项目大纲.docx
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项目大纲
卓越工程师教育培养计划（试点专业）
材料科学与工程基础项目教学大纲
一、项目定位：
依据“卓越工程师教育培养计划”和专业培养目标实现矩阵，按照专业课程所规定的知识、能力和素质要求，将对材料科学与工程专业起到重要支撑作用的专业基础和专业方向课程、实践环节等教学单元组成材料科学与工程基础项目，达到掌握材料科学与工程专业的基础理论、专业知识、专业技能的培养要求，实现应用型后备工程师的培养目标。
材料科学与工程基础项目在培养标准实现矩阵中的位置如表1所示，其从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）如表2所示。
表1材料科学与工程基础项目在培养标准实现矩阵中的位置
项目在培养标准矩阵中位置
1.技术知识和推理能力
1.2核心工程基础知识
1.2.2材料基础知识
1.3高级工程基础知识
1.3.1高级专业基础知识
2.个人职业技能和职业道德
2.1工程推理和解决问题的能力
2.1.1发现问题和表述问题
2.1.5解决方法和建议
2.2实验和发现知识
2.2.3实验探索
3.人际交往能力、团队工作和交流
3.3使用外语交流
3.3.1英语
4.在企业和社会环境下工程的构思、设计、实施、运行系统
4.4设计
4.4.1设计过程
4.5实施
4.5.1设计实施的过程
4.6运行
4.6.1运行的设计和优化
表2材料科学与工程基础项目从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）
序号
从属课程
教育内容
知识体系
知识领域
知识单元
1
材料科学基础
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
2
金属固态相变
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
3
工程材料
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
4
材料科学与工程专业导论
专业教育
专业基础
材料科学与工程
一般知识
5
纳米材料与技术
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
6
钢铁冶金学
专业教育
专业方向
材料科学与工程
核心知识
7
材料科学进展
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
8
现代金属合金化技术
专业教育
专业方向
材料科学与工程
核心知识
9
功能材料
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
10
科技外语
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
二、项目包含的课程及关系
项目包含的课程有材料科学基础、金属固态相变、工程材料、现代金属合金化技术、钢铁冶金学、纳米材料与技术、材料科学进展、材料科学与工程专业导论、功能材料、科技外语。
其中材料科学与工程专业导论、材料科学基础、金属固态相变、工程材料、钢铁冶金学作为项目的基础知识，现代金属合金化技术、纳米材料与技术、材料科学进展、功能材料、科技外语作为项目内容的扩展和补充。
三、项目培养目标
1.知识培养目标
（1）掌握材料热力学、动力学理论、材料的微观组织、内部断裂机制及宏观性能。
掌握材料成分、微观结构、制备工艺及性能之间关系。
（2）掌握金属固态相变的类型，金属材料在加热和冷却过程中相变的基本原理和变化规律，金属材料的成分、组织结构和性能之间的关系，金属材料热处理相变的动力学及影响因素。
