МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального  образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИПР

  ___________

“_____”________________ 2015  г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

НАПРАВЛЕНИЕ ООП 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств»

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: АТПП в нефтегазовой отрасли

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) : бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА ____2012 г.

КУРС__2_____ СЕМЕСТР ____3____

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ __3____

ПРЕРЕКВИЗИТЫ ______ Б.2  Б.2. 1_______________

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции__________________ 18_ час.

Лабораторные занятия_____ 18_ час.

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ _ 36_ час.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА _36_ час.

ИТОГО _72_ час.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ _______очная_______

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _зачет 

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ____кафедра МТМ________

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ  _______________

РУКОВОДИТЕЛЬ  ООП  _______________

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ  _______________ 

2015 г.

1. Цели освоения дисциплины

Цели дисциплины и их соответствие целям ООП

Код цели

Цели освоения дисциплины
«Материаловедение»

Цели ООП

Ц1

Формирование способностей пони­мать сущность физических процессов, использовать знания материаловедения и физические законы в производственно-техноло­гической деятельности

Подготовка выпускников к производственно-технологической деятельности в области химических технологий, конкурентоспособных на мировом рынке химических технологий.

Ц2

Формирование способности выполнять исследования структуры и свойств материалов, расчеты параметров физико-механических процессов

Подготовка выпускников к проектно-конструкторской деятельности в области химических технологий, конкурентоспособных на мировом рынке химических технологий.

Ц3

Формирование творческого мышле­ния при получении фундаментальных знаний о материалах, основных законах и методах проведения физико-механических ис­следований, использование их при обра­ботке и анализе результатов ис­следований

Подготовка выпускников к научным исследованиям для решения задач, связанных с разработкой инновационных методов создания химико-технологических процессов, веществ и материалов

Ц5

Формирование навыков самостоя­тельного проведения теоретических и экспериментальных физико-хими­ческих исследований

Подготовка выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию

2. Место дисциплины в структуре ООП

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Согласно ФГОС и ООП «Химическая технология» дисциплина «Материаловедение» является вариативной дисциплиной и относится к общепрофессиональному циклу.


Код дисциплины
ООП

Наименование дисциплины

Кредиты

Форма контроля

3.В1 (общепрофессиональный)

Вариативная часть

Б. В.3.1.1

Материаловедение

3

зачет

До освоения дисциплины «Материаловедение» должны быть изучены следующие дисциплины (пререквизиты):


Код дисциплины ООП

Наименование дисциплины

Кредиты

Форма контроля

пререквизиты

2 Б.2. 1 (физический)

Б. Б.2. 2.1

Физика

4

экзамен

При изучении указанных дисциплин (пререквизитов) формируются «входные» знания, умения, опыт и компетенции, необходимые для успешного освоения дисциплины «Материаловедение».

В результате освоения дисциплин (пререквизитов) студент должен:

Знать:

    законы Ньютона и законы сохранения, элементы механики жидкостей, законы термодинамики, статистические распределения, законы электростатики, волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, основы квантовой механики, строение многоэлектронных атомов, строение ядра, классификацию элементарных частиц; строение атомов и молекул.

Уметь:

    решать типовые задачи, связанные с основными разделами физики, использовать физические законы;

Владеть:

    методами проведения физических измерений, методами корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента; теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе электронного строения их атомов и положения в периодической системе химических элементов, экспериментальными методами определения физико-мехаческих свойств неорганических соединений.

В результате освоения дисциплин (пререквизитов) обучаемый должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:

    использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы; использовать знания о строении вещества для понимания свойств материалов и механизмов процессов, протекающих в окружающем мире.

3. Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины получены путем декомпозиции результатов обучения (Р1, Р5), сформулированных в основной образовательной программе 240100 «Химическая технология», для достижения которых необходимо, в том числе, изучение дисциплины «Материаловедение».

