《无机材料岩相学》课程教学大纲
课程代码 |
080108L |
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课程名称 |
中文名:无机材料岩相学 |
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英文名:Petrography of Inorganic Materials |
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课程类别 |
专业课 |
修读类别 |
必修 |
学分 |
2.0 |
学时 |
32(理论22+实验10) |
开课学期 |
第6学期 |
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开课单位 |
无机非金属材料系 |
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适用专业 |
无机非金属材料工程专业 |
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先修课程 |
大学物理、材料科学基础、土木工程材料A等 |
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后续有关专业课程和教学环节 |
混凝土制品工艺学,混凝土外加剂和特种混凝土,毕业设计(论文) |
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主讲教师/职称 |
要秉文/教授、田秀淑/讲师、梅世刚/实验师 |
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考核方式及各环节所占比例 |
平时成绩+实验成绩+期末考试 (20%)+(15%)+(65%) |
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教材及主要参考书 |
(1)《无机非金属材料物相分析与研究方法》,李晓生、李成海、林蔚等编,中国建材工业出版社,2008.8 (2)《硅酸盐岩相学》,邵国有主编,武汉理工大学出版社,1991.12 (3)《无机材料岩相学》,韩秀丽主编,化学工业出版社,2006.1 |
一、课程性质和目标
《无机材料岩相学》属于无机非金属材料工程专业的限选课程。本课程是研究无机非金属材料工业原料及其产品的一门科学,主要介绍矿物与岩石、晶体光学的基础知识、偏光显微镜下晶体的光学性质、无机非金属材料的岩相分析。
通过本课程的理论与实践教学,使学生具备基本的知识和能力,课程的具体课程目标如下:
知识目标:
课程目标1:本课程的矿物与岩石、晶体光学、偏光显微镜下晶体的光学性质。
课程目标2:通过光学显微镜的岩相分析操作,能够正确采集数据,进行数据处理分析。
课程目标3:能够运用光学显微镜对无机非金属材料进行岩相鉴定分析,分析材料的组成、结构及性能之间的关系。
能力目标:
课程目标4:能够开展无机非金属材料的结构分析,具备使用材料现代分析工具的能力。
二、本课程所支撑的毕业要求
(1)本课程所能支撑的毕业要求如下:
序号 |
毕业要求指标点 |
毕业要求指标点具体内容 |
课程目标 |
1 |
毕业要求4-2 |
实验设备的基本原理,能正确使用相关实验仪器与设备,安全地实施实验方案,科学地采集实验数据。 |
课程目标2 |
2 |
毕业要求4-3 |
能正确解读测试信息,分析和解释实验过程和实验结果,通过信息综合得到合理有效的结论。 |
课程目标1、2、3、4 |
3 |
毕业要求5-2 |
能针对复杂无机非金属材料工程问题,运用现代检测技术、先进的制备和加工手段进行结构分析、性能优化和新产品开发。 |
课程目标4 |
(2)课程目标与毕业要求指标点的对应关系
课程目标 |
毕业要求指标点 |
课程目标1 |
毕业要求4-2、4-3 |
课程目标2 |
毕业要求4-2、4-3 |
课程目标3 |
毕业要求4-3,5-2 |
课程目标4 |
毕业要求5-2 |
(3)本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系
