材料科学基础学习领域（课程）标准课程编号：适用专业：光伏材料加工与应用课程类别：岗位基础学习领域课程修课方式：必修教学时数：60一、课程的性质和任务（一）课程定位材料科学基础学习领域是光伏材料加工与应用专业的一门核心学习领域课程。通过本课程的学习，使学生掌握材料的组成、结构与性能间的相互关系和变化规律；无机材料在高温下的物理化学过程；相变过程；界面现象。基本掌握各种材料制备工艺过程的物理化学基础和研究方法段，基本掌握常用仪器设备的使用与操作，能够对实验数据进行计算处理与分析，并能够撰写正确规范的实验报告。（二）学习目标通过材料科学基础的学习，使学生掌握以下知识、专业能力、方法能力、社会能力等目标。1.专业能力目标（1）学会材料组成的基础知识；（2）掌握材料结构与性能之间的变化规律；（3）学会材料在高温下的相变过程；（4）熟练掌握材料学仪器设备的使用与操作；（5）熟练材料制备工艺过程及研究方法；（6）掌握对实验数据的计算处理及分析。2.社会能力目标（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；（2）具有团队精神和协作精神； （3）具有良好的心理素质和克服困难的能力。 3.方法能力目标（1）能独立制定工作计划并进行实施；（2）具有独立进行分析、设计、实施、评估的能力；（3）具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力；（4）具有自学能力、理解能力与表达能力；（5）具有将知识与技术综合运用与转换的能力；（6）具有综合运用知识与技术从事程度教复杂的技术工作的能力。（三）前导课程本课程的为光伏材料加工与应用专业基础课程。（四）后续课程半导体材料,硅材料科学,光伏材料加工等。二、课程内容标准（一）学习情境划分及学时分配材料科学基础采用以行动为导向，基于工作过程的课程开发方法进行设计，整个学习领域由若干个学习情境组成。学习情境的设计主要考虑以下因素：1.学习情境的设计要符合基于工作过程的教学设计思想的要求。学习情境是在职业院校实训场地对真实工作过程的教学化加工，以完成具体的工作任务为目标。2.学习情境的前后排序要符合学生认知规律，按典型材料加工过程中的具体工作进行设计。根据典型材料加工的真实工作任务为载体，结合职业能力培养规律，整合选取了四个典型工作过程，学习情境的划分如下表11所示，教学内容按照结构完整的工作过程教学组织，即划分为“确定工作任务”、“计划”、“实施”、“检查评价”几个阶段，意在培养学生完成综合性工作的能力学习情境教学学时序号学习情境名称任务内容课堂教学时数实践教学时数1 晶体结构与晶体结构缺陷1原子键合 12原子的规则排列 223原子的不规则排列 14固熔体 15. 金属间化合物 16. 陶瓷晶体相17. 玻璃相18. 分子相12凝固1金属结晶的基本规律12金属结晶的基本条件 13. 晶核的形成14. 晶体的长大15. 陶瓷、聚合物的凝固13相图 1相、相平衡及相图的制作 222二元匀晶相图 13. 二元共晶相图14. 二元包晶相图 15. 其他二元相图16. 二元相图的分析方法27. 相图的热力学解释18. 铸锭（件）的组织与偏析19. 三元相图14材料中的扩散 1. 扩散定律及其应用 12扩散的微观机理13扩散的热力学理论 14. 影响扩散的因素 15塑性变形及回复与再结晶 1. 金属的应力-应变曲线 142. 单晶体的塑性变形243. 多晶体的塑性变形 24. 合金的塑性变形 15. 冷变形金属的组织与性能16. 冷变形金属在热加工时的变化17. 回复28. 再结晶 29. 金属的热变形 26固态相变1. 固态相变的特点 12. 固态相变的形核 13. 固态相变的晶核长大 1小 计4812（二）学习情境描述学习情境1晶体结构与晶体结构缺陷教学时间第一学期学习目标掌握晶体几何基础知识；了解晶体化学基本原理；掌握晶体结构缺陷；了解典型无机化合物晶体结构及硅酸盐晶体结构；了解固溶体及金属间化合物结构教学内容【知识点】1. 能说出晶体中基本原子键合； 2.对于原子的规则排列及不规则排列有一定认识.； 3.熟悉固体中的相结构【技能点】1 能够画出基本晶体结构 2能解释晶体中的原子堆垛次序 3. 能够计算出晶体的晶面指数、晶向指数及晶体缺陷的柏氏矢量教学方法引导文法、项目教学法、四步教学法。教学条件各种说明书，通用计算机，课件，黑板，多媒体等。考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1 识图制图能力 2计算机应用能力 3. 几何空间想象能力教师的知识和能力要求1 识图能力 2计算机的应用能力 3绘图软件的应用能力4. 物理化学、结构化学、热力学基础知识学习情境2凝固教学时间第一学期学习目标 掌握金属结晶的基本规律，了解金属结晶的基本条件；掌握晶核的形成；掌握晶体的长大；了解陶瓷、聚合物的凝固。教学内容【知识点】1. 掌握晶体结晶的微观及宏观现象；2. 了解晶体结晶热力学及结构条件；3. 掌握晶核均匀形核及非均匀形核4. 