Планируемые результаты обучения согласно ООП

Код
результата

Результат обучения (выпускник должен быть готов)

Профессиональные компетенции

Р5

Проводить теоретические и экспериментальные исследования в области современных технологических процессов получения материалов

Планируемые результаты освоения дисциплины «Материаловедение»

№ п/п

Результат

1

Применять знания материаловедения при изучении и разработке технологических процессов получения материалов

2

Применять экспериментальные методы материаловедения для определения физико-механических свойств материалов

3

Выполнять обработку и анализ данных, полученных при экспериментальных исследованиях материалов

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

    особенности строения технических материалов, зависимость их свойств от строения и состава,; способы упрочнения и разупрочнения мате­риалов; физическую сущность явлений, происходящих в материалах; ос­новные способы изготовления деталей, заготовок, изделий из конструкционных материалов, их преимущества, недостатки, особенности технологического процесса, применяемое оборудование и инструмент,   о принципах выбора оптимального метода получения изделий; о выдающихся ученых ТПУ, внесших весомый вклад в развитие материаловедения и создание современных технологий;

Уметь:

    в результате анализа условий эксплуатации выбирать материал и способ изготовления изделий методами литья, сварки, обработки дав­лением и резанием; назначать режимы сварки и упрочняющей термообра­ботки; определять меха­нические свойства материалов при различных температурах; прогнозировать влияние температуры на свойства металлов и сплавов; определять физико-механические свойства металлов и сплавов; обобщать и обрабатывать экспериментальную информацию.

Владеть:

    навыками определения твердости металлов и сплавов; навыками исследования структуры металлов и сплавов;

методами расчета пластической деформации металлов и сплавов;

навыками исследования процессов кристаллизации металлов и сплавов;

    навыками термической обработки сталей и сплавов;

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1. Универсальные (общекультурные):

    готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области естественных наук; понимать роль материаловедения для развития цивилизации.

2. Профессиональные:

общепрофессиональные:

    способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности; способность применять методы теоретического и экспериментального исследования;

производственно-технологическая деятельность:

    способность и готовность осуществлять технологические процессы в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологических процессов, свойств металлов и сплавов;

научно-исследовательская деятельность:

    способность планировать и проводить физико-механические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности.


4.  Структура и содержание дисциплины

    Аннотированное содержание разделов дисциплины.

1. Материаловедение. Введение. Разновидности и классификация технических  материалов. Металлы. Атомно-кристаллическое строение. Дефекты кристаллического строения и их влияние на свойства. Деформация. Влияние на структуру и свойства металлов. Влияние на­грева на структуру и свойства деформированного металла. Рекристаллизация. Хо­лодная и горячая деформация. Кристаллизация. Формирование структуры металлов и сплавов при кристаллизации. Строение слитка. Металлические сплавы. Строение, виды взаимодействия компонентов в сплавах. Диаграммы состояния. Сплавы железо-углерод. Свойства компонентов, диаграмма состоя­ния. Классификация сплавов. Углеродистые и легированные стали. Классификация, обозначение и применение.  Термическая обработка стали. Закалка, отпуск, отжиг. Разновидности, из­менения структуры и свойств. Цветные металлы и сплавы. Медь и ее сплавы. Алюминий и его сплавы.

2. Техноло­гия конструкционных материалов. Структура металлургического производства. Производство чугуна. Производство стали. Обработка металлов давлением. Прокатка. Прессование. Волочение. Ковка. Штамповка. Литейное производство. Сварочное производство. Обработка металлов резанием. Изготовление  полуфабрикатов  и  деталей  из композиционных  материалов.


    Структура дисциплины

Структура дисциплины «Материаловедение» по разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах представлена в таблице 1.

Таблица 1

Структура дисциплин
по разделам и формам организации обучения

Название раздела

СРС
(час)

Итого

(час)

Лекции

Лабор.
занятия

3 семестр

1. Материаловедение

10

10

2. Техноло­гия конструкционных материалов

8

8

Итого

18

18

5. Образовательные технологии

Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине «Материаловедение» используются различные образовательные технологии:

Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование системы знаний, запоминание и свободное оперирование ими.

