附件：南京工业大学本科课程教学大纲模板 《冶金工程专业实验-II》教学大纲 执笔人：张君君 审核人：朱承飞 负责人：朱云峰 一、课程基本信息 课程代码 **** 开课学院 材料学院 课程名称（中 文） 冶金工程专业实验-II 课程名称（英 文） Experiments for Metallurgical Engineering -II 面向专业 冶金工程 学分 6 总学时 96 理论学时 0 实验学时 96 讨论/线上学时 0 上机学时 0 先修课程 冶金原理、冶金传输原理、钢铁冶金学、有色金属冶金学、金属物 理学、粉末冶金、钢铁材料及其应用、金属热处理技术、腐蚀防护 技术 二、课程简介 1．中文简介 本课程是冶金工程专业的必修课，实验内容涉及冶金原理、冶金传输原理、 钢铁冶金学、有色金属冶金学、金属物理学等专业核心课和粉末冶金、钢铁材料 及其应用、金属热处理技术、燃料燃烧及耐火材料、金属力学性能、腐蚀防护技 术等选修课程，涵盖了钢铁材料、有色金属的熔炼工艺和熔炼过程中的能量传输 以及金属微观组织观察、力学性能表征与金属材料腐蚀性能评价，具有很强的实 践性和可操作性，实验项目中共设置 11 个综合性实验和 1 个流程模拟实验，共 计 96 学时，通过动手实验操作，培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能 力，让学生进一步理解冶金的基本理论、掌握研究方法和手段，并重点提高学生 的专业知识综合利用能力，满足冶金工程专业人才培养计划的要求。 2．英文简介
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 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
掌握技术文件写作方法，理解和撰写 效果良好的冶金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 6 本课程对培养解决复杂工程问题能力的支撑： 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 金属材料的冶炼 工艺及冶炼中的能量 传输与多种因素相 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、腐蚀 因素等，内外因相互 交织和共同作用构成 了材料性能出现问题 的复杂性，同时，以高 效、绿色、节能，安全、 环保为目标，对选材、 表面处理和防护方法 等解决方法提出了更 高要求。 通过感应熔炼和电解精炼使学生掌握铜电解精 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； 通过热量传输特性综合实验使学生掌握材料导 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。 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，通过腐蚀测量使学生了解金属腐蚀 对经济、安全、环境等带来的危害。 四、课程内容
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 转炉炼钢工艺流程模拟实验（16 学时）） 培 养 学 生 爱 岗 敬 业、艰苦奋斗职业 素养，激发创造力， 服务社会的人生抱 负。 基本要求 了解电导法测定熔池混匀时间；了解 pH 值法测定 熔池混匀时间；了解气—液、液—液反应过程的传质 模拟研究；分析并计算反应的传质系数；了解中间包 内钢液的流动过程的模拟研究。 重点 顶吹、底吹、顶底复吹转炉的冶金过程及参数控制。 难点 复吹转炉的冶金特点。 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 粉末冶金工艺设计及组织观察（6 学时） 培养对象、手段、过 程与结果的整体， 思维与评价的能力 基本要求 掌握粉末冶金制备新材料的工艺流程；能够使用常 见的粉末冶金设备。 重点 粉末烧结的基本原理；烧结过程粉体物理化学变化 性质变化的基本特征； 难点 粉末烧结过程的主要驱动力 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 电弧炉熔炼实验（6 学时） 实验与理论的唯物 辩证关系。 基本要求 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； 重点 电弧熔炼中气体放电形成电弧的基本原理 难点 气体放电过程的能量的输出及如何将电能转化为热 能 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 金属材料腐蚀性能评价（8 学时） 1、材料的老化，金 属的腐蚀是自然规 律，符合热力学规 律，我们不能阻止， 但我们采取措施减 缓这个过程，符合 动力学类的发展一 基本要求 掌握不锈钢三氯化铁点蚀试验的方法（4 学时）；掌 握中性盐雾试验方法，评定钢铁及钢铁基体上锡， 锌、镍等镀层的耐蚀性（4 学时）。 重点 点蚀试验、盐雾试验的适用范围 难点 点蚀试验，盐雾试验的结果评价 实验类型 □设计 □验证 综合 □演示
实验性质 必做 □选做 样，是必然性。尊重 科学的重要性， 2、从腐蚀的分类讲 述掌握事物认识的 一般规律。 实 验 五 标题 金属材料的力学性能测试（4 学时） 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。 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。 重点 不同金属材料力学性能特点 难点 材料试验机的操作与参数设定 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 金属材料热加工典型组织观察（8 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。 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 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。 重点 熟悉几种常用的铸铁和有色合金的显微组织，了解 金属材料成分、组织和性能之间的关系；了解焊接方 法对焊接热影响区大小的影响以及各区域的组织特 点。 难点 金属典型组织形成机制；焊接热影响区组织特点。 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 30 由实验指导教师根据学生日常实验中以下几个方面 的表现进行评价：（1）课前预习，（2）实验时认
真程度，（3）实验时动手操作规范程度，（4）分 析问题解决问题能力，（5）团体合作能力，（6） 沟通交流能力，（7）实验结果准确度。 实验报告 30 由实验指导教师根据学生实验报告以下几个方面的 进行批改：（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。 期末成绩 40 期末以开卷考试方式进行，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（试卷中包含和标 明支撑毕业要求指标点）。 总计 100 平时成绩、实验报告评价分为优、良、中、及格与不 及格五级，折算百分制分别为 95，85，75，65，55 分。期末成绩按试卷评分标准以百分制评价。课程总 成绩按分值权重进行折算并相加。 2．课程目标达成情况评价方式 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、2 10 10 60 30 课程目标 3 20 20 40 28 课程目标 4，5 60 20 0 24 课程目标 6 10 50 0 18 合计 100 100 100 100 七、课程教学资源 1．建议教材 《冶金工程专业实验》，自编讲义。 2．主要参考数目 （1）《现代冶金工艺学-钢铁冶金卷》，最新版，朱苗勇，冶金工业出版社 （2）《金属学原理》2000，余永宁，冶金工业出版社出版 （3）《钢的热处理（原理和工艺）》，最新版，胡光立、谢希文，西北工业大 学出版社。 （4）《冶金原理》，第五版，李洪桂，科学出版社 （5）《工程材料力学性能》，第三版，束德林，机械工业出版社 （6）《粉末冶金原理》，第三版，黄培云，冶金工业出版社 （7）《金属电化学腐蚀与防护》，2011，张宝宏、丛文博、杨萍，化学工业出
版社。 （8）《有色冶金概论》，第二版，华一新，冶金工业出版社 3．其他学习资源 （1）中国腐蚀与防护网 http://www.ecorr.org/