（3）掌握常用工程材料的结构、种类与性能的基础知识，了解材料组织结构与性能之间的关系及其变化规律，初步掌握金属材料热处理的基本概念和基本工艺。
（4）掌握合金元素在钢中的作用，了解合金钢的分类、牌号及有色金属材料的分类、特点，了解各种合金合金化特点及其合金化原理。
（5）掌握钢铁冶金过程的基本原理与工艺，掌握炼铁、炼钢和连铸过程的新工艺、新设备和新技术等有关冶金学的专业知识和技能。
（6）掌握新信息功能材料、复合材料、新能源材料、生态环境材料、纳米材料、超导材料、先进陶瓷材料的基本概念、特性，了解其应用领域和发展趋势。
（7）掌握专业外语的文章结构、语法、写作方式和材料学专业常用的英语词汇，能较顺利的阅读、理解和翻译与专业相关的科技文献，掌握科技论文的书写格式及写作技巧。
2.能力培养目标
（1）具备工程材料组织结构分析、失效分析能力；力学性能测试能力；制订与实施工业用钢热处理工艺的能力；初步具备对于工程制件的选材、识材与用材的能力。
（2）具有依据材料成分及使用要求制定处理工艺的能力；材料的组织成分与宏观性能间关系的分析能力；实施材料相关试验及对试验数据的处理能力。
（3）具有炼铁炼钢原料选择，矿物品质评定的能力；根据矿物品质选择炼钢方法的能力；具有判断炼钢产品冶金质量分析能力；具有炼钢后续加工工艺选择的能力等。
（4）具备碳钢种类的辨别能力；优化碳钢、有色金属组织和性能的工艺设计能力。
（5）具备分析纳米材料性能与组织结构关系的能力。
依据纳米材料的使用要求制定其制备方法的能力。
正确使用纳米材料性能表征方法及检测仪器的能力。
（6）具备功能材料的选用、设计、成分和性能分析能力；常用功能材料的制备能力。
（7）具有一定外文文献查询、阅读能力；具有使用外语撰写论文的能力；具有采用专业外语进行自主交流的能力。
3.素质培养目标
通过课程学习与实践，培养学生具备从事材料科学与工程相关行业工作所需的知识、能力和素质。
四、项目基本内容和学时安排
1.材料科学基础课程（64学时）
课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料等为研究对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍热力学、动力学理论及材料的微观组织、内部断裂机制及宏观性能。
通过学习使学生掌握材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间关系和材料的共性规律。
2.金属固态相变课程（48学时）
课程学习固态相变的类型，金属材料在加热和冷却过程中相变的基本原理和变化规律，金属材料的成分、组织结构和性能之间关系；金属材料热处理相变的动力学及影响因素，介绍近年来国内外研究的新理论、新进展。
3.工程材料课程（32学时）
通过对课程的学习，使学生掌握常用工程材料的结构、种类与性能的基础知识，了解材料组织结构与性能之间关系及其变化规律，初步掌握材料热处理的基本概念和基本工艺，掌握正确选择材料和合理使用材料的基本原则和方法。
4.现代金属合金化技术课程（44学时）
通过对课程的学习，使学生掌握合金元素在钢中的存在形式及对Fe-Fe3C相图的影响、对钢的热处理的影响、钢的性能的影响；了解合金钢的分类、牌号及有色金属材料的分类、特点；了解铝合金合金化特点；掌握铝合金的失效与组织结构变化；了解镁合金、钛合金、镍合金的合金化特点；掌握其沉淀过程与结构变化、晶粒细化及其热加工。
5.钢铁冶金学课程（48学时）
通过对本课程的学习，使学生掌握钢铁冶金过程的基本原理与工艺；掌握炼铁、炼钢和连铸过程的新工艺、新设备和新技术等有关冶金学的专业知识和技能。
6.纳米材料与技术课程（32学时）
课程介绍纳米材料的基本概念、结构性能、表征方法和制备技术；纳米材料在各个领域中的应用情况以及未来的发展前景等内容。
通过该课程的学习，使学生掌握纳米材料的基本理论、特性、制备、纳米表征与纳米测量以及纳米材料与技术对当代社会的影响。
7.材料科学进展课程（16学时）