教学内容 |
课程目标 |
毕业要求指标点 |
|
理论 教学 |
1.矿物与岩石 |
课程目标1 |
毕业要求4-3 |
2.晶体光学 |
课程目标1 |
毕业要求4-3 |
|
3.偏光显微镜下的晶体光学性质 |
课程目标1、3 |
毕业要求4-2、4-3 |
|
4.无机非金属材料岩相分析 |
课程目标3 |
毕业要求4-2、4-3 |
|
实验 教学 |
1.偏光显微镜的构造、调节和使用 |
课程目标2 |
毕业要求4-2 |
2.单偏光镜下晶体的观察 |
课程目标2、3、4 |
毕业要求4-2、4-3、5-2 |
|
3.正交偏光镜下晶体的观察 |
课程目标2、3、4 |
毕业要求4-2、4-3、5-2 |
三、教学内容及安排
(一)理论教学内容(22学时)
1.矿物与岩石(6学时)
(1)基本要求
1)熟悉矿物的概念,矿物的形态与物理性质,熟悉矿物的化学成分与化学式。
2)认识矿物的分类与命名,以及常见矿物。
3)认识岩石的概念与分类,熟悉岩石的特征、结构与构造。
(2)教学内容
1)矿物的概念、形态、性质,矿物的化学成分与化学式,矿物的分类与命名,无机材料常见矿物。
2)三大岩石。
(3)重点和难点
重点:矿物的成分和结构、矿物的形态和物理性质、岩石的结构构造。
难点:矿物成分和结构的变化、化学式、三大岩石的特征。
2.晶体光学(3学时)
(1)基本要求
1)光在晶体中的传播特点。
2)光率体的概念以及光率体的特性
3)认识光性方位。
(2)教学内容
1)光在晶体中的传播。
2)光率体。
3)光率体在晶体中的位置。
(3)重点和难点
重点:光在晶体中的传播特点,均质体光率体、一轴晶和二轴晶光率体。
难点:三种光率体的主要切面。
3.偏光显微镜下的晶体光学性质(9学时)
(1)基本要求
1)熟悉光学显微镜的构造,显微镜的调节与使用,认识制片技术。
2)偏光镜下晶体的光学性质。
3)晶体的外表特征、晶体对光波吸收有关的光学性质以及与晶体折射率有关的光学性质。
(2)教学内容
1)偏光显微镜构造,薄片制备。
2)单偏光镜下晶体的光学性质。
3)正交偏光镜间晶体的光学性质,
4)透明矿物薄片的系统鉴定。
(3)重点和难点
重点:颜色与多色性、轮廓和贝克线、消光和干涉、补色原理。
难点:多色性,贝克线,消光、消色和干涉,补色法则及补色器应用。
4.无机非金属材料岩相分析(4学时)
(1)基本要求
1)熟悉硅酸盐水泥熟料和陶瓷的岩相分析。
2)认识玻璃和耐火材料的岩相分析。
(2)教学内容
1)硅酸盐水泥熟料岩相分析
2)陶瓷岩相分析
3)玻璃、耐火材料岩相分析。
(3)重点和难点
重点:水泥熟料单矿物的岩相结构和岩相结构类型,陶瓷的晶相组成和岩相结构类型。
难点:影响熟料岩相结构的因素、岩相结构与强度的关系,典型陶瓷的岩相特征。
(二)实验教学内容(10学时)
序号 |
实验项目 |
实验要求 |
实验内容 |
实验 性质 |
学 时 |
1 |
偏光显微镜的构造和使用 |
(1)熟悉偏光显微镜的构造及各部件的用途,认识其保养方法。 (2)偏光显微镜的调节和使用方法。 |
(1)熟悉偏光显微镜的主要构造、使用和保养方法。 (2)装卸镜头,调节照明,调节焦距,校正中心。 (3)确定下偏光镜的振动方向,调节上下偏光镜正交。 |
验证性 |
2 |
2 |
单偏光镜下晶体的观察 |
(1)单偏光镜的使用特点,学会利用黑云母确定下偏光镜的振动方向。 (2)晶体在单偏光镜下的光性特征。 |
(1)观察黑云母的晶体形态、解理、颜色、多色性。 (2)观察角闪石的晶体形态、解理、颜色、多色性。 (3)测定角闪石的解理夹角。 (4)观察黑云母、角闪石的边缘、糙面及贝克线,测定它们的突起正负。 (5)比较黑云母和加拿大树胶、角闪石和加拿大树胶的折射率大小。 |
验证性 |
4 |
3 |
正交偏光镜下晶体的观察 |
(1)正交偏光镜的使用特点,学会正交偏光镜的检查与校正方法。 (2)矿物在正交镜下的光性特征。 (3)熟悉正交偏光镜下研究晶体的方法。 (4)补色原理及其应用。 |
(1)观察花岗岩薄片中黑云母、角闪石和长石各种切面的消光现象及消光类型,测定长石的消光角。 (2)仔细寻找并观察长石的各种双晶现象。 (3)将石膏试板、云母试板分别插入试板孔内,仔细观察它们的干涉色。将石英楔缓慢插入试板孔内,仔细观察和辨认干涉色色序变化及各级干涉色的特点。 (4)测定长石的光率体椭圆半径名称。 (5)测定长石的干涉色级序,确定其光程差和双折射率值。 (6)测定长石的延性符号。 (7)测定长石的最大双折射率。 |
