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《材料科学基础》课程教学大纲
FundamentalsofMaterialsScience

一、课程基本信息
适用专业材料科学与工程
开课单位材料科学与能源工程学院

课程类型专业基础课

课程性质必修课是否为双语否
学分数3学分
学时数总学时48，其中：实验（实训）0学时；课外0学时
先修课程大学物理、大学化学、物理化学
后续课程材料化学、材料结构与性能测试
二、课程简述
本课程将简要介绍材料基础理论知识，包括：材料的分类、性能，材料的组成与微观结
构、亚观结构、晶体结构；详细讲述金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料和新型材
料等各种材料的共性规律及个性特征；还将讲述材料的各项性能、材料的制备原理、方法与
成型加工。本课程着眼于材料科学和工程基本问题、从材料的基本理论出发，将各种材料等
结合在一起，使学生能把握材料科学和工程的共性，熟悉材料的个性，让学生建立组成、结
构、性能和加工、功能的系统思维。通过理论教学与实践结合教学，使学生不仅能掌握基本
理论，善于分析和解决问题，同时也培养学生的动手能力、验证理论、探索新知识的能力。
三、本课程所支撑的毕业要求（本条适用于认证专业）
（一）本课程内容与毕业要求指标点的对应关系
本课程内容需要完成以下毕业要求指标点：
课程名称与指标点的对应关
毕业要求
系矩阵
毕业要求1-工程知识：将数学、自然科学、工程指标点1-1：能够将材料科学
基础和专业知识用于解决材料设计、材料制备，的基本概念运用到工程问题
材料加工等方面的复杂工程问题。的恰当表述中；
毕业要求2-问题分析：应用数学、自然科学和工指标点2-3：能够正确表述一
程科学的基本原理，分析高分子材料、无机非金个工程问题解决方案并分析
属材料、金属材料的设计、制备、加工等方面的其合理性；

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复杂工程问题，以获得有效结论。

毕业要求3-设计/开发解决方案：针对高分子材料、指标点3-2:能够根据目标选
无机非金属材料、金属材料的设计、制备、加工取适当的原材料与基础工艺
等方面的复杂问题，设计满足实际应用需求的解并确定研发方案；
决方案。
毕业要求7-环境和可持续发展：能够理解和评价指标点7-2:能根据环境和社
针对材料科学与工程专业的工程实践对环境、社会可持续发展原则评价制订
会可持续发展的影响。材料的制备工艺流程。
（二）毕业要求指标点在本课程中的实现路径
在学习材料结构、材料组成与结构内容时，涉及数学、自然科学、工程基础和专业知识，
能表述材料的工程问题；理解本课程核心内容的基本原理，要求学生针对材料制备与应用中
的具体工程问题查阅文献，掌握解决方案，并分析其合理性；通过学习材料组成、结构和性
能理论知识，分析材料设计、制备和改性的基础工艺，确定原材料和研发方案；在材料的制
备工艺设计过程中，多考虑环境和社会可持续发展原则，并评价和制订优化了的材料制备工
艺流程。
四、考核方式及成绩评定
（一）考核目标
目标一：针对材料制备与应用中的具体工程问题，能掌握解决方案，并会分析其合理性。
目标二：学习材料科学与工程的基本理论与相关技能。
目标三：能表述材料的工程问题。
（二）考核方式
形式可多种多样，力求做到科学化、标准化、简单化。最后给分，参照下列两个方面：
1、课程考试，闭卷考试。
2、作业（包括课堂笔记、讨论）。
（三）成绩评定
最后成绩一般是期末考试占70%，平时成绩（含测验、作业等成绩）占30%，本课程
为“考试”科目，成绩及格者获3学分。
五、课程内容、重点和难点及教学方法与手段
绪论
重点：了解材料的应用和发展过程，材料的基本类型。
难点：理解什么是材料科学与材料工程，了解现代科技对材料的要求。
教学方法与手段：本章作为一般性的概念和基础知识，要求学生进行课前预习，课堂讲授

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完成；对主要知识点采用启发式、讨论式的教学方法讲授。典型案例采用讨论方式与学生
直接交流，引导学生采用正确的思维进行分析。
第一节人类生活中的材料
第二节材料的应用和发展过程
第三节材料科学在科学技术发展中的作用
第四节材料的基本类型
第五节材料科学与材料工程
第六节现代科技对材料的要求

第一章材料结构的基本知识
重点：理解原子的结构，原子的结构键。
难点：理解晶体的原子排列方式，晶系与布拉菲点阵，理解晶向指数和晶面指数的概念和
表示方法，了解晶体材料的组织与观察方法。
教学方法与手段：本章作为一般性的概念和基础知识，要求学生进行课前预习，课堂讲授
完成；对主要知识点采用启发式、讨论式的教学方法讲授。典型案例采用讨论方式与学生
直接交流，引导学生采用正确的思维进行分析。
第一节原子结构
一、基本概念
二、原子中的电子
三、元素周期表
第二节原子结构键
一、结合力与结合能
二、原子间主键
三、次键
四、混合键
第三节原子排列