通过对本课程的学习，使学生了解当今材料领域国际前沿的研究水平，了解21世纪新材料领域的新概念、新理论、新技术和正在开拓中的新材料研究领域；了解新信息功能材料、复合材料、新能源材料、生态环境材料、纳米材料、超导材料、先进陶瓷材料等方面的新进展。
8.材料科学与工程专业导论课程（32学时）
通过对本课程的学习，使学生全面掌握材料的基本概念、特性、应用领域和发展趋势。
了解结构材料、电性材料、磁性材料、超导材料、智能材料、光学材料、新能源材料、生物医用材料、抗菌材料、环境材料、梯度功能材料、复合材料和纳米材料等的相关内容，重点突出各种材料的性能与应用。
9.功能材料课程（32学时）
通过对本课程的学习，使学生掌握功能材料的特性、设计和制备方法，了解功能材料的发展状况及应用前景；建立功能材料成分、各层次结构及其性能之间的关系，为功能材料的应用提供理论依据。
10.科技外语课程（64学时）
通过对课程的学习，使学生掌握专业外语的文章的结构、语法、写作方式及其与公共英语的异同点；掌握材料学专业常用的英语词汇，能较顺利的阅读、理解和翻译与专业相关的科技英文文献，掌握英文论文的书写格式及英文论文摘要的写作技巧。
五、项目中实践性教学内容与要求
项目中实践性教学内容与要求如表3所示。
表3材料科学与工程基础项目中实践性教学内容与要求
实践内容
实践环节
实践教学要求
专业基础
工程化学实验
具备工程化学课程实验基本操作技能
物理化学实验
具备物理化学课程实验基本操作技能
企业文化认知与体验
了解企业工程文化、企业工程环境及管理体系，完成工程职业道德教育和良好的质量、环境、安全及服务意识教育；了解企业生产与社会需求的关系；了解生产相关法律法规、专业规范、标准等；通过实践，增加一线体验；养成良好工作习惯和团队合作精神，初步了解产品生产过程的材料加工技术
六、项目运行
材料科学与工程基础项目理论教学运行情况如表4所示，实践教学运行情况如表5所示。
表4材料科学与工程基础项目理论教学运行情况
项目名称
课程名称
学分
学时
开课学期
材料科学与工程基础
项目
材料科学基础
4
64
4
金属固态相变
3.5
56
5
工程材料
2
32
3
现代金属合金化技术
3
48
5
钢铁冶金学
3
48
5
材料科学与工程专业导论
2
32
2
科技外语
4
64
5.6
功能材料
2
32
6
纳米材料与技术
2
32
6
材料科学进展
1
16
6
表5材料科学与工程基础项目实践教学运行情况
实践环节
学时
开课学期
运行地点
考核
方式
工程化学实验
16
1
材料科学与工程实验中心
考试
物理化学实验
16
2
材料科学与工程实验中心
考试
企业文化
认知与体验
2周
2.4
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、中航公司哈尔滨东安发动机（集团）有限公司、哈尔滨电机厂有限责任公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、东北轻合金有限责任公司、哈尔滨焊接技术培训中心等。
考查
七、项目实现
1.依据“卓越工程师教育培养计划”和“材料科学与工程专业人才培养目标”选用“双师型”教师或聘请企业工程师组建项目所属课程的授课教师，成立材料科学与工程基础项目组，为项目的实施提供组织保障。
2.按照对学生知识、能力、素质的培养要求，项目组对理论教学、实践教学内容进行调整，编写各课程教学大纲，选择或编写适于项目的教材、实践课程指导书、任务书、报告等资料。
3.在教学实施过程中灵活运用多种教学方法和教学手段，充分、合理利用现代信息技术开发多媒体课件。
4.利用本行业的企业资源，加强校企合作，建立产、学、研合作平台，充分满足学生参观、实习的需要，争取分岗位操作训练，并在合作中注重学生专业能力的提高和教学内容的调整，使学生真正掌握材料科学与工程基础理论知识运用于实际之中。
