材料科学综合性课程设计的实践与研究
材料科学与工程专业 综合实践总结报告 专业课程实验
PP/nano-CaCO3复合材料的注射成型及力学性能实验一、实验目的1了解纳米CaCO3对PP的增韧效果、原理。
2 熟悉PP复合材料的注射成型制备过程。
3了解复合材料的力学性能测试。
4了解电镜测样原理和具体步骤。
二、实验原理1、纳米CaCO3对PP的增韧效果原理聚丙烯(PP)是一种综合性能较优异的热塑性塑料，广泛应用于医疗器具、汽车零部件、家庭用品、办公用品、建筑材料、化工管道以及大量的运输和包装材料等方面，制品具有耐热好、化学稳定性高和成型性好等优点。
但同时PP也存在冲击韧性低，低温易脆裂，耐候性差强度、模量、硬度低，成型收缩大，尺寸稳定性差，制件易变形等缺点。
这些缺点大大限制了PP的应用，并且给实际生产带来了许多麻烦，因此，对PP进行改性研究以拓宽其应用领域成了学者们研究的热点。
纳米碳酸钙（nano-CaCO3）填充PP是一种具有广泛应用前景的复合材料，nano-CaCO3原料来源丰富且价廉易成型加工，制品的耐热性、硬度、刚性及尺寸稳定性均优于PP 塑料所以引起了国内外众多学者的广泛关注。
本实验通过熔融共混的方法将nano-CaCO3填充到PP中，研究了nano-CaCO3用量对PP力学性能的影响及其在PP中的分散状况2、PP复合材料的注射成型制备过程⑴合模与开模。
合模是动模前移，快速闭合。
在与定模将要接触时，依靠合模系统的自动切换成低压，提供低的合模速度，低的合模压力，最后切换成高压将模具合紧。
开模是注射完毕后，动模在液压油缸的作用下首先开始低速后撤，而后快速后撤到最大开模位置的动作过程。
⑵注塑阶段。
模具闭合后，注塑机机身前移使喷嘴与模具贴合。
油压推动与油缸活塞杆连接的螺杆前进，将螺杆头部前面已塑化均匀的物料以规定的压力和速度注射入模腔，直到熔体充满模腔为止。
⑶保压阶段。
熔体充模完全后，螺杆施加一定的压力，保持一定的时间，是为了解决模腔内熔体因冷却收缩造成制品缺料时，能及时补塑，使制品饱满。
材料综合实验课程设计
材料综合实验课程设计一、教学目标本课程旨在通过材料综合实验，使学生掌握材料科学的基本原理和实验技能，培养学生的实践能力和创新意识。
具体目标如下：知识目标：通过本课程的学习，学生将掌握材料的结构、性能和应用等方面的基本知识，了解材料科学的最新发展动态。
技能目标：学生将学会使用实验设备进行材料制备和性能测试，掌握实验数据处理和分析的方法，提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：通过材料综合实验，学生将培养对科学的热爱和探索精神，增强团队合作和沟通能力，树立正确的科学观和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括材料科学的基本原理、材料的制备和性能测试方法。
具体内容包括：1.材料的基本概念、分类和结构；2.材料的性能及其测试方法；3.材料的制备方法及其工艺；4.材料的应用领域及最新发展动态。
教学大纲将根据学生的学习情况和进度进行调整，确保教学内容的科学性和系统性。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解材料科学的基本原理和概念，使学生掌握基础知识；2.讨论法：通过分组讨论和课堂讨论，促进学生思考和交流，培养学生的批判性思维；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解材料在工程中的应用和最新发展动态；4.实验法：通过材料综合实验，培养学生的实验操作能力和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将准备以下教学资源：1.教材：选用权威的教材，为学生提供系统、全面的知识体系；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识视野；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，生动展示材料科学的原理和实验过程；4.实验设备：准备实验所需的仪器和设备，确保学生能够进行材料性能测试和制备实验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
材料综合实验实验报告
材料综合实验实验报告一、实验目的材料综合实验是一门重要的实践课程，旨在通过一系列实验操作和分析，深入了解不同材料的性能、结构和应用，培养我们的实验技能、观察能力、数据分析能力和解决问题的能力。
