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一、教材使用与建设
80年代中期以来为适应材料科学与工程本身的发展,以及材料科学与工程与其它学科(如物理学科、化学和计算机学科)的相互渗透,本课程的教材进行了三次较大的调整和更新。经历了从“金属学原理”到“物理冶金基础”,再到“材料科学与工程基础”的演变,已经形成了以有色稀有金属为主,同时兼顾其它各类材料的“厚基础宽专业”专业基础课。教材内容从有色金属材料为主发展到结构金属材料为主同时兼顾功能材料,即以金属材料为主并兼顾无机非、有机高分子和复合材料的综合材料科学与工程体系。同时,为适应高等教育国际化,引进了优秀英文原版教材。本课程先后采用的教材有:
1.《金属学原理》,授课讲义(中南大学材料系主编,1979)。
2.《物理冶金基础》(曹明盛编,冶金工业出版社,1986)。
3.《物理冶金基础》(唐仁政编,冶金工业出版社,1997)。
4.《材料科学基础》(郑子樵主编,中南大学出版社,2005)。
5.《The science and engineering of materials》, (D. R. Askeland and P. P. Phulé, Thomson, Singapore, 2003).
二、促进学生主动学习的扩充性学习资料
1.材料发展前沿领域系列讲座。通过定期的针对本科生周末讲座,让学生及时了解材料研究的最新进展、最新科技成果和发展趋势,以激发学生的学习兴趣。(详见网址)
2.网上作业系统和考试系统,供学生复习、考试用。
3.教学资料库。学生可及时查阅与课程有关资料。
4.不定期进行专业知识扩展的讲座。其目的是引导学生体验、欣赏探索知识的过程和及时补充材料科学与工程领域最新发展起来的较为成熟的理论。
【例1】晶体的倒易点阵。一般教材中只直接给出倒易点阵的数学定义式、性质和用途。为了讲述倒易点阵的物理本质以及其数学表达式的来龙去脉,提高学生的学习兴趣和激发其创造性思维,将授课时间扩充为2学时。主要内容包括:1)晶体的微观周期性结构的平移对称性: ;2)X-射线周期性的表述:波矢量 ;3)两种周期性物质的相互作用;4)倒易点阵的物理定义和数学定义式的推导。(详见网址)
【例2】晶体表面自由能的各向异性。晶体表面自由能是晶体材料的一个基本理论问题,其各向异性是悬而未决的问题。在本课程教学中将余志明教授的新近研究成果“一种晶体表面自由能的计算方法”(物理学报,2005)介绍给学生,让学生及时补充最新知识。
5.购买有关晶体结构计算机软件(如功能非常强大的晶体结构模型软件MS Modeling,)进行课堂演示。并将原版教材中的晶体结构模型软件CaRIn Crystallography挂在课程网上供学生上网学习。
三、实验教材
《实验教学大纲》,柏振海等编,中南大学出版社,2002年。《热处理实验指导书》,曹显良等编,中南大学出版社,2003年。
《金属学实验指导书》,柏振海等编,中南大学出版社,2002年。
《金相试样制备与显示技术》,韩德伟编,中南大学出版社,2005年。
《金属硬度检测技术手册》,韩德伟编,中南大学出版社,2003年。
?????? 《金属材料科学与工程实验教程》,曹显良等编,中南大学出版社,2006年。
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四、实践性教学环境
1.常规实验室
1).金相实验室,面积200平方米,配备镶样机9台,抛光机20台,以及金相显微镜30台。每次至少可容纳1个班学生的实验课。
2).熔铸实验室,面积300平方米,配备各种常规熔炼炉10台、真空熔炼炉4台。每次可容纳2个班学生的实验课。
3).材料热处理实验室,面积400平方米,配备各种常规或真空热处理炉10台。每次可容纳2个班学生的实验课。
4).材料力学实验室,面积240平方米,配备各种硬度试验机12台,电子拉伸机2台,热模拟机1台。每次可容纳1个班学生的实验课。
5).材料物理性能实验室,面积150平方米,配备有差热分析仪、热膨胀分析仪等设备。每次可容纳1个班学生的实验课。
6).X光实验室,面积60平方米,配备有X光衍射仪2台。每次可容纳15-20名学生的实验课。
7).电镜分析室,面积140平方米,配备有扫描电子显微镜2台,透射电子显微镜1台。每次可容纳30-35名学生的实验课。
以上实验室总面积1200平方米,可满足本科学生进行常规实验的需要,实验开出率达到100%。合理调配以上实验室资源为学生开出“综合性实验”课。
2.创新试验室
我校材料学科所属的粉末冶金国家重点实验室、有色稀有金属材料教育部重点实验室以及其它的部省级重点实验室作为创新平台向学生完全开放;同时,教师的科研课题组的资源也向本科生开放。在本课程1年的授课期间内,学生可以进入教师的科研组开展创新实验工作,深化本课程所学知识。
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五、网络教学环境
“材料科学与工程基础”网络教材1部已上网运行3年,现正在不断更新和提升。学生可通过校园网在寝室上网进行学习;
“材料科学与工程基础”精品课建设的网上作业系统和网上考试系统已经建成,学生课在网上做作业和进行考试,教师可在在线答疑、检查学生的学习情况;
??? 本课程教学资料(包括PowerPoint课件、习题及参考答案),学生均可从网上阅读、下载教师讲课课件。 |