5.项目实施过程中加强管理，通过教学管理、教学监控体系保障良好的项目运行状况，对运行质量情况做出评价。
实施过程中针对具体情况对人才培养方案进行修订和补充，不断优化项目培养方式，提高培养学生质量。
八、其它说明
制定人：
王春艳王丽雪审核人：
莫淑华
\
卓越工程师教育培养计划（试点专业）
计算机应用与开发项目教学大纲
一、项目定位
依据“卓越工程师教育培养计划”和材料科学与工程专业人才培养目标，计算机应用与开发项目是材料科学与工程专业项目中的重要部分，项目设立的目的是使学生具备计算机的基础理论知识和实际应用能力，掌握利用计算机解决材料科学与工程领域相关问题的方法，提高学生的计算机和材料科学与工程专业的知识水平。
同时，通过理论和实践教学的有机结合，有助于培养学生的创新能力和团队精神。
使计算机应用与开发项目实现符合“卓越工程师教育培养计划”国家通用标准的知识、能力、素质要求的应用型后备工程师的培养目标。
计算机应用与开发项目的教育内容是专业教育，隶属于材料科学与工程专业学科专业
基础知识体系，定位于计算机知识领域的核心知识单元与一般知识单元。
计算机应用与开发项目培养标准实现矩阵中的位置如表1所示。
表1计算机应用与开发项目在培养标准实现矩阵中的位置
项目单元
项目在培养标准矩阵中位置
焊接技
术与工
程项目
1技术知识和推理能力
1.1基础科学知识
1.1.4基本应用工具
1.2核心工程基础知识
1.2.1工程基础和计算机基础知识
1.3高级工程基础知识
1.3.1高级专业基础知识
1.3.2工程实践能力
2个人职业技能和职业道德
2.1工程推理和解决问题的能力
2.1.2建模
4在企业和社会环境下工程的构思、设计、实施、运行系统
4.1外部和社会背景环境
4.1.1工程师的角色和责任
4.1.2工程界对社会的影响
4.1.3社会对工程界的规范
4.1.4历史和文化背景环境
4.2企业与商业环境
4.2.1重视不同的企业文化
4.2.2企业战略、目标和规划
4.4设计
4.4.1设计过程
4.4.2设计过程的分段和方法
4.4.3知识在设计中的利用
4.5实施
4.5.1设计实施的过程
4.5.2产品的生产过程
4.5.3产品的测试
4.5.4实施过程的管理
4.6运行
4.6.1运行的设计和优化
4.6.2培训与操作
4.6.3运行管理
计算机应用与开发项目从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）如表2所示。
表2计算机应用与开发项目从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）
序号
从属课程
教育内容
知识体系
知识领域
知识单元
1
大学计算机基础
通识教育
工具
计算机应用基础
核心
2
C语言程序设计
专业教育
专业基础
计算机
核心
3
有限元在材料科学与工程中的应用
专业教育
专业基础
计算机
一般
4
微机在材料加工中应用
专业教育
焊接技术与工程专业方向
焊接技术与工程
一般
5
UG三维模型设计
专业教育
学科专业基础
计算机
一般
二、项目包含的课程及关系
计算机应用与开发项目项目涵盖大学计算机基础、C语言程序设计、有限元在材料科学与工程中的应用、微机在材料加工中应用、UG三维模型设计课程群及相应的计算机辅助设计集中训练实训环节。
以项目中的大学计算机基础和C语言程序设计作为知识和理论基础，重点掌握有限元在材料科学与工程中的应用、微机在材料加工中应用、UG三维模型设计项目内容。
三、项目培养目标
1.知识培养目标
（1）计算机的发展现状和趋势、基础知识、实际应用；
（2）计算机编程的基本原理、数据结构、应用程序编制；
（3）有限元原理及其研究材料科学与工程领域的理论和实践问题；
（4）焊接专机系统原理和实现；
（5）焊接结构温度场和应力场数值模拟；
（6）UG三维模型设计原理、特点及实现。
2.能力培养目标
（1）计算机基本操作的能力；
（2）应用程序开发的能力；