本次实验的具体目的包括：1、熟悉常见材料的制备方法和实验流程。
2、掌握材料性能测试的基本原理和操作技术。
3、学会运用相关仪器设备对材料进行表征和分析。
4、通过实验数据的处理和分析，探讨材料性能与结构之间的关系。
二、实验材料与设备（一）实验材料1、金属材料：如钢材、铝材等。
2、高分子材料：如聚乙烯、聚丙烯等。
3、陶瓷材料：如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。
（二）实验设备1、万能材料试验机：用于测试材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能。
2、硬度计：测量材料的硬度。
3、扫描电子显微镜（SEM）：观察材料的微观结构。
4、 X 射线衍射仪（XRD）：分析材料的晶体结构。
5、热重分析（TGA）仪：研究材料的热稳定性。
三、实验内容（一）金属材料拉伸实验1、制备金属材料试样，按照标准尺寸进行加工。
2、将试样安装在万能材料试验机上，设置加载速度和试验参数。
3、启动试验机，进行拉伸试验，记录拉伸过程中的力和位移数据。
4、试验结束后，观察试样的断口形貌，并测量断口的直径。
（二）高分子材料冲击实验1、制备高分子材料标准冲击试样。
2、将试样安装在冲击试验机上，调整冲击能量。
3、进行冲击试验，记录冲击吸收的能量。
（三）陶瓷材料硬度测试1、选择合适的压头和载荷，对陶瓷材料表面进行硬度测试。
2、测量压痕的尺寸，计算材料的硬度值。
（四）材料微观结构观察1、使用扫描电子显微镜对金属、高分子和陶瓷材料的微观形貌进行观察。
2、对观察到的微观结构进行分析和描述。
（五）材料晶体结构分析1、利用 X 射线衍射仪对材料进行晶体结构分析。
2、通过衍射图谱，确定材料的物相组成和晶体结构参数。
（六）材料热稳定性分析1、使用热重分析仪对材料进行热重分析。
2、绘制热重曲线，分析材料的热分解过程和热稳定性。
材料综合课程设计
材料综合课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握材料的基本概念、分类及性质；2. 学生能了解材料在科技、生活中的应用，认识到材料对社会发展的重要性；3. 学生能掌握材料科学的基本研究方法，培养科学思维。
技能目标：1. 学生能运用观察、实验等方法分析材料的性质，培养动手操作能力；2. 学生能运用所学知识解决实际生活中的材料问题，提高问题解决能力；3. 学生能通过小组合作、讨论等方式，培养团队协作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对材料科学产生兴趣，激发探索未知世界的热情；2. 学生认识到材料科学与环境保护、资源节约的关系，培养社会责任感；3. 学生在探究材料性质的过程中，体验科学研究的乐趣，增强自信心。
课程性质：本课程为综合实践活动课程，旨在帮助学生了解材料科学的基本知识，培养实践能力和科学素养。
学生特点：六年级学生具有一定的观察、思考和分析能力，好奇心强，善于合作与交流。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，采用启发式、探究式教学方法，激发学生的学习兴趣，培养其科学素养。
通过课程学习，使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 材料的基本概念与分类- 引导学生了解材料的定义、分类及特点；- 教学内容涵盖金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等；- 结合课本相关章节，让学生通过实例认识各类材料的性质和用途。
2. 材料的应用与科技发展- 分析材料在日常生活、科技领域中的应用，如电子产品、建筑、交通工具等；- 引导学生了解材料科学与技术对人类社会发展的推动作用；- 教学内容与课本相结合，以案例形式展示材料科学在实际生活中的应用。
3. 材料科学研究方法与实践- 介绍材料科学研究的基本方法，如观察、实验、数据分析等；- 制定实践任务，让学生动手操作，观察材料性质，培养实践能力；- 教学内容与课本相关章节对应，指导学生掌握科学探究的方法。
《材料科学与工程综合实验》课程教学大纲(本科)
