡诺循环，卡诺定理，掌握热力学第二定律的科学表达，理解摘、亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义。掌握摘增原理，摘判据，亥姆霍慈函数判据，吉布斯函数判据，掌握物质在PVT变化和相变化中摘、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。了解热力学第三定律，规定摘，标准熵。理解标准摩尔反应定义及计算。掌握热力学基本方程和热力学基本关系式：掌握化学势定义及判据。教学内容：C2-1宏观过程的方向、限度和热力学第二定律概述C2-2热力学第二定律数学表达式C2-3摘变的计算、热力学第三定律与规定熵C2-4亥姆赫兹函数和吉布斯函数C2-5热力学函数基本关系式C2-6化学势重点：热力学第二定律，、摘增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式，热力学第三定律，化学变化中热力学函数变化的计算，过程的方向和限度，难点：熵、摘增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式教学单元C3：化学平衡（6学时）教学目标：明确化学反应标准平衡常数的定义：理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用：掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法：会用等温方程判断化学反应方向与限度：能用范特霍夫方程计算不同温度下的标准平衡常数；会分析温度，压力，组成等因素对平衡的影响。教学内容：6
金属材料工程专业教学大纲 6 教学目标：掌握系统与环境、热和功等基本概念，明确第一定律的文字数学表达式和物理意义， 根据第一定律和状态函数的特性计算理想气体在各种过程中的 W、Q、ΔU 和 ΔH；各种热效应的定 义，并能利用它计算反应热；常温和高温反应焓变的计算方法。 教学内容： C1-1 热力学概论及热力学基本概念 C1-2 体积功、可逆过程及热力学第一定律和热力学能 C1-3 等容热、等压热与焓 C1-4 热容及其应用 C1-5 热力学第一定律对气体的应用 C1-6 热力学第一定律对相变化和化学变化过程的应用 重点：热力学基本概念以及热力学能、焓的定义；热力学第一定律及其应用；系统的热力学能 变、焓变以及过程的热和体积功的计算。 难点：热力学基本概念的理解以及热力学第一定律的应用。 教学单元 C2：热力学第二定律（12 学时） 教学目标：理解自发过程，卡诺循环，卡诺定理，掌握热力学第二定律的科学表达，理解熵、 亥姆霍兹函数、吉布斯函数定义。掌握熵增原理，熵判据，亥姆霍兹函数判据，吉布斯函数判据。 掌握物质在 PVT 变化和相变化中熵、亥姆霍兹函数、吉布斯函数的计算及热力学第二定律的应用。 了解热力学第三定律，规定熵，标准熵。理解标准摩尔反应熵定义及计算。掌握热力学基本方程和 热力学基本关系式；掌握化学势定义及判据。 教学内容： C2-1 宏观过程的方向、限度和热力学第二定律概述 C2-2 热力学第二定律数学表达式 C2-3 熵变的计算、热力学第三定律与规定熵 C2-4 亥姆赫兹函数和吉布斯函数 C2-5 热力学函数基本关系式 C2-6 化学势 重点：热力学第二定律，熵、熵增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式，热 力学第三定律，化学变化中热力学函数变化的计算，过程的方向和限度。 难点：熵、熵增原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数，热力学基本关系式。 教学单元 C3：化学平衡（6 学时） 教学目标：明确化学反应标准平衡常数的定义；理解等温方程和范特霍夫方程的推导及应用； 掌握用热力学数据计算平衡常数及平衡组成的方法；会用等温方程判断化学反应方向与限度；能用 范特霍夫方程计算不同温度下的标准平衡常数；会分析温度，压力，组成等因素对平衡的影响。 教学内容：
