《金属材料与热处理》课程标准.docx
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《金属材料与热处理》课程标准
《金属材料与热处理》课程标准
一、课程基本信息
课程名称：
金属材料与热处理
课程代码：
021002
学分：
4
学时：
72
授课时间：
第3学期
授课对象：
机械类专业学生
先修课程：
高等数学、机械制图
后续课程:
机电设备故障诊断维修、设备管理
课程性质：
《金属材料与热处理》课程是机械类专业必修的技术基础课。
该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。
该课程主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。
二、课程目标
知识目标：
1.以铁碳合金的成分-组织-温度-性能为主线，了解四者的相互关系和变化规律的基础知识；
2.了解钢材在实际加热和冷却时内部组织的变化及其对钢材性能的影响；
3.了解毛坯的成形方法和基本工艺过程；
4.掌握零件的使用要求及零件材料的选择；
5.掌握钢材热处理方法的选择；
6.掌握零件毛坯成形方法的选择。
能力目标：
1.具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力。
2.初步具有选择钢材热处理方法的能力。
3.初步具有选择零件毛坯成形方法的能力。
4.初步具备应用所学理论知识分析解决实际问题的能力。
5.初步具备应用光学金相分析金属及合金组织的能力。
6.使学生在金属材料基础理论及基本知识方面具备应用阅读一般专业文献及进一步提高自修能力。
素质目标：
1.培养实事求是，严肃认真的科学态度与工作作风。
2.培养良好的安全生产意识、质量意识和效益意识。
3.培养学生遵守规则做事的职业习惯。
4.培养学生积极主动、团结协作的精神。
5.培养学生勇于开拓、不断创新的品质。
三、课程设计
1.教学设计
教学模式：
以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。
教学组织形式：
为加强学生创造思维和工程技术素质的培养，根据学生个性特点与发展的需要，本门课程建议采用讲课、自学、习题课、辅导课、报告会等多种形式组织教学。
本门课程可灵活采用全班学习、分组学习等学习形式，也可以组建课外兴趣小组进行知识拓展学习。
教学方法与手段：
教师要认真研究学生特点，针对学生实际情况，结合教学内容，多种教学方法手段综合运用。
在教学方法上，将项目任务引入课程，将理论讲授包含在项目训练中，使学生在实践中掌握理论、学习知识，将生产中的新工艺、新方法、新技术引入课堂。
采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法，提高学生的学习兴趣。
在教学手段上，充分利用现代多媒体电子教学，视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等将现代科学技术充分应用于教学改革之中。
2.教学内容及学时分配
根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
表1《金属材料与热处理》教学内容及学时分配表
序号
项目名称
培养目标
教学内容
学时建议
教学方法建议
教学资源/仪器设备、教具
1
项目一
金属的晶体结构
1.能绘出立方晶胞中的晶面及晶向。
2.掌握金属的特性及结构特点，金属键和金属的晶体结构及晶体结构的基本知识。
3.掌握金属的实际晶体结构，了解多晶体结构和亚结构及晶体的缺陷。
教学载体：
无
学习内容：
1.金属
2.金属的晶体结构
3.实际金属的晶体结构
训练内容：
无
4
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
2
项目二
纯金属的结晶
1.能够掌握金属结晶的现象，结晶过程的宏观现象，金属结晶的微观过程，金属结晶的热力学条件和金属结晶的结构条件。
2.能够熟练掌握晶核的形成，了解晶核的长大，液固界面的微观结构，晶体长大的机制。
3.掌握金属铸锭的组织与缺陷、铸锭三晶区的形成，了解铸锭组织的控制与铸锭缺陷。
教学载体：
无
学习内容：
1.金属结晶的现象
2.金属结晶的热力学条件
3.金属结晶的结构条件
4.晶核的形成
5.晶核长大
6.金属铸锭组织与缺陷
训练内容：
无
6
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
3
项目三
合金相的晶体结构
1.掌握合金中的相，相的分类，掌握影响相结构的因素，了解合金的相结构，固溶体及金属化合物。
2.会建立二元合金相图。
3.掌握共晶相图及其结晶过程，掌握包晶相图及其结晶过程。
4.掌握形成金属化合物的相图，具有固态相变的相图，了解合金性能与相图的关系。
教学载体：
无
学习内容：
1.合金中的相
2.合金的相结构
3.二元合金相图的建立
4.匀晶相图及其固溶体的形成
5.共晶相图及其合金组织的结晶
6.包晶相图及其合金组织的形成