（3）材料科学与工程知识的计算机分析能力；
（4）材料加工领域的理论分析和解决工程实践的能力。
3.素质培养目标
通过课程学习培养知识素质、能力素质，培养学生的创新能力及实践能力，初步具备工程师的基本能力素质。
四、项目基本内容和学时安排
1.大学计算机基础课程（32学时）
课程是大学计算机基础教学中的基础性课程。
通过本课程的学习，使学生了解计算机的组成原理、操作系统、办公软件、程序设计和数据库、计算机网络和多媒体等基础知识和一般过程，配合必要的实践教学，使学生能够更好的掌握和运用计算机。
2.C语言程序设计课程（48学时）
课程是广泛使用的计算机语言，适用于系统程序和应用程序的开发。
通过本课程的学习，使学生了解C语言的相关概念、结构特点，掌握结构化程序设计的基本概念，建立模块化程序设计思想，具备初步的高级语言程序设计能力，并能熟练应用常用的C集成开发环境进行C语言的编写、编译与调试，为进一步自学其他程序语言和提高程序设计能力打下坚实基础。
3.有限元在材料科学与工程中的应用课程（32学时）
有限元在材料科学与工程中的应用是材料科学与工程专业任选的专业课程。
学习本课程的目的是使学生将力学、材料力学性能等基础知识与有限元法的基本原理及工程应用有机地结合起来，掌握工程材料结构、性能的力学、动力学和热力学模拟分析能力，为从事材料结构设计、制备、改性与加工等奠定必要的专业基础。
课程的任务是让学生掌握有限元方法的基本概念和基本理论，有限元分析的基本处理方法，熟悉常用有限元分析软件在材料科学与工程中的应用。
通过本课学习，培养学生利用现代计算机模拟分析软件解决工程实际问题的基本技能，培养学生应用分析能力和创新能力。
4.微机在材料加工中应用课程（16学时）
课程是材料科学与工程专业意选修课的专业课程。
通过本课程的学习，使学生掌握计算机在焊接专家系统中的应用，了解焊接数据库中的类型、功能和设计方法，掌握焊接中数值模拟的基本原理、计算方法和特点，了解计算机在定量焊接冶金中的应用，了解焊接设备的计算机控制与仿真技术。
5.UG三维模型设计课程（24学时）
课程讲述UG三维模型设计的原理和工程实践应用。
通过对本课程的学习，使学生掌握三维实体模型设计的原理，掌握UG软件的三维实体造型、建模、装配、曲线设计、工程图形设计功能，培养学生的借助于计算机分析和解决专业知识的能力。
五、项目中实践性教学内容与要求
计算机辅助设计集中训练
教学目的：
掌握产品零件的平面及三维绘图、三维实体建模、图像分析、材料性能数值模拟等能力。
实习单位：
材料科学与工程实验中心。
时间安排：
第七学期，为期三周。
学习方法：
学生在材料科学与工程实验中心由双师型教师指定实习，借助于计算机的相关专业软件系统进行案例的分析和设计。
实习内容及要求：
了解CAD软件、有限元软件、UG软件的工作环境，熟练绘制案例的平面及三维图形；分析解决焊接结构的温度场、应力场工程实践案例；案例的等离子体鞘层、应力状态等材料物理性能的数值模拟分析。
考核方式：
案例零件图，撰写实习报告。
项目中的实践教学内容和周数安排见表3。
表3实践教学内容和学时安排
序号
实践环节
实践内容与要求
周数
备注
1
计算机辅助设计集中训练
培养学生进行平面及三维绘图、实体建模、图像分析等能力
3
六、项目实现
计算机应用与开发项目理论教学运行情况如表4所示，实践教学如表5所示。
表4计算机应用与开发项目理论教学项目实现运行
项目名称
课程名称
学分
学时
开课学期
计算机应用与开发项目
大学计算机基础
2
32
1
C语言程序设计
3
48
2
有限元在材料科学与工程中的应用
2
32
4
微机在材料加工中应用
1
16
5
UG三维模型设计
1.5
24
5
表5计算机应用与开发项目实践教学理论教学项目实现
实践环节
学时
开课学期
运行地点
考核方式
计算机辅助设计集中训练
5周
3
材料科学与工程实验中心
考查
七、项目运行
1.项目所属理论课程选择或编写适于项目的教材及参考资料。