材料科学与工程综合实验（Comprehensive Experiments of Materials Science and Engineering）课程代码：07410085学分：1学时：32先修课程：材料科学基础，材料科学研究方法，材料测试方法，材料力学性能，材料物理性能适用专业：复合材料工程教材或实验指导书：（选填）一、课程性质与课程目标（一）课程性质本课程针对材料科学与工程大类专业完成本专业的基础课程的理论学习后开设的对应实验课程，旨在为培养学生实际动手操作能力，加深学生对材料科学与工程先导课程中基础理论知识的理解，学会综合运用各种测试方法、表征手段与工具等解决材料科学与工程实际问题的能力。
（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。
应包括知识目标和能力目标。
）课程目标1：掌握材料科学研究所需的各种微观组织表征手段，如X射线衍射仪、光学金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等设备用于表征材料的微观结构；课程目标2：掌握材料科学研究所需的各种力学和物理性能测试方法如硬度、拉伸和压缩试验、冲击韧性、摩擦磨损等力学性能测试手段和热膨胀系数、导电性等物理性能测试手段用于获得材料内在的性能参数；课程目标3：掌握利用文字报告、图表等对材料科学与工程领域的实验数据的表达和解析能力。
注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点：1.毕业要求指标点3-2. 能够在社会、环境、法律等现实约束条件下，通过技术经济环境评价对设计方案的可行性进行研究。
2.毕业要求指标点4-4. 能对实验数据或结果进行正确的分析和解释，并通过信息综合归纳总结有效的结论。
注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“✓”，也可标注“H、M、L”。
二、本课程开设的实验项目注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等；2.要求：指必做、选做。
材料类专业实践教学体系(3篇)
第1篇一、引言随着科技的飞速发展，材料科学在国民经济和人民生活中的地位日益凸显。
材料类专业作为培养高素质材料科学人才的重要基地，其实践教学体系的构建对于提高学生的实践能力和创新意识具有重要意义。
本文旨在探讨材料类专业实践教学体系的构建，以提高学生的综合素质，为我国材料科学事业的发展贡献力量。
二、实践教学体系构建原则1. 系统性原则：实践教学体系应涵盖材料类专业的各个领域，形成一个有机整体。
2. 实用性原则：实践教学体系应以实际应用为导向，注重培养学生的实践能力和创新意识。
3. 发展性原则：实践教学体系应与时俱进，不断优化和完善。
4. 可持续性原则：实践教学体系应注重资源的合理利用和环境的保护。
三、实践教学体系内容1. 实验教学（1）基础实验：主要包括材料科学基础实验、材料制备与表征实验等，旨在培养学生的基本实验技能和科学素养。
（2）专业实验：针对不同专业方向，开设相应实验课程，如高分子材料实验、无机非金属材料实验等，提高学生的专业素养。
（3）综合实验：结合专业课程，设计综合性实验项目，培养学生的综合分析和解决实际问题的能力。
2. 毕业设计（1）选题：引导学生结合所学专业，选择具有实际应用价值的毕业设计题目。
（2）指导：由具有丰富实践经验的教师担任指导教师，对学生进行全程指导。
（3）实施：学生根据指导教师的意见，完成毕业设计任务。
3. 实习实训（1）企业实习：与材料类企业合作，组织学生到企业进行实习，了解企业生产流程，提高学生的实际操作能力。
（2）校内实训：利用校内实验室、实训基地等资源，开展实训活动，提高学生的动手能力。
4. 科研活动（1）参与科研项目：鼓励学生参与导师的科研项目，提高学生的科研素养。
（2）举办学术讲座：邀请材料科学领域的专家学者进行讲座，拓宽学生的视野。
（3）举办学术竞赛：组织学生参加各类学术竞赛，提高学生的创新能力和团队协作能力。
四、实践教学体系实施保障1. 加强师资队伍建设：培养一支具有丰富实践经验和较高教学水平的教师队伍。
材料科学类专业实践教学模式探究
材料科学类专业实践教学模式探究引言材料科学是一门实践性极强的学科，学生通过实践掌握材料的制备和性能分析等技术，对于培养材料科学专业的人才至关重要。
本文将探讨材料科学类专业实践教学模式的设计与实施，以期提升学生的实践能力和综合素质。
实践教学模式设计1. 实验课程设置针对材料科学专业的实践性需求，教学计划应合理设计实验课程。
