金属材料成型技术与实践课程标准定.docx
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金属材料成型技术与实践课程标准定
《金属材料成型技术与实践》课程标准
学时：
64学时
学分：
3学分
适用专业及学制：
三年制高职机械制造及自动化专业全日制
编制：
机械工程系机械基础教研室
审定：
机械制造及自动化专业建设指导委员会
批准日期：
年月
一、课程定位
《金属材料成型技术与实践》课程是机械制造及自动化专业的一门专业基础课程，是以学生职业能力培养和职业素养养成为重点的一门集理论、实践一体化的课程。
课程是一门传授金属材料性能、金属结晶、钢的热处理、铸造、锻压和焊接等等知识的综合性课程。
二、学习目标
通过本学习领域的学习，学生应该能够：
（1）掌握金属材料的各种性能。
（2）掌握金属与合金材料的结晶过程。
（3）掌握铁碳合金基本相图的基本知识、铁碳合金相图分析方法及含碳量对铁碳合金组织和性能的影响。
（4）掌握钢的各种热处理的基本知识、的热处理工艺方法及特点及钢的各种热处理方法对钢的相关性能的影响。
（5）掌握各种铸造成型的基本工艺方法及特点，能分析在铸造工艺过程中遇到的各种各样问题。
（6）掌握各种锻压成型的基本工艺方法及特点，能分析了解在锻压工艺过程中遇到的各种各样问题。
（7）掌握各种焊接成型的基本工艺方法及特点，能分析了解在焊接工艺过程中遇到的各种各样问题。
（8）能安全、文明生产。
三、学习情景总体设计
1．课时分配
序号
学习情境名称
学时数
学习情境1
金属材料的性能
6学时
学习情境2
金属与合金的晶体结构与结晶
8学时
学习情境3
铁碳合金
10学时
学习情境4
钢的热处理
12学时
学习情境5
铸造成型
8学时
学习情境6
锻压成型
8学时
学习情境7
焊接成型
12学时
合计
64学时
2．总体设计
学习情境
项目
学习情境一
学习情境二
金属材料的性能
金属与合金的晶体结构与结晶
项目任务
6学时
8学时
1.力学性能
2.物理性能
3.化学性能
4.工艺性能
1.金属的晶体结构
2.金属的结晶
3.合金的晶体结构
4.合金的结晶
知识点
金属材料的各种性能
金属的晶体结构与结晶过程
载体
实验实训设备、材料
实验实训设备、材料
重点教学方法
讲授与启发引导法
讲授与启发引导法
专业能力
掌握正确选用金属材料的相关知识
掌握金属与合金的晶体结构与结晶过程的相关知识
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习情境
项目
学习情境三
学习情境四
铁碳合金
钢的热处理
项目任务
10学时
12学时
1.铁碳合金的基本组织
2.铁碳合金相图
3.铁碳合金相图的应用
1.钢在加热和冷却时的组织转变
2.钢的退火与正火
3.钢的淬火与回火
4.钢的表面热处理
5.钢的热处理新工艺简介
6．零件常见热处理缺陷分析及预防措施
知识点
铁碳合金相图及应用
钢的各种热处理方法、热处理缺陷以及针对具体热处理缺陷应采取的措施
载体
实验实训设备、材料
实训实训设备、材料、工件
重点教学方法
现场教学法、讲授与启发引导法、案例分析法、分组讨论法、项目教学法、任务驱动法
现场教学法、讲授与启发引导法、案例分析法、分组讨论法、项目教学法、任务驱动法
专业能力
通过金相图的分析掌握各种铁碳合金的相关性能
掌握各种零件在制造过程中应采取的热处理方法
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习情境
项目
学习情境五
学习情境六
铸造成型
锻压成型
项目任务
8学时
8学时
1.铸造成型工艺基础
2.铸造成型方法
3.铸造成型工艺设计
4.铸件结构工艺性
1．锻压成型工艺基础
2．自由锻
3．模锻
4.板料冲压
5.锻压新工艺简介
知识点
铸造基本知识、方法、工艺设计等
锻压成型的基本知识、锻压成型的种类以及各种锻压方法
载体
实训实训设备、材料、工件
实训实训设备、材料、工件
重点教学方法
现场教学法、讲授与启发引导法、案例分析法、分组讨论法、项目教学法、任务驱动法
现场教学法、讲授与启发引导法、案例分析法、分组讨论法、项目教学法、任务驱动法
专业能力
能采用铸造方法生产出相关零件的制造毛坯
能采用锻压的方法制造生产出合格零件产品
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习情境
项目
学习情境七
焊接成型
项目任务
12学时
1.焊接的基本原理
2.常用的焊接方法
3.常用金属材料的焊接
4.焊接结构的工艺性
5.常见焊接缺陷产生原因分析及预防措施
6.焊接质量检验
7.其他焊接技术简介
知识点
掌握焊接工艺过程的相关知识
载体
实训实训设备、材料、工件
重点教学方法
现场教学法、讲授与启发引导法、案例分析法、分组讨论法、项目教学法、任务驱动法
专业能力
掌握焊接技术的相关理论知识，以便顺利掌握各种工件的焊接加工。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
四、学习情境详细设计