Используется лекционно-лабораторный метод, изучение литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств информации.

Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные на формирование системы профессиональных практических умений при проведении экспериментальных исследований, обеспечивающих возможность качественно выполнять профессиональную деятельность.

Используется анализ, сравнение методов проведения физико-механических исследований, выбор метода, в зависимости от объекта исследования в конкретной производственной ситуации и его практическая реализация.

Развивающие проблемно-ориентированные технологии, направленные на формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности, способности видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для их решения.

Используются виды проблемного обучения: ознакомление на лекциях с основными проблемами материаловедения, коллективная мыслительная деятельность в группах при выполнении лабораторных работ. При этом используются три уровня сложности и самостоятельности: проблемное изложение учебного материала преподавателем; создание преподавателем проблемных ситуаций, а обучаемые вместе с ним включаются в их разрешение в ходе самостоятельной деятельности.

Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в ходе учебного процесса развитие активности личности в учебном процессе. Личностно-ориентированные технологии обучения реализуются в результате индивидуального общения преподавателя и студента при выполнении лабораторных работ, подготовке индивидуальных отчетов по лабораторным работам, на консультациях.

Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных компетенций у обучающихся, выбраны следующие сочетания форм организации учебного процесса и методов активизации образовательной деятельности, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Методы и формы организации обучения (ФОО)


Методы

Лекции

Лаб. раб.

IT-методы

Работа в команде

+

Case-study

Игра

Методы проблемного обучения

Обучение на основе опыта

+

Опережающая самостоятельная работа

+

Проектный метод

Поисковый метод

+

Исследовательский метод

+

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1 Текущая самостоятельная работа (СРС)

Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Материаловедение», направленная на углубление и закрепление знаний студента, на развитие практических умений, включает в себя следующие виды работ:

    работа с лекционным материалом; подготовка к лабораторным работам; подготовка к контрольным работам; подготовка к зачету.

6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР)

Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по дисциплине «Материаловедение», направленная на развитие интеллектуальных умений, общекультурных и профессиональных компетенций, развитие творческого мышления у студентов, включает в себя следующие виды работ по основным проблемам курса:

    анализ и структурирование информации; выполнение лабораторных работ, обработка и анализ данных;

6.3. Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.

Самоконтроль зависит от личностных качеств, ответственности за результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего труда, материальных и моральных стимулов, от того насколько обучаемый мотивирован в достижении лучших результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать необходимые условия для выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение), правильно использовать различные стимулы для реализации этой работы (рейтинговая система), повышать её значимость, и грамотно осуществлять контроль самостоятельной деятельности студента (фонд оценочных средств).

6.4. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для организации самостоятельной работы студентов (самостоятельной проработки теоретического материала и подготовки по лекционному материалу; подготовки к лабораторным занятиям, контрольным работам) преподавателями кафедры «Материаловедение и технология металлов» разработаны следующие учебно-методические пособия и методические указания:

, Багинский и технология конструкцион­ных материалов. - Учебное пособие. Томск. Изд-во ТПУ, 2005 г. -140 с. , , Хворова ­ние. Томск, Изд-во ТПУ, 2005 г. -160 с. Основы материаловедения. Конструкционные материалы: учебное пособие/­левская, . – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 112 с. 4. , Безбородов и технология конструкционных материалов: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 110 с. 5.  , Безбородов и современые технология конструкционных материалов: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 155 с.

По всем темам лабораторных работ на кафедре «Материаловедение и технология металлов» имеются методические указания, тесты, альбомы микроструктур сталей и сплавов, коллекции металлографических шлифов, плакаты, тренажеры, компьютерные программы. наглядные пособия и витрины с различными материалами, диаграммы различных сплавов и др.

Дополнительная рекомендуемая литература:

1. Методические пособия по лабораторным работам.