验证性 |
4 |
四、达成课程目标的途径和措施
1.教学方法
教学方法是实现教学目标、教学内容的重要环节。本课程涉及到的教学方法有课堂讲授、实验操作、模型观察等,具体根据教学内容和目标不同采取合适的教学方法。
晶体光学部分主要采用讲授与模型观察结合法,偏光显微镜下的晶体光学性质部分主要采用讲授与实验结合法。
每章采用“讲授法”与“讨论法”结合,针对重难点部分内容在教师引导下,学生中间进行充分讨论,确保学习效果。
在具体实施过程中,教学内容应根据专业方向和每届学生的特点,对不同内容根据需要调整课堂组织和实验侧重内容,提高整体学习效果,促进毕业要求指标点的达成。
2.教学手段
本课程利用采用现代化的教学手段,采用“多媒体”结合“板书”的教学手段进行授课,“多媒体”可将抽象的内容生动化,“板书”可用于辅助表达,充分发挥两者优势,扬长避短。
在矿物与岩石部分,充分利用课程大量拓展资源,将有关图片穿插到教学内容中,使学生直观、感性地学习。在偏光显微镜下晶体的光学性质部分,充分利用教学用显微镜和矿物薄片进行多媒体教学,从而达到课程目标要求。
3.课外阅读要求
推荐学生利用互联网资源、校园网资源(校园网数据库)、图书馆资源(期刊、专业文献)等多种手段获取信息,进行课外阅读。通过课外阅读,既能加深对教学内容的理解,又能拓展专业视野,紧跟行业发展前沿。
4.多环节训练
(1)平时成绩(包括作业、课堂提问、考勤)
(2)实验
(3)期末考试
五、课程综合记分方法
课程考核由平时成绩、实验成绩和期末考试三部分组成,内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点。各考核环节及所占比重见下表:
考核环节 |
比重(%) |
平时 |
20 |
实验 |
15 |
期末考试 |
65 |
总计 |
100 |
各个环节的评分标准如下:
1.平时
每次作业必须在正式上课前交,每次作业按10分制评分,总评后折算成5分。
作业的评分标准
观测点 |
9~10分 |
7~8分 |
5~6分 |
<5分 |
完成进度 (权重0.1) |
严格按照作业要求并及时完成 |
基本按照作业要求并及时完成 |
不能按照作业要求,未及时完成 |
不能按照作业要求未及时完成 |
概念清楚 (权重0.4) |
概念清晰 |
概念基本清晰 |
概念不清晰 |
概念错误 |
分析或结论有效性 (权重0.5) |
分析正确,结论有效 |
分析基本合理,结论基本有效 |
分析不合理 |
未给出分析 |
课堂提问成绩是根据学生回答问题给出,每次按5分制评分,总评后折算成5分。
课堂提问评分
观测点 |
5分 |
4分 |
3 |
2 |
1 |
课堂提问 |
明确有效地回答问题,论述重点突出,逻辑性强 |
明确地回答问题,论述清楚,有重点 |
回答问题比较明确,论述比较清楚,有一定重点 |
对部分问题不能给出明确回答,论述不够清楚 |
不能明确回答问题,论述无重点,不清楚 |
出勤成绩按出勤率给出,每次按2分制,共点名5次,总评后折算成10分。
考勤的评分标准
观测点 |
2分 |
1.5分 |
1分 |
1.5分 |
1分 |
0分 |
出勤次数 |
自始至终 |
请假,有假条 |
请假无假条 |
迟到 |
早退 |
无故缺勤 |
2.实验
实验成绩根据实验报告成绩以及实验课上的操作表现及实验预习情况综合进行评定。每次实验按百分制评分,总评后折算成15分。
实验的评价标准
过程控制 |
关注点 |
80-100分 |
60-79分 |
0-59分 |
实验预习 权重0.1 |
对实验目的和原理的熟悉程度 |
完成预习报告,回答问题正确 |
完成预习报告,回答问题基本正确 |
能基本回答问题 |
实验操作 权重0.3 |
实验态度 |
按时参加实验 原始数据记录完整 |
按时参加实验 原始数据记录基本完整 |
实验课迟到 原始数据记录不完整 |
操作技能 |
实验过程熟练,操作的规范,动手能力强 |
实验过程较熟练,能完成基本操作 |
需在指导下完成基本操作 |
|
协作精神 |
主动做好分配任务,并能协助同组成员 |