1．学习情境一教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境1：
金属材料的性能
课时
6学时
项目任务
1．金属材料的强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度；
2．金属材料的密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性；
3．金属材料的耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性；
4．铸造性能、
5．压力加工性能、
6．焊接性能、
7．切削加工性能。
培养能力
专业能力
了解金属材料力学性能、物理性能、化学性能；掌握金属材料的工艺性能。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1.熟悉了解金属力学性能的基本知识；
2.熟悉了解金属物理性能方面基本知识；
3.熟悉了解金属化学性能方面基本知识；
4.全面掌握金属工艺性能方面的知识。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实验实训设备、材料
多媒体教室、实训实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
6课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生掌握金属材料力学性能、物理性能、化学性能和金属材料的工艺性能，进而为金属材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
2．学习情境二教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境2：
金属与合金的晶体结构与结晶
课时
8学时
项目任务
1．晶体与非晶体；
2．金属材料的实际晶体结构；
3．冷却曲线与过冷度；
4．金属材料结晶过程；
5．金属材料结晶后晶粒的控制；
6．金属材料同素异构转变；
7．合金晶体结构与合金结晶过程；
8．合金的晶体结构；
9．合金结晶过程；
10．金属材料铸锭组织特征。
培养能力
专业能力
了解金属材料晶体结构、结晶过程；掌握金属材料同素异构转变、合金晶体结构与合金结晶过程、掌握金属材料铸锭组织特征。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1．熟悉了解金属材料晶体结构方面基本知识；
2．基本掌握纯金属的结晶过程的基本知识；
3．了解金属材料同素异构转变基本知识；
4．掌握合金晶体结构与合金结晶过程基本知识；
5．掌握金属材料铸锭组织特征方面知识。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实验实训设备及材料
多媒体教室、实训实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
8课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生了解金属晶体结构、同素异构转变；掌握纯金属、合金晶体结构与合金结晶过程；掌握金属材料铸锭组织特征，进而为金属材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
3．学习情境三教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境3：
铁碳合金
课时
10学时
项目任务
1．铁碳合金中的基本相相关知识；
2．铁碳合金相图分析方法；
3．含碳量对铁碳合金组织和性能的影响
培养能力
专业能力
掌握铁碳合金中的基本相相关知识、铁碳合金相图分析方法、含碳量对铁碳合金组织和性能的影响。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1．掌握铁碳合金中的基本相图相关知识；
2．掌握铁碳合金相图分析方法；
3．掌握铁碳合金相图应用方面基本知识；
4．掌握含碳量对铁碳合金组织和性能的影响方面基本知识。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实验实训设备、材料
多媒体教室、实训实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
10课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生能够掌握：
铁碳合金中的基本相相关知识、铁碳合金相图分析方法、含碳量对铁碳合金组织和性能的影响，进而为铁碳合金的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
4．学习情境四教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境4：
钢的热处理
课时
12学时
项目任务