2.项目所属的实践环节《计算机辅助设计集中训练》编写实践课程指导书、任务书、报告等资料。
3.维护良好的教学运行硬件设施，硬件要跟上教改的步伐。
4.设计课堂教学过程，组织实践课程方式。
5.采取理论与实践相结合的教学方法，使学生真正掌握产品设计的方法并运用于实际设计中。
6.项目实施过程中加强管理，通过教学管理、教学监控体系保障良好的项目运行状况，对运行质量情况做出评价。
实施过程中针对具体情况对人才培养方案进行修订和补充，不断优化项目培养方式，提高培养学生质量。
八、其它说明
制定人：
许建平王佳杰审核人：
莫淑华
卓越工程师教育培养计划（试点专业）
材料性能分析与测试项目教学大纲
一、项目定位：
依据“卓越工程师教育培养计划”和材料科学与工程专业人才培养目标，为了达到掌握材料科学与工程专业的基础理论、专业知识和基本技能的培养要求，将对培养学生基本实验技能、掌握材料分析测试手段和方法起到重要支撑作用的专业基础、专业方向课程等教学单元以及实践环节组成材料性能分析与测试项目，实现符合知识、能力、素质培养要求的应用型后备工程师的培养目标。
材料性能分析与测试项目在培养标准实现矩阵中的位置如表1所示，其从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）如表2所示。
表1材料性能分析与测试项目在培养标准实现矩阵中的位置
项目在培养标准矩阵中位置
1.技术知识和推理能力
1.2核心工程基础知识
1.2.2材料基础知识
1.2.3基本实验技能
1.3高级工程基础知识
1.3.1高级专业基础知识
2.个人职业技能和职业道德
2.1工程推理和解决问题的能力
2.1.1发现问题和表述问题
2.1.5解决方法和建议
2.2实验和发现知识
2.2.3实验探索
表2材料性能分析与测试项目从属课程、教育内容、知识（体系、领域、单元）
序号
从属课程
教育内容
知识体系
知识领域
知识单元
1
材料物理性能
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
2
材料力学性能
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
3
材料分析测试技术
专业教育
专业基础
材料科学与工程
核心知识
4
金属材料失效分析
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
5
材料结构与性能表征
专业教育
专业方向
材料科学与工程
一般知识
二、项目包含的课程及关系
项目包含的课程有材料物理性能、材料力学性能、材料分析测试技术、金属材料失效分析、材料结构与性能表征。
其中材料物理性能、材料力学性能、材料分析测试技术作为项目的基础知识课程，金属材料失效分析、材料结构与性能表征作为项目内容的延伸和拓展。
三、项目培养目标
1.知识培养目标
（1）掌握材料物理性能参数的定义、物理意义；掌握各种物理性能的测量、影响规律及其应用。
（2）掌握材料力学性能指标的物理意义、技术意义和测试方法，熟悉常用金属材料力学性能测量仪器。
（3）掌握材料的内在结构与外在性能之间的关系及材料表征的基本方法。
掌握常用分析测试技术的基本概念、实验原理、应用范围和发展趋势。
（4）掌握材料失效的工程概念，失效分析的实际意义和应用现状。
掌握进行失效分析的思路、方法及具体步骤。
了解材料在静载荷、交变载荷作用下的失效形式、断口特征、断裂过程、机理、影响因素及预防措施。
了解失效分析方法在各种工程构件中的具体应用及发展趋势。
（5）掌握用于材料结构表征的X射线光电子能谱分析、材料热分析、红外光谱分析等材料分析测试的基本方法；了解常用仪器设备的工作原理，从材料的成分分析、结构测定和形貌观察等方面出发探寻结构与性能之间的内在关系。
2.能力培养目标
（1）具备材料物理性能的检测能力、分析能力，从物理效应和
升级会员 