金属材料工程专业教学大纲C3-1化学反应方向判据及平衡条件、标准平衡常数C3-2化学反应等温方程、标准平衡常数的热力学计算C3-3范特霍夫等压方程、各种因素对化学平衡的影响重点：标准平衡常数的定义和特性；平衡计算；温度对平衡常数的影响。难点：化学反应等温方程的推导：平衡计算。教学单元C4：混合物和溶液（6学时）教学目标：理解偏摩尔量的定义与物理意义；理想混合物和理想稀溶液的概念及对应化学势表达，掌握拉乌尔定律和亨利定律及它们的应用；掌握稀溶液的依数性。教学内容：C4-1混合物及溶液组成表示方法，偏摩尔量C4-2拉乌尔定律和亨利定律C4-3理想液态混合物与理想稀溶液组分的化学势及相平衡重点：偏摩尔量和化学势的概念以及化学势表达：拉乌尔定律、亨利定律和稀溶液的依数性。难点：偏摩尔量和化学势概念的理解。教学单元C5：相平衡（6学时）教学目标：理解相律的意义，掌握其应用。掌握单组分系统，二组分凝聚系统典型相图的分析和应用。掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。教学内容：C5-1相律C5-2单组分系统C5-3二组分凝聚系统典型相图重点：相律，两组分系统的液-固平衡相图。难点：二组分凝聚系统相图。教学单元C6：化学动力学基础（6学时）教学目标：明确化学反应速率的不同定义以及相互间的关系：掌握零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式：熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。教学内容：C6-1反应速率C6-2浓度对反应速率的影响C6-3温度对反应速率的影响重点：化学反应的速率：反应速率方程：阿仑尼乌斯方程。难点：零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式。教学单元C7：界面现象（4学时）7
金属材料工程专业教学大纲 7 C3-1 化学反应方向判据及平衡条件、标准平衡常数 C3-2 化学反应等温方程、标准平衡常数的热力学计算 C3-3 范特霍夫等压方程、各种因素对化学平衡的影响 重点：标准平衡常数的定义和特性；平衡计算；温度对平衡常数的影响。 难点：化学反应等温方程的推导；平衡计算。 教学单元 C4：混合物和溶液（6 学时） 教学目标：理解偏摩尔量的定义与物理意义；理想混合物和理想稀溶液的概念及对应化学势表 达，掌握拉乌尔定律和亨利定律及它们的应用；掌握稀溶液的依数性。 教学内容： C4-1 混合物及溶液组成表示方法，偏摩尔量 C4-2 拉乌尔定律和亨利定律 C4-3 理想液态混合物与理想稀溶液组分的化学势及相平衡 重点：偏摩尔量和化学势的概念以及化学势表达；拉乌尔定律、亨利定律和稀溶液的依数性。 难点：偏摩尔量和化学势概念的理解。 教学单元 C5：相平衡（6 学时） 教学目标：理解相律的意义，掌握其应用。掌握单组分系统，二组分凝聚系统典型相图的分析 和应用。掌握用杠杆规则进行分析与计算。了解由实验数据绘制简单相图的方法。 教学内容： C5-1 相律 C5-2 单组分系统 C5-3 二组分凝聚系统典型相图 重点：相律，两组分系统的液-固平衡相图。 难点：二组分凝聚系统相图。 教学单元 C6：化学动力学基础（6 学时） 教学目标：明确化学反应速率的不同定义以及相互间的关系；掌握零级、一级、二级反应速率 方程的特点以及它们的积分形式；熟悉阿仑尼乌斯方程及其应用。 教学内容： C6-1 反应速率 C6-2 浓度对反应速率的影响 C6-3 温度对反应速率的影响 重点：化学反应的速率；反应速率方程；阿仑尼乌斯方程。 难点：零级、一级、二级反应速率方程的特点以及它们的积分形式。 教学单元 C7：界面现象（4 学时）
金属材料工程专业教学大纲教学目标：明确表面自由能，表面张力的概念，明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系，学会使用杨-拉普拉斯公式，了解表面曲率与蒸气压的关系，理解润湿现象。教学内容：C7-1表面吉布斯函数、弯曲液面的表面现象C7-2润湿现象重点：表面吉布斯函数，表面张力，表面曲率与附加压力及蒸气压的关系。难点：应用物理化学的基本原理对界面的特殊性质及现象进行分析。思政内容：1.在物理化学学科发展史中融入科学家的奉献精神和卓越贡献，引导学生感知求真求实的科学精神和追求理想的科学品质。2.在化学热力学基本定律及函数学习过程中，引导学生关注大国重器，树立科学报国之志。3.在化学动力学学习过程中，培养学生科学思维和环保意识。