1.钢在加热时的组织转变；
2.钢在冷却时的组织转变；
3.钢的退火与正火工艺；
4.钢淬火工艺；
5.钢的回火工艺；
6.钢的表面热处理与化学热处理。
培养能力
专业能力
掌握钢在加热、冷却时的组织转变、钢的退火与正火工艺、钢淬火工艺、钢的回火工艺、钢的表面热处理与化学热处理等相关知识。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1.基本掌握钢在加热时的组织转变的基本知识；
2.基本掌握钢在冷却时的组织转变的基本知识；
3.掌握钢的退火与正火工艺方面基本知识；
4.掌握钢淬火工艺方面基本知识；
5.掌握钢的回火工艺方面基本知识；
6.掌握钢的表面热处理与化学热处理基本知识。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实训实训设备、材料、工件
多媒体教室、实验实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
12课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生能够掌握：
钢的各种热处理的基本知识、钢的热处理工艺方法及特点、钢的各种热处理方法对钢的相关性能的影响，进而为钢铁材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
5．学习情境五教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境5：
铸造成型
课时
8学时
项目任务
1.铸造概述；
2.砂型铸造方法及特点；
3.金属铸造性能的相关知识；
4.特种铸造方法。
培养能力
专业能力
解铸造概述、特种铸造方法；掌握砂型铸造方法及特点、金属铸造性能的相关知识；
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1.基本了解铸造工艺基础知识；
2.掌握砂型铸造方法及特点；
3.掌握金属铸造性能的相关知识；
4.掌握特种铸造方法相关知识。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实训实训设备、材料、工件
多媒体教室、实训实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
8课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生能够掌握：
各种铸造成型的基本工艺方法及特点、分析在铸造工艺过程中遇到的各种各样问题的方法，进而为金属材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
6．学习情境六教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情景
情境6：
锻压成型
课时
8学时
项目任务
1.锻压技术概述；
2.金属锻压加工基础知识；
3.金属锻造工艺方法及其特点；
4.冲压加工工艺方法及特点。
培养能力
专业能力
了解锻压技术基础知识；掌握金属锻压加工基础知识、锻造工艺方法及其特点及冲压加工工艺方法及特点。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1.了解锻压工艺基础知识；
2.掌握金属锻压加工基础知识；
3.掌握金属锻造工艺方法及其特点；
4.掌握冲压加工工艺方法及特点。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实训实训设备、材料、工件
多媒体教室、实验实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
8课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生能够掌握：
各种锻压成型的基本工艺方法及特点、分析在锻压工艺过程中遇到的各种各样问题的方法，进而为金属材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
7．学习情景七教学设计
学习领域
金属材料成型技术与实践
总课时
64学时
学习情境
情境7：
焊接成型
课时
12学时
项目任务
1.焊接技术概述；
2.焊条电弧焊的基本工艺方法及其特点；
3.气焊与气割基本工艺方法及其特点；
4.其它焊接方法；
5.常用金属材料的焊接特性。
培养能力
专业能力
了解焊接技术基础知识；掌握焊条电弧焊的基本工艺方法及其特点、气焊与气割基本工艺方法及其特点及常用金属材料的焊接特性。
方法能力
具有自主学习新知识、新技术的能力；具有查找资料获取信息的能力；具有较强的表达能力及计划组织能力；具有分析、归纳、总结及评估能力。
社会能力
具有良好的职业道德和敬业精神；具有团队协作精神及人际沟通能力；具有良好的心理素质和克服困难的能力
学习内容及要求
1.了解焊接工艺基础知识；
2.掌握焊条电弧焊的基本工艺方法及其特点；