2. Интернет: http://www. dvo. ru/ntc/study/books. php3

3. Интернет: http://lalls.narod.ru/Literatura/index.htm

4. Интернет: http://www.chem.msu.su/rus/teaching/materials/

5. Интернет: http://elanina. narod. ru/lanina/index. files/student/tehnology/index. htm

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

Средства (фонд оценочных средств) оценки текущей успеваемости и промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины «Материаловедение» представляют собой комплект контролирующих материалов следующих видов:

    Входной контроль. Представляет собой перечень из 20 вопросов, ответы на которые студент должен знать в результате изучения темы. Поставленные вопросы требуют коротких но точных ответов. Входной контроль проводится на каждой лабораторной работе в течение 10 минут. Контрольные работы (2). Состоят из двух вопросов по основным разделам курса. Проверяется степень усвоения теоретических и практических знаний, приобретенных умений. Экзаменационные билеты (30 вариантов). Состоят из теоретических и практических вопросов по всем разделам, изучаемым в семестре.

Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень усвоения теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение опытом, способствуют формированию профессиональных и общекультурных компетенций студентов.

8.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

    основная литература:

1. Ржевская . - Учебник для вузов. М.: ЛОГОС. 2004. - 424 с.

2. , Колесов и технология конструкционных материалов. - М.: Высшая школа. 2004. - 519 с.

4. , Пряхин . - Учебник для вузов. СПб.: Химиздат. 2004. - 736 с.

    дополнительная литература: , Багинский и технология конструкцион­ных материалов. - Учебное пособие. Томск. Изд-во ТПУ, 2005 г. -140 с. , , Хворова ­ние. Томск, Изд-во ТПУ, 2005 г. -160 с.

3. Основы материаловедения. Конструкционные материалы: учебное пособие/­левская, . – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 112 с.

4. , Безбородов и технология конструкционных материалов: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 110 с.

5.  , Безбородов и современые технология конструкционных материалов: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 155 с.

1. Методические пособия по лабораторным работам.

2. Интернет: http://www. dvo. ru/ntc/study/books. php3

3. Интернет: http://lalls.narod.ru/Literatura/index.htm

4. Интернет: http://www.chem.msu.su/rus/teaching/materials/

5. Интернет: http://elanina. narod. ru/lanina/index. files/student/tehnology/index. htm

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

№

п/п

Наименование (компьютерные классы,
учебные лаборатории, оборудование)

Аудитория, количество установок

1

Учебная лаборатория, оснащенная компьютерами (6 шт.)

16 б корпус, 235 ауд.

2

Учебная лаборатория

16 б корпус, 114 ауд.

3

Учебная лаборатория

16 б корпус, 115 ауд.

4

Учебная лаборатория

16 б корпус, 116 ауд.

5

Учебная лаборатория

16 б корпус, 117 ауд.

6

Учебная лаборатория

16 б корпус, 118 ауд.

7

Учебная лаборатория

16 б корпус, 119 ауд.

8

Установки для определения твердости

16 б корпус, 119 ауд,

3 шт.

9

Электрические печи

16 б корпус, 119 ауд,

6 шт.

10

Электрическая печь

16 б корпус, 117 ауд,

1 шт.

11

Пневматический ковочный молот

16 б корпус, 117 ауд,

1 шт.

12

Металлографические и биологические микроскопы

16 б корпус, 117 ауд, 12 шт.

13

Сварочный пост

16 б корпус, 117 ауд,

1 шт.

14

Установки контактной сварки

16 б корпус, 117 ауд,

2 шт.

15

Установки разливки жидких металлов

16 б корпус, 117 ауд,

3 шт.

16

Приспособления для разливки жидких металлов

16 б корпус, 117 ауд.

17

Приспособления для ковки металлов

16 б корпус, 117 ауд.

18

Металлорежущие станки

16 б корпус, 117 ауд, 12 шт.

19

Металлорежущие инструменты

16 б корпус, 117 ауд.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки  240100 «Химическая технология»

Программа одобрена на заседании кафедры «Материаловедение и технология металлов» (протокол №____ от «____»_________2015 г.)

Автор:  ___________