首先，应包含基础实验课程，如材料制备技术、材料性能测试等，以帮助学生掌握基本实验操作和技能。
其次，还应设置专业实践实验课程，如金属材料制备与表征、高分子材料合成与应用等，以培养学生在具体领域的实践能力。
2. 实践项目开展为了提升学生的实践能力和综合素质，可以开展各类实践项目。
例如，组织学生参与科研项目，让他们亲身体验科学研究的过程，培养解决问题的能力和创新思维。
同时，可以组织学生参与科技竞赛，如创新创业大赛、学科竞赛等，激发学生的创造潜能和团队协作能力。
3. 校外实机会为了与实际工作环境接轨，学校应积极为学生提供校外实机会。
与当地企业、科研院所合作，为学生提供实践岗位，让他们在真实工作环境中实践和研究。
通过实，学生可以了解工业生产过程、研究先进的工艺技术，并提升自我能力和专业素养。
实施方案1. 教师团队建设针对实践教学需求，建立一支专业的教师团队是至关重要的。
该团队应由具有丰富实践经验和科研背景的教师组成，能够为学生提供专业指导和支持。
教师应积极参与实践项目，并持续研究和研究新的实践教学方法，以提高教学效果。
2. 实践教学设施建设为了支持实践教学，学校需要投入资金建设实验室和实训基地，提供先进的实验设备和工具。
此外，还应建立起完善的材料库，供学生进行实践操作和研究。
通过完善实践教学设施，能够更好地满足学生的实践需求，提高实践教学的效果。
3. 学生培训和评估为了提升学生的实践能力，学校应开设相关培训课程，如实验技术培训、科研方法培训等。
培训内容应结合实际需求，注重学生的动手操作和实践能力培养。
材料测试综合实验教学改革的设计与实践
本操作方法 ， 而且体现了专业特点 ， 增强了课程与生产实际
的联 系 ，有利 于培养 高层 次应 用 型人 才 以适 应行 业发 展 的 需要 。 只有 持续 不断 地更新 与 优化 ， 方 可令 材料 测试 实践 教 学在培养高层次综合型人才方面发挥更大的作用。 ２ ． 强 化实 验教 学环 节 。实 验指 导 教师 应 重视 实 验测 试
泛， 新 仪器 、 新 方法 层 出不穷 ， 发 展迅 速 ， 因此在 内容 选择 上 更要突出重点， 增设研究性实验 、 分析方案设计实验和综合
性实验 ，把材料测试实验教学由让学生学会使用仪器和测 定数据 ，上升到让其学会如何运用仪器设备对材料进行深 入分析的新高度。加大综合性 、 专业性强的实验 比例 ， 综合 性 实验 课 时 占到总实 验课 时 的 ６ ５ ％～ ７ ５ ％。 此外 ， 针对 我校 无机非金属材料专业办学特点 ，我们在测试仪器的基本操 作实验教学外 ，还增设了许多针对无机矿物材料的研究性 实验。这样的实验课程设置不仅能够确保学生掌握仪器基
【 教改创新 】
材料测试综合实验教学改革 的设 计与实践
高
（ 吉林大学
钱， 魏存弟 ， 张培萍 ， 赵 以辛 ， 徐少南
材料科学与工程学院 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２ ）
摘要 ： 学生综合能力的培养是我 国 目前高等 院校人 才培养过程 中关注的重点。本文针对无机非金属材料 专业本科 生
的材料测试综合 实验教学改革进行 了探讨 ， 分别从 实验 内容的更新与优化 、 实验教 学环节强化 、 学生基 础实验 能力的培 养 以及 实验后的分析讨论四方面对材料测试综合 实验教学进行 了设计与实践 ，旨在通过这些改革措施使 学生更好地 掌
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材料科学综合性课程设计的实践与研究【摘要】江苏大学无机材料工程专业为培养学生的综合应用能力，对课程体系进行改革，将材料科学类课程组建成课程群，并按课程群设置了材料科学综合性课程设计。
这一综合性课程设计以突出培养学生对知识的综合应用能力和工程能力为目的，有利于培养学生运用专业知识的综合能力，同时对学生综合素质和创新能力的培养也起了重要作用。
【关键词】课程设计；综合；材料科学；实践能力
课程设计是检查学生课程知识掌握情况和应用能力的重要教学环节，对于学生综合能力和创新思维的培养非常重要。
以往的课程设计都是与某一门课程相对应，设计中知识的应用也基本是某一门课程的知识点。
而在材料专业的专业课程中，往往是几门课程的知识相互联系、相互补充，因此，将课程设计只局限于某一门课程会束缚学生的思维，不利于培养学生的综合应用能力。
针对几门关联的课程设立综合性课程设计是一个较好的解决办法，江苏大学无机非金属材料在这方面积累了一些经验。