掌握晶体长大机制【技能点】1.能够对晶体的形核及长大通过热力学条件作出说明2.能够对于晶核长大的过程作出几何说明教学方法引导文法、项目教学法、四步教学法。教学条件通用计算机，课件，黑板，多媒体等。考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1数学基础知识 2.热力学基础知识 3.材料学基础知识3安全意识、质量意识、责任意识、诚信意识、职业规范意识等教师的知识和能力要求1 物质的热解特性 2物理化学学知识 3.材料学知识4结构化学基础知识 3. 计算机的应用能力 学习情境3相图教学时间第一学期学习目标掌握相、相平衡的基础知识；熟练制作相图的方法；掌握二元匀晶相图的理论解释；掌握二元共晶相图的理论解释；掌握二元包晶相图的理论解释；了解其他二元相图；掌握二元相图的分析方法；了解相图的热力学解释；掌握铸锭的组织与偏析；了解三元相图的分析教学内容【知识点】1. 相平衡与相率间的关系；2. 热分析法测定相图；3. 二元匀晶相图的分析；4. 二元共晶相图的分析；5. 二元匀晶相图的分析；6. 二元相图的分析方法；7. 相图的热力学解释；8. 铸锭的组织与偏析【技能点】1. 会用热分析法测定二元合金相图；2. 会用显微镜观测相图中各阶段成分显微组织；3. 掌握Fe-Fe3C合金相图中各点成分的分析教学方法引导文法、项目教学法、四步教学法。教学条件各种说明书，通用计算机，课件，黑板，多媒体等。考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1热力学基础知识 2.物理化学基础知识 2安全意识、质量意识、责任意识、诚信意识、职业规范意识等教师的知识和能力要求1. 工程热力基础知识 2.材料科学基础知识3计算机的应用能力 3.物理化学基础知识学习情境4材料中的扩散 教学时间第一学期学习目标掌握扩散定律及在合金凝固过程中的应用；了解扩散的微观机理；了解扩散的热力学理论；了解反应扩散；了解影响扩散的一些重要因素教学内容【知识点】1. 扩散速率及其宏观规律2. 扩散微观机理，扩散过程中原子（或分子、离子）的具体迁移方式【技能点】会用扩散定律解释凝固过程中原子（或分子、离子）的迁移教学方法引导文法、项目教学法、四步教学法。教学条件各种说明书，通用计算机，课件，黑板，多媒体等考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1热力学基础知识 3安全意识、质量意识、责任意识、诚信意识、职业规范意识等教师的知识和能力要求1材料学基础知识 2热力学基础知识 3计算机的应用能力 学习情境5塑性变形及回复与再结晶教学时间第一学期学习目标掌握金属的应力-应变曲线；掌握单晶体的塑性变形；掌握多晶体的塑性变形；掌握合金的塑性变形过程；掌握冷变形金属的组织与性能及其加工工艺；了解聚合物的变形；了解陶瓷材料的塑性变形；掌握冷变形金属在加热时的变化；掌握金属的回复；了解金属的再结晶及长大过程；掌握再结晶退火对于合金组织的影响教学内容【知识点】1. 金属的应力-应变曲线；2. 真应力-真应变曲线；3. 单晶体的滑移及孪生；4. 多晶体的晶粒取向及晶界对其塑性变形的影响；5. 固熔强化；6. 加工硬化；7. 聚合物的变形；8. 陶瓷材料的塑性变形；9. 冷变形金属在加热时的变化；10. 再结晶及长大；11. 金属的再结晶退火对合金组织的影响【技能点】1. 能够使用金属拉伸试验机测定金属的应力-应变曲线2. 能够使用布氏硬度计测定金属合金的硬度3. 能够塑性变形的理论解释应力-应变曲线4. 能够用固熔强化理论解释金属的冷加工变形过程中力学性能的变化5. 能够用回复动力学解释冷变形金属加热时的组织性能变化教学方法引导文法、项目教学法、四步教学法。教学条件各种说明书，通用计算机，课件，黑板，多媒体等。考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1识图制图能力 2安全意识、质量意识、责任意识、诚信意识、职业规范意识等教师的知识和能力要求1材料科学基础 2.工程热力学基础 3.机械制造基础4计算机的应用能力 学习情境6固态相变教学时间第一学期学习目标掌握固态形变的特点；了解固态相变的形核及晶核长大；了解扩散型相变的示例；了解无扩散型相变教学内容【知识点】1.相界面及位相关系；2.固态相变的形核及生长机制；3.脱熔转变；4.调幅分解；5.马氏体相变；6.多晶型转变【技能点】会用固态相变理论解释马氏体相变过程教学方法引导文法、四项目教学法、四步教学法。教学条件各种说明书，通用计算机，课件，黑板，多媒体等。考核评价成果评定60%，教师评价25%，自我评价15%。学生的知识和能力要求1识图制图能力 2热力学基础知识3安全意识、质量意识、责任意识、诚信意识、职业规范意识等教师的知识和能力要求1识图制图能力 2材料科学知识 3.热力学知识 4计算机的应用能力 三、课程实施建议（一）课程教学模式为实现本课程的目标，体现本课