注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。四、课程目标达成途径课程目标教学内容教学方法目标1掌握物理化学的基础CI-1C1-2知识与基础理论，了解物理C1-3化学的一般研究方法，引导C2-1传统授课教学学生感知求真求实的科学精C2-2讨论式教学，针对第一定律的表述进行讨论，理解第一定律的本神和追求理想的科学品质C3-1质C3-2案例式教学：引入生产上合成氨的反应实例，说明压力因素对化C4-1学平衡的影响规律C4-2C5-1C6-1C7-1C1-4目标2运用物理和数学的有Ci-5关理论和方法研究物质化学C1-6运动形式的普遍规律，研究C2-3传统授课教学化学体系行为最一般的宏C2-4问题式教学：以理想气体等温膨胀是否违反第二定律提出问题，观、微观规律与理论，能定C2-5量的描述和处理化学运动的深入理解第二定律的本质C2-6规律和问题，培养学生严谨C4-3C5-2治学的科学态度C6-2目标3运用物理化学理论方传统授课教学C3-3课堂练习法解决生产实际和科学实验C5-3向化学提出的理论问题，培课堂讨论C6-3养学生运用联系和发展的观案例式教学：以化工厂精馏塔为例，说明相图知识在解决实际生C7-2点分析解决问题的能力产问题中的应用注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。五、本课程开设的实验项目支撑课序号实验名称实验内容实验学时类型能力要求程目标制备若干组成不同的合学会铂电阻的测温技术：掌21合金相图测绘金试样，测定其步冷曲综合性3握微电脑控制器的使用方法线，以步冷曲线测出的8
金属材料工程专业教学大纲 8 教学目标：明确表面自由能，表面张力的概念，明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率 半径的关系，学会使用杨-拉普拉斯公式，了解表面曲率与蒸气压的关系，理解润湿现象。 教学内容： C7-1 表面吉布斯函数、弯曲液面的表面现象 C7-2 润湿现象 重点：表面吉布斯函数，表面张力，表面曲率与附加压力及蒸气压的关系。 难点：应用物理化学的基本原理对界面的特殊性质及现象进行分析。 思政内容： 1. 在物理化学学科发展史中融入科学家的奉献精神和卓越贡献，引导学生感知求真求实的科学 精神和追求理想的科学品质。 2. 在化学热力学基本定律及函数学习过程中，引导学生关注大国重器，树立科学报国之志。 3. 在化学动力学学习过程中，培养学生科学思维和环保意识。 注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。 四、课程目标达成途径 注：建议采用以上教学方法，教师可根据教学内容和课程目标，采用合适的教学方法。 五、本课程开设的实验项目 序号 实验名称 实验内容 实验学时 类型 能力要求 支撑课 程目标 1 合金相图测绘 制备若干组成不同的合 金试样，测定其步冷曲 线，以步冷曲线测出的 2 综合性 学会铂电阻的测温技术；掌 握微电脑控制器的使用方法 3 课程目标 教学内容 教学方法 目标 1 掌握物理化学的基础 知识与基础理论，了解物理 化学的一般研究方法，引导 学生感知求真求实的科学精 神和追求理想的科学品质 C1-1 C1-2 C1-3 C2-1 C2-2 C3-1 C3-2 C4-1 C4-2 C5-1 C6-1 C7-1 传统授课教学 讨论式教学：针对第一定律的表述进行讨论，理解第一定律的本 质 案例式教学：引入生产上合成氨的反应实例，说明压力因素对化 学平衡的影响规律 目标 2 运用物理和数学的有 关理论和方法研究物质化学 运动形式的普遍规律，研究 化学体系行为最一般的宏 观、微观规律与理论，能定 量的描述和处理化学运动的 规律和问题，培养学生严谨 治学的科学态度 C1-4 C1-5 C1-6 C2-3 C2-4 C2-5 C2-6 C4-3 C5-2 C6-2 传统授课教学 问题式教学：以理想气体等温膨胀是否违反第二定律提出问题， 深入理解第二定律的本质 目标 3 运用物理化学理论方 法解决生产实际和科学实验 向化学提出的理论问题，培 养学生运用联系和发展的观 点分析解决问题的能力 C3-3 C5-3 C6-3 C7-2 传统授课教学 课堂练习 课堂讨论 案例式教学：以化工厂精馏塔为例，说明相图知识在解决实际生 产问题中的应用