7.其他类型的二元合金相图
8二元相图的分析方法与应用
9.根据相图推测合金的性能
训练内容：
无
8
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
4
项目四
铁碳合金
1、掌握铁碳合金基本相及铁碳合金相图
2、会分析铁碳合金的平衡组织结晶过程
3、掌握含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
4.掌握钢中的杂质元素及其影响，熟悉钢锭的组织及其宏观缺陷。
教学载体：
无
学习内容：
1.铁碳合金的组元及基本相
2.Fe-Fe3C相图分析
3.含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
4.钢中杂质元素及钢锭组织
训练内容：
无
6
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
5
项目五
金属的塑性变形与再结晶
1.掌握应力—应变曲线，金属断裂及单晶体塑性变形。
2.掌握多晶体的塑性变形、合金的塑性变形及塑性变形对金属组织和性能的影响。
3.掌握变形金属在退火过程中的变化，回复，再结晶过程，影响再结晶的因素及再结晶后晶粒大小及控制。
4.掌握晶粒长大，再结晶退火后的组织和热加工。
教学载体：
无
学习内容：
1.金属的变形特性
2.单晶体的弹性变形
3.多晶体的塑性变形
4.合金的塑性变形
5.变形金属与合金在退火过程中的变化
6.回复
7.再结晶
8.晶粒长大
9.金属的热加工
训练内容：
无
8
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
6
项目六
钢的热处理原理
1.能够了解钢在加热时组织转变；熟悉钢在冷却时的组织转变
2.能够熟练热处理的基本概念，共析钢的奥氏体化过程及影响因素。
3.掌握钢的等温及连续冷却转变曲线
4.掌握C曲线的意义及应用。
5.掌握珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变
教学载体：
无
学习内容：
1.钢在加热时的转变
2.钢在冷却时的转变
3.钢在冷却时的转变—过冷奥氏体的等温转变曲线
4.马氏体转变
训练内容：
无
6
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
7
项目七
钢的热处理工艺
1.掌握钢的退火、正火转变及应用。
2.掌握钢的淬火工艺，钢的回火转变，理解钢的淬透性的概念、表示方法、影响因素及实际意义。
3.掌握钢的表面淬火及化学热处理工艺及其应用。
教学载体：
无
学习内容：
1.钢的退火与正火
2.钢的淬火与回火
3.其他类型热处理
训练内容：
无
8
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
8
项目八
钢铁材料
1、掌握钢的分类和编号，钢中杂质元素对碳钢性能的影响，合金元素在钢中的作用。
2、掌握构件用钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、铸钢的成分特点，合金化原则，热处理特点，性能及用途。
3、掌握刃具钢、高速钢、模具钢、量具钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢的成分特点，合金化原则，热处理特点，性能及用途。
教学载体：
无
学习内容：
1.钢的分类和编号
2.钢中的杂质元素及对碳钢性能的影响
3.合金元素在钢中的作用
4.构件用钢
5.机器零件用钢
6.工具钢
7.特殊性能钢
训练内容：
无
10
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
序号
项目名称
培养目标
教学内容
学时建议
教学方法建议
教学资源/仪器设备、教具
9
项目九
有色金属及合金
1.掌握纯铝的特性、用途、编号，铝合金的分类及热处理特点，变形铝合金及铸造铝合金的热处理。
2.掌握纯铜，黄铜，青铜。
铜合金的分类及热处理特点。
3.掌握钛合金的分类及热处理。
4.了解常用的轴承合金及其特点。
教学载体：
无
学习内容：
1.铝及其合金
2.铜及铜合金
3.钛及钛合金
4.滑动轴承合金
训练内容：
无
8
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
10
项目十
陶瓷材料、高分子材料、复合材料
1.能够掌握陶瓷材料概况、制作工艺、性能特点、常用工业陶瓷及应用
2.能够了解高分子材料概述、分类和性能特点
3.了解复合材料概况、性能特点与增强机制、常见复合材料简介。
教学载体：
无
学习内容：
1.陶瓷材料
2.高分子材料
3.复合材料
训练内容：
无
8
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
教学资源/媒体资料：
电子教案
电子课件
动画录像
技术文件
习题作业
仪器设备、教具：
无
总学时
72
3.课程考核