完成分配任务,能与同组成员配合 |
被动参与实验 |
|
实验报告 权重0.6 |
数据分析处理能力 |
数据整理规范,计算结果正确 |
数据整理规范,计算结果基本正确 |
数据整理和结果均有明显错误 |
综合应用知识能力 |
能综合实验数据分析规律,结论正确 |
结论基本正确但缺乏实验数据综合分析 |
结论有错误 |
3.期末考试
期末考试成绩是通过闭卷考试的卷面成绩给出,考核内容覆盖课程大纲所讲的内容等知识点。按期末考试的标准答案和评分标准百分制评分,总评后折算成65分。
为了确保考核试卷的信度和效度,必须针对教学目标、把握能力层次,进行试卷蓝图设计。
试卷蓝图设计
课程目标 |
把握能力层次(对应试题) |
目标分值 |
百分比(%) |
||
认识 |
理解 |
应用 |
|||
1 |
2-7 |
20-30 |
20-30 |
50 |
50 |
2 |
--- |
10-20 |
10-20 |
30 |
30 |
3 |
2-7 |
2-7 |
5-10 |
10 |
10 |
4 |
--- |
2-7 |
5-10 |
10 |
10 |
各项分值 |
10 |
50 |
40 |
|
|
百分比(%) |
10 |
50 |
40 |
|
100 |
六、评估方法
每学期课程结束后进行课程评估。本课程采用基于课程目标(即预期学习成果)的评估方法,包括:1)根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动;2)收集学习活动中各种学习成果的评估资料;3)分析和评估实际的学习成果,做出正确的判断。4)写出反思和持续改进报告(包括评估过程、评估结果、教学反思和持续改进)。
课程目标1的评估设计
学习成果 |
学习任务、过程和观测 |
||
预期学习成果 |
细化的预期学习成果及实施准则 |
预设的学习任务 |
观测点 |
本课程的矿物与岩石、晶体光学、偏光显微镜下晶体的光学性质 |
矿物与岩石的基本知识 |
作业 |
|
期末考试 |
|
||
晶体光学的理论知识 |
作业 |
|
|
期末考试 |
|
||
偏光显微镜下晶体光学性质 |
作业 |
|
|
期末考试 |
|
课程目标2的评估设计
学习成果 |
学习任务、过程和观测 |
||
预期学习成果 |
细化的预期学习成果及实施准则 |
预设的学习任务 |
观测点 |
通过光学显微镜的岩相分析操作,能够正确采集数据,进行数据处理分析 |
光学显微镜的结构、调整与操作 |
实验1 |
|
能够正确采集数据,进行数据处理分析 |
实验2、实验3 |
|
|
期末考试 |
|
课程目标3的评估设计
学习成果 |
学习任务、过程和观测 |
||
预期学习成果 |
细化的预期学习成果及实施准则 |
预设的学习任务 |
观测点 |
能够运用光学显微镜对无机非金属材料进行岩相鉴定分析,分析材料的组成、结构及性能之间的关系 |
能够运用光学显微镜对无机非金属材料进行岩相鉴定分析,分析材料的组成、结构及性能之间的关系 |
作业 |
|
期末考试 |
|
课程目标4的评估设计
学习成果 |
学习任务、过程和观测 |
||
预期学习成果 |
细化的预期学习成果及实施准则 |
预设的学习任务 |
观测点 |
能够开展无机非金属材料的结构分析,具备使用材料现代分析工具的能力。 |
具备使用偏光显微镜开展无机非金属材料的结构分析的能力。 |
作业 |
|
实验2、实验3 |
|
七、课程目标达成评价与持续改进机制
1.课程评价
课程评价周期定为每2年评价一次,评价小组由教学指导委员会和专业负责人组成。评价小组依据毕业要求达成度目标值设置课程达成目标值,采用课程总评成绩分析法进行评价。依据课程评价的结果,寻找问题,持续改进课程教学质量。依据毕业要求达成度评价结果,持续改进课程体系。
2.持续改进机制
(1)建立持续改进制度
①成立本课程持续改进组。
②由课程持续改进组组长负责组织执行并监督持续改进过程。
③制定持续改进措施。
(2)成立本课程持续改进组
组长:要秉文
组员:田秀淑、梅世刚
(3)本课程持续改进措施
根据各个考核环节的达成评价结果,寻找和分析学生的能力短板,进行课程持续改进,包括课程教学内容的改进、教学方法和手段的改进、考核方法的改进等。
制表:要秉文审核:批准:发布日期: