《材料物理性能》課程教學(xué)大綱

《材料物理性能》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134123501課程名稱：材料物理性能/PhysicalPropertiesofMaterials課程類別：專業(yè)必修課程學(xué)分：1.5總學(xué)時(shí)：24理論學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：金屬材料工程適用對(duì)象：本科先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、大學(xué)物理教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介1.課程任務(wù)與目的《材料物理性能》是金屬材料工程專業(yè)的專業(yè)必修基礎(chǔ)課。本課程主要學(xué)習(xí)材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能這四部分知識(shí)，重點(diǎn)掌握基本的概念及理論，學(xué)習(xí)相關(guān)性能的測(cè)試方法及應(yīng)用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到能夠了解應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。此外，還要使學(xué)生了解材料性能的共性特點(diǎn)。在本課程材料性能簡(jiǎn)介環(huán)節(jié)，介紹當(dāng)前材料性能與其應(yīng)用的關(guān)系及新材料性能設(shè)計(jì)內(nèi)容，結(jié)合國(guó)家生產(chǎn)建設(shè)需求，建立學(xué)生的專業(yè)自信心，激發(fā)投入經(jīng)濟(jì)建設(shè)一線建功立業(yè)的熱情。2.對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握材料物理性能及其功能之間的物理關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)性能要求，篩選材料類別，進(jìn)行新材料設(shè)計(jì)制備的能力，形成良好的科研素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3]掌握工程基礎(chǔ)理論和金屬材料專業(yè)理論，并能夠用于解決金屬材料領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.3]能夠借助信息技術(shù)、數(shù)據(jù)分析等多種手段對(duì)金屬材料工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、表征和分析，以獲得有效結(jié)論。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2]能夠運(yùn)用工程基礎(chǔ)知識(shí)，針對(duì)金屬材料的成分設(shè)計(jì)、制備加工等復(fù)雜工程問(wèn)題，通過(guò)合理選材，或者設(shè)計(jì)/開發(fā)加工技術(shù)及工藝流程，滿足特定需求；2.課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下教學(xué)目標(biāo)1：課程以培養(yǎng)材料應(yīng)用和材料制造專業(yè)人才為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到能夠了解應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。此外，還要使學(xué)生了解材料性能的共性特點(diǎn)。（支撐畢業(yè)要求1.3）教學(xué)目標(biāo)2：本課程要求學(xué)生掌握材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；熟悉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。了解其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法。（支撐畢業(yè)要求2.3）教學(xué)目標(biāo)3：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到能夠了解應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。熟練掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。具有材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，具有綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技術(shù)手段，具有分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具有研究開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新工藝和新設(shè)備的能力。（支撐畢業(yè)要求3.2）四、教學(xué)課時(shí)安排（一）學(xué)時(shí)分配主題或知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主題或知識(shí)點(diǎn)1材料性能簡(jiǎn)介22001、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)2熱學(xué)性能66001、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)3電學(xué)性能66001、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)4磁學(xué)性能66001、2、3主題或知識(shí)點(diǎn)5光學(xué)性能44001、2、3合計(jì)242400五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題或知識(shí)點(diǎn)1材料性能簡(jiǎn)介1.教學(xué)內(nèi)容掌握材料物理性能分類以學(xué)習(xí)課程的意義思政案例：中國(guó)著名物理學(xué)家人物志系列：分享中國(guó)十大物理學(xué)家之鄧稼先先生海外求學(xué)與歸國(guó)報(bào)效事跡，激發(fā)學(xué)生終生持續(xù)學(xué)習(xí)、爭(zhēng)做大國(guó)工匠的意志，樹立文化自信和愛國(guó)熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)材料使役性能，材料力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能、工藝性能的含義及包含內(nèi)容。3.教學(xué)難點(diǎn)材料物理性能的含義及性能分類。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時(shí)授課過(guò)程中采用問(wèn)題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識(shí)點(diǎn)2熱學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容傳導(dǎo)傳熱、掌握基本熱容、熱膨脹、熱穩(wěn)定性、熱傳導(dǎo)的基本知識(shí)思政案例：中國(guó)著名物理學(xué)家人物志系列：分享核物理學(xué)家，國(guó)家最高科技獎(jiǎng)獲得者，“共和國(guó)勛章”獲得者于敏先生事跡，激發(fā)學(xué)生終生持續(xù)學(xué)習(xí)、爭(zhēng)做大國(guó)工匠的意志，樹立文化自信和愛國(guó)熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)熱容，熱膨脹，熱傳導(dǎo)，熱穩(wěn)定性。晶態(tài)固體熱容的量子理論，熱膨脹機(jī)理，熱傳導(dǎo)微觀機(jī)理。影響熱學(xué)性能的因素。3.