一、材料科学综合性课程设计的设立和选题
材料科学类课程以材料科学基础为核心，包括材料测试方法、材料物理性能、材料力学性能等课程。
我们把这几门课程进行组合，将实验从几门课程中分离出来设置独立的综合性实验体系，并增加为整个课程群配套的综合性课程设计，形成以材料科学基础为核心的课程群。
这一课程群以材料微观结构为核心，着重于材料结构及
缺陷的理论和结构测试方法，材料结构的形成过程及其原理，材料结构与性能的关系。
课程设计的内容应当与理论教学相辅相成，同时还要尽可能接触新材料的发展前沿。
我们选择功能陶瓷材料中的pzf
（pbzro3-pbtio3）压电陶瓷作为综合性课程设计的研究对象，pzt 材料是目前应用最为广泛的压电陶瓷，在传感器、驱动器的智能结构等方面有着重要的应用价值。
这一选题不仅内容新，而且涵盖了课程中的主要知识点。
如pzt材料的结构及其特点与结晶学、晶体化学原理知识点相对应；pzt材料的配方选择与相图与相变知识点相对应；pzt材料中的离子掺杂与晶体缺陷、固溶体及材料物理性能的知识点相对应；pzt材料的主晶相合成与原理与扩散与固相反应原理知识点相对应；主晶相的分析用到材料测试方法的知识；pzt 材料的烧结与扩散与烧结原理及材料物理性能的知识点相对应；材料的结构一工艺一性能之间的关系则涉及到知识的综合运用。
结构陶瓷材料中的氧化锆增韧陶瓷是综合性课程设计的另一选题。
氧化锆增韧陶瓷是结构陶瓷领域最为活跃的一种新材料，微/纳米氧化锆粉体的制备，粉体结构与形貌分析，氧化锆的稳定剂掺杂和马氏体相变、烧结及增韧机理等涉及到胶体化学、材料测试方法、结晶学、晶体化学、相图、相变、烧结和力学性能等多方面的知识点，能够检验学生对各门课程的掌握情况及对知识的综合理解程度。
二、材料科学综合性课程设计的实践基础
材料科学类课程理论性较强，在培养时希望尽可能能理论与实践相结合。
为此，我们设立了“材料制备、结构与性能”系列综合性、设计性实验作为理论教学的补充，同时使学生在进行课程设计时有了感性认识基础，设计内容更加丰富。
“材料制备、结构与性能”系列综合性、设计性实验的内容与课程设计内容紧密联系，也分为pzt压电陶瓷的制备和氧化锆增韧陶瓷的制备两个系列。
学生可以在完成理论和实验教学内容的基础上，通过课程设计对实验的现象和结果进行系统的理论分析，弄清实验所制备材料的结构特征、相变特点；材料进行掺杂改性时的依据和形成的缺陷类型；固相反应法进行材料合成的原理及材料烧结原理等。
这样既巩固了理论知识，又培养了应用能力。
综合性、设计性实验是综合性课程设计的实践基础，但课程设计的内容并不局限于实验内容，而是全面考察学生对所学知识的应用能力，其效果是理论考试和实验报告所不能比拟的。
三、综合性课程设计实施中注意的问题
综合性课程设计的指导是一项非常重要的工作。
从教师的角度看，指导综合性课程设计类似于指导学生完成一项科研项目，因此，指导教师必须具备丰富的材料研究与设计的经验，只有这样，才能较好地把握学生提出的各种观点是否合理，并解答学生在设计过程中的各种问题。
为了满足这一要求，我们要求综合性课程设计由有着丰富教学和科研经验的教师作为主要指导教师，最好有相应材料的科研经历。
在课程设计开始之前对整个设计的目的、指导思想、
总体方案、研究方法及思路进行系统讲解，并参与整个指导过程。
学生在综合性课程设计的进行过程中会遇到各种各样的问题，特别是同学们自己提出的方案和观点五花八门。
在实施中我们不应要求每一个同学都有相同的观点，而应当注重他们的分析思路，注重他们对课堂知识的理解能力和知识的应用能力，特别是课程知识的融会贯通和综合应用能力，从中发现创新思维的火花并着力加以培养。
只有这样，同学们才能真正学到分析问题、解决问题的实际本领。
四、结束语
江苏大学无机非金属材料工程专业在材料科学课程群的教学中实施了综合性课程设计的教学并取得较好的效果。
在应用过程中，注重让学生用理论知识解决实际问题。
学生反映通过综合性课程设计的训练，对所学理论知识的理解加深了，对各课程知识能够融会贯通地加以运用。
并且，通过综合性课程设计的训练培养了学生从事科学研究的兴趣，发现了一批有科研潜力的学生。
几年来，该专业学生在全国大学生挑战杯比赛、全国和江苏省高校大学生实践创新训练计划中均取得较好的成绩。
实践证明，这一教学环节对提高学生综合素质，增强工程实践能力，培养创新精神和创新能力具有重要作用。
参考文献
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