《无机材料科学基础》课程介绍

《无机材料科学基础》课程介绍

一、课程简介

《无机材料科学基础》是材料科学与工程、材料物理专业、复合材料与工程专业的承前启后的专业基础理论课，其主要任务是使学生掌握本专业的基础理论、基本知识和基本技能。通过本科程学习，要求学生掌握无机材料的结构、性能和物理化学变化规律及它们之间的相互联系，为后续专业课的学习以及从事无机材料领域的生产和科研奠定坚实的理论基础；在掌握本课程所涉及的物理、化学、物理化学、固体物理及量子化学等理论的基础上，学习科学思维方法和研究问题的方法，达到开阔思路、激发探索和创新精神、增强理论分析能力与实践能力的目的。

课程的主要教学内容包括：

1、晶体的几何外形规律与晶体结构要求学生掌握晶体的基本特性、生长规律和对称特点；晶体的理想形态与典型的晶体结构，硅酸盐晶体结构及实际晶体中的结构缺陷等内容。需要建立丰富的空间想象力。

2、硅酸盐聚集系统的结构和性质了解玻璃体结构、性质及玻璃的形成；了解固体表面、界面行为。

3、热力学应用及相平衡掌握热力学有关计算；学会看相图，重点掌握三元相图的分析与应用。

4、过程动力学了解各种扩散机制、扩散规律及影响扩散的因素；固相反应的特点及动力学方程的应用；了解固－液相变机理、核化、晶化过程及影响因素；了解烧结的各种传质机理、烧结速率方程表达式及影响烧结的因素。

本课程的实验教学内容共有2个验证性实验、4个综合性实验和一个设计性实验，具体内容见实验教学。

通过本课的教学，要求掌握晶体结构的特点、结构与性质的关系、实际晶体的缺陷；玻璃体结构、玻璃体与晶体性质差异、玻璃的形成；固体表面、界面行为；热力学有关计算，学会分析与使用相图；各种扩散机制、扩散规律及影响因素；固相反应特点，化学反应与扩散控制的动力学关系与应用；相变的规律，固-液相变的核化、晶化机理和影响因素；固相烧结的各种传质机理、烧结速率方程的表达式与应用。对材料的组成—工艺—结构—性质之间的关系，对无机材料生

产过程中的一些共性和规律有较全面和系统的理解与认识，并具有初步应用的能力。

二、教学内容改革与教学条件完善

本课程的教学手段均采用多媒体教学法，配合以模型，扩大了信息量，有利于突出重点和强调难点。在授课过程中根据各章节的特点，因材施教。如：第一部分，采用投影图和实物模型相结合的方法，帮助学生建立空间概念，实现从空间立体图转向看平面图的过程。第三部分采用附图和列表相结合，使大量的文字叙述转换到简单明了的图表上，增强了学生的读图能力。

综合考虑《无机材料科学基础》课程所面向9个专业方向的特点，于2011年9月重新修订了教学大纲。修订后的大纲，拓宽了教学内容，并正对各专业方向进行相关内容的统筹安排，增强基础理论知识的应用。满足材料科学与工程、复合材料与工程和材料物理专业知识面的拓宽，增强知识服务于社会的适应力。体现新的教学思路和改革要求，有力的指导课程的教学工作。

强化实验教学，充分利用近几年实验装备改善的有力条件，结合《无机材料科学基础》授课内容的调整，改革了实验教学。增加一个验证性实验。同时结合新材料的发展，改进综合实验教学内容。并在此基础上，于2007－2008学年首次开出了材料物理专业设计型实验。目前，本课程的实验课有自编完备的各类实验指导书，实验开出率为100%。现开设1个设计型实验、4个综合实验和2个验证性实验。综合实验的开设极大地调动了同学们学习的积极性，该实验从原材料开始作为起点，采用先进的制备工艺，制备出先进的材料，采用XRD、DTA、SEM 等分析方法研究材料的相组成、矿物组成、表面形貌等微观结构，并与材料的一系列物理性能相联系，使学生从根本上认识材料的组成-工艺-结构-性能之间的联系及其相互间的变化规律，加深了对《无机材料科学基础》基础理论的认识。在强化基础理论的前提下，加强了学生的动手操作能力和分析问题与解决问题能力的培养。

三、网络建设

2005年7月已完成了本课程的网络建设工作。主要内容包括：课程介绍、师资队伍介绍、教学大纲、网络课件、实验教学、文献资料、教学录像、习题库及答疑教室。近几年一直注重网络建设与维护，保证网络畅通，学生可以随时上网学习。网络课堂的建设，促进了学生对本课程基础理论知识的掌握，并在与兄弟

院校的交流中发挥了积极作用。随着教改的进行及某些授课内容的进一步更新，网络教学建设工作保持连续状态。

四、教学状态与质量的监控

进一步加强了教学质量监控体系的作用，及时了解、掌握各种反馈信息，促进教学质量的提高。对教学质量进行有效的监控，维持正常的教学秩序，包括以下主要内容：（1）教师备课，（2）课堂教学，（3）辅导（答疑与质疑），（4）批改作业，（5）考试命题、阅卷、评分等。多年来，课程组教师一直坚持听课、研讨及课后讨论等业务活动，以达到互相学习，取长补短，共同提高的目的。加强本课程的后续评价工作，及时听取四年级学生、毕业后已参加工作的学生及考研的学生对本课程的评价意见，听取后续课程任课教师对本课程的评价。加强试题库建设，使考试、试卷评阅与分析建立在更加科学的基础上。课程考试完全实行教考分离，并与平时作业和实验成绩相结合，使平时作业和实验成绩在总成绩中有一定的体现。