实施过程考核与最后考核相结合的综合性考核方案。
总成绩=平时成绩40%+理论考试成绩60%
过程考核：
记录学生平时的学习情况。
从学生能否主动参与学习如课堂回答问题、作业完成质量等方面进行考察，平时的回答问题等都作为平时考核的内容。
（平时成绩40分）
最后考核：
理论考核以课程标准为基础，可采用开卷与闭卷相结合的办法，包括基本概念、分析、设计等。
由学生自评、组内互评和教师点评相结合给出。
（理论成绩60分）
考核评分标准如下图所示：
考核体系
平时成绩
40%
平时作业10%
课堂表现10%
平时出勤20%
理论成绩
60%
期末考试60%
考核评价表
项目名称
考核项目（分值）
考核内容（分值）
说明
占整个课程的比重
项目一
金属的晶体结构
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.熟悉金属材料的使用性能
2.了解金属的晶体结构
期末闭卷考试
项目二
纯金属的结晶
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.能够了解纯金属的结晶过程
2.熟悉晶粒长大的控制因素
期末闭卷考试
项目三
合金相的晶体结构
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.熟悉合金中的相结构
2.掌握二元合金相图的基本知识
期末闭卷考试
项目名称
考核项目（分值）
考核内容（分值）
说明
占整个课程的比重
项目四
铁碳合金
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
20%
理论成绩（60）
1.掌握铁碳合金基本相
2.掌握铁碳合金相图的分析方法
期末闭卷考试
项目五
金属的塑性变形与再结晶
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.掌握应力—应变曲线
2.掌握变形金属在退火过程中变化
期末闭卷考试
项目六
钢的热处理原理
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
20%
理论成绩（60）
1.掌握共析钢奥氏体的形成过程
2.掌握C曲线的意义及应用
期末闭卷考试
项目七
钢的热处理工艺
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
15%
理论成绩（60）
1.掌握钢的退火与正火工艺
2.掌握钢的淬火与回火工艺
期末闭卷考试
项目八
钢铁材料
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
15%
理论成绩（60）
1.掌握钢的分类和编号
2.掌握钢的成分与性能特点及用途
期末闭卷考试
项目九
有色金属及合金
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.掌握铝合金的分类与热处理特点
2.掌握纯铜、黄铜、青铜的特点
期末闭卷考试
项目十
陶瓷材料、高分子材料、复合材料
平时成绩（40）
平时作业（10）
出勤（5）
5%
理论成绩（60）
1.掌握陶瓷材料、高分子材料和复合材料的基本概念与性能特点
期末闭卷考试
4.教学环境及设备
教学场地要求：
本课程为理论课程，为了保证理论与实践应用密切结合，教室（实验室）配备投影仪、计算机等多媒体设备。
5.教师队伍
教学队伍知识结构、年龄结构、学缘结构合理；专兼职教师比例适当，根据学生规模，确定合理的“专兼结合”的教学团队。
（1）课程负责人要求：
具有扎实的金工理论及实践基础，深刻理解高职教育规律，有丰富的教学经验，近三年主讲此门课程不少于2轮。
教学效果好的“双师”型教师。
（2）教师要求：
专任教师应具备双师素质，具有高校教师资格证，熟悉高等职业教育规律，熟悉热处理工艺的分析与制定，具有实施理论与实践教学的教学能力。
（3）兼职教师要求：
兼职教师应是来自企业一线的技术骨干，熟悉高职教育教学规律，熟悉相应的国家标准、工艺规范和安全标准，具有执教能力。
6.教材选用
按照“工学结合”的总体思路，以岗位技能培养为目标，确立“教、学、做”一体化的教学模式。
本课程建议将教材内容进行整合，可考虑采用将讲课内容与实践内容合为一体的一体化教材。
最好采用适合自己的自编教材。
四、实施建议
1、本课程主要教学场所应在校内进行，强调培养学生理论应用能力。
2、教学过程中，要从高职教育的目的出发，注意与有关课程相结合，把握好“必需、够用”为度的原则，还要适当兼顾专升本学生所需知识点的教学。
3、教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立的学习习惯，努力提高学生的自学能力和创新精神。
4、重视对学生学习方法的指导，特别指导学生充分应用课程网络资源。
5、教师来自企业或任课前应加强理论研究与实际操作，为更好的搞好项目教学做准备。
执笔人：
审核人：
制定（修订）日期：
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