3.掌握气焊与气割基本工艺方法及其特点；
4.掌握其它焊接方法；
5.掌握常用金属材料的焊接特性。
教学过程设计
项目任务
教学载体
教学场地
主要教学方法
提交成果
课时安排
——
实训实训设备、材料、工件
多媒体教室、实验实训室
讲授法
完成课后作业及实训报告
12课时
教学实施规范
项目任务
教师行为
学生行为
考核与评价
——
通过多媒体教学手段，使学生能够掌握：
各种焊接成型的基本工艺方法及特点、分析在焊接工艺过程中遇到的各种各样问题的方法，进而为金属材料的各种成型技术打下坚实的基础。
认真听讲，积极思考，完成老师布置的作业。
课后通过网络，查阅与教学内容相关的资料。
课堂考勤，课堂表现：
50分
作业完成情况：
50分
五、课程考核方式
在考核方法上，注重全面考察学生的学习状况，启发学生的学习兴趣，激励学生学习热情，促进学生的可持续发展。
既关注学生知识与技能的理解和掌握，更要关注他们情感与态度的形成和发展。
评价的手段和形式应多样化，将过程评价与结果评价相结合，充分关注学生的个性差异，发挥评价的启发激励作用，增强学生的自信心，提高学生的实际应用技能。
学业评价以过程评价为主，结果评价为辅。
（1）注重对学生学习过程的评价
对学生学习过程的评价，包括参与讨论的积极态度、自信心、实际操作技能、合作交流意识，以及独立思考的能力、创新思维能力等方面，如：
①是否积极主动地参与讨论和分析；
②是否敢于表述自己的想法，对自己的观点有充分的自信；
③是否积极认真地参与模拟实践和应用实践；
④是否敢于尝试从不同角度思考问题，有独到的见解；
⑤能否理解他人的思路，并在与小组成员合作交流中得到启发与进步；
⑥是否有认真反思自己思考过程的意识。
（2）恰当评价学生的理论知识与实际操作技能
本课程强调对理论知识的应用，在评价学生学习效果时，要侧重实践能力的考察，对本课程就是要侧重于实际操作能力的考察。
通过参与课堂讨论的质量、分析能力、对新知识的接受和消化能力、学习迁移能力等多方面，与基础理论知识考核结合评价学生的学习效果。
（3）强化学生安全和质量意识
在各学习情景学习过程中，可设定安全生产一票否决制，从而强化学生的安全、文明生产意识杜决安全事故。
（4）学生学业评价方式及分数计算办法
过程评价：
采取小组内部互评，学生自评、教师评价（评价实习实训报告、学生完成的任务情况）等方式，还可加上企业评价，形成学业综合评价成绩。
评价分数占总成绩比重60%。
结果考核：
主要考查学生对任务完成的质量，分数占总成绩比重40%。
各学习情景综合评价分数表：
学习领域
金属材料成型技术与实践
学习情境
班级
评价时间
学生姓名
学习小组
考核类别
考核要点
组内互评
（30%）
个人自评（30%）
教师评价
（20%）
企业评价
（20%）
得分
过程评价
60%
1．学生参与讨论情况
2．资料使用能力
3．实际动手能力
4．工作态度与协作组织能力
5．工艺分析的合理性
结果评价
40%
任务完成质量
学习情境成绩
各学习情景在学业成绩中所点的比例
序号
学习情景
内容
比例
成绩
1
学习情境一
金属材料的性能
10%
2
学习情境二
金属与合金的晶体结构与结晶
15%
3
学习情境三
铁碳合金
15%
4
学习情境四
钢的热处理
20%
5
学习情境五
铸造成型
10%
6
学习情境六
锻压成型
10%
7
学习情境七
焊接成型
20%
学业最终成绩
六、教学条件建议
1．师资建议
知识要求：
掌握各种成型技术的基本知识，熟悉各类机械零件的加工工艺及制造方法，熟悉了解金属零件的各种热处理工艺及流程。
技能要求：
实训教师：
全面掌握各种力学实验实训设备的使用方法及相关知识；掌握各种金相实验实训设备的使用方法及相关知识；掌握各种金属材料热处理实验实训设备的使用方法及相关知识；掌握各种金属材料铸造成型实验实训设备的使用方法及相关知识；掌握各种金属材料锻造成型实验实训设备的使用方法及相关知识；掌握各种金属材料焊接成型实验实训设备的使用方法及相关知识。
2．课程实训场地建议
本课程是一门理论实践一体化课程，实践性极强需要实验实训设备较多，除了学院校内实验实训设备以外，还需要利用校外实训基地的实验实训设备。
3．设备设施建议
为了更好地完成本课程教学，本实训基地应有以下设备设施组成：
序号
设备名称
数量
功能
1
万能材料试验机
2台
金属材料力学实验教学
2
金相显微镜
10台
金相组织观察实验教学
3
锻床
5台
锻造成型理实一体化教学
4
焊机
20台
焊接成型理实一体化教学
5
铸造车间（校外）
1各
铸造成型理实一体化教学
6
热处理车间（校外）
1各
金属热处理理实一体化教学
七、其他说明
（1）本标准在执行时，可根据学生具体情况适当进行内容选择和课时调整，尤其是学习情景7焊接成型更需加强实践教学环节。
（2）授课建议：
本课程计划为4课时/周，应尽量集中在一起进行，避免时间过短，导致实训内容不连贯。
（3）参与人员
本标准由校内专家与企业技术专家合作完成。
主要合作企业：
攀钢矿业设备修造总厂
校内专家：
蒋祖信、陈春、何鹏
企业专家：
陈利民
执笔人：
张成祥
参与人：
陈春、蒋祖信、胡运林、蒋立刚
审阅人：
古道凤
升级会员 