教學(xué)難點(diǎn)熱容與熱膨脹的微觀機(jī)理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時(shí)授課過(guò)程中采用問(wèn)題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識(shí)點(diǎn)3電學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容材料的導(dǎo)電性，半導(dǎo)體的電學(xué)性能，絕緣體的電學(xué)性能，超導(dǎo)電性，影響金屬導(dǎo)電性的因素，導(dǎo)電性的測(cè)量，電阻分析的應(yīng)用思政案例：中國(guó)著名物理學(xué)家人物志系列：分享核物理學(xué)家，中國(guó)原子能科學(xué)事業(yè)的創(chuàng)始人，兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者錢三強(qiáng)先生事跡，激發(fā)學(xué)生終生持續(xù)學(xué)習(xí)、爭(zhēng)做大國(guó)工匠的意志，樹立文化自信和愛國(guó)熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)材料的導(dǎo)電性，影響金屬導(dǎo)電性的因素，導(dǎo)電性的測(cè)量。3.教學(xué)難點(diǎn)影響金屬導(dǎo)電性的因素，及相關(guān)影響機(jī)理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時(shí)授課過(guò)程中采用問(wèn)題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識(shí)點(diǎn)4磁學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容磁性基本量及磁性分類，抗磁性和順磁性，鐵磁性的物理本質(zhì)，磁晶各向異性，磁致伸縮和磁彈性能，鐵磁體的形狀各向異性和退磁能，磁疇的形成和結(jié)構(gòu)，技術(shù)磁化和反磁化過(guò)程，影響鐵磁性的因素，動(dòng)態(tài)磁化特性，磁性的測(cè)量，磁性分析的應(yīng)用。思政案例：中國(guó)著名物理學(xué)家人物志系列：分享中國(guó)近代物理學(xué)奠基人葉企孫先生創(chuàng)建北京大學(xué)磁學(xué)組等事跡，激發(fā)學(xué)生終生持續(xù)學(xué)習(xí)、爭(zhēng)做大國(guó)工匠的意志，樹立文化自信和愛國(guó)熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)磁性基本量及磁性分類，抗磁性和順磁性，鐵磁性的物理本質(zhì)，影響鐵磁性的因素。3.教學(xué)難點(diǎn)影響材料磁性的物理參量及相關(guān)影響機(jī)理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時(shí)授課過(guò)程中采用問(wèn)題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題或知識(shí)點(diǎn)5光學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容光傳播的基本理論，光的反射和折射，材料對(duì)光的吸收和色散，晶體的雙折射和二向色性，介質(zhì)的光散射，材料的光反射，材料的受激輻射和激光。思政案例：中國(guó)著名物理學(xué)家人物志系列：分享“光纖之父”、“光纖通信之父”和“寬帶教父”高琨先生事跡，激發(fā)學(xué)生終生持續(xù)學(xué)習(xí)、爭(zhēng)做大國(guó)工匠的意志，樹立文化自信和愛國(guó)熱情。2.教學(xué)重點(diǎn)材料對(duì)光的吸收和色散，晶體的雙折射和二向色性，介質(zhì)的光散射，材料的光反射，材料的受激輻射和激光。3.教學(xué)難點(diǎn)材料光學(xué)性能的影響因素及相關(guān)影響機(jī)理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用混合式教學(xué)，結(jié)合多媒體授課，同時(shí)授課過(guò)程中采用問(wèn)題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定本課程考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等；考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等；考核方式采用出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、階段測(cè)試等多方式、多階段過(guò)程的考核。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定表考核方式平時(shí)成績(jī)期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測(cè)驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文其他√√√√成績(jī)比例%10101010602.課程目標(biāo)考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評(píng)價(jià)方式權(quán)重（%）過(guò)程性考核期末考試合計(jì)出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)及階段測(cè)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.3101015~3035-50教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.35515~2025-30教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)3.25515~1825-28合計(jì)2020601003.成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無(wú)遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨(dú)到的見解，能夠準(zhǔn)確回答問(wèn)題，并有自己獨(dú)到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準(zhǔn)確回答問(wèn)題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動(dòng)參加課堂討論，能夠回答問(wèn)題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問(wèn)題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問(wèn)題作業(yè)（10%）能夠獨(dú)立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量?jī)?yōu)秀，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得正確結(jié)論能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨(dú)立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題的能力基本符合要求不能獨(dú)立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問(wèn)題的能力階段測(cè)驗(yàn)（10%）完成所有階段測(cè)驗(yàn)，根據(jù)參考答案評(píng)分，總評(píng)成績(jī)?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測(cè)驗(yàn)，根據(jù)參考答案評(píng)定分，總評(píng)成績(jī)?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測(cè)驗(yàn)，根據(jù)參考答案評(píng)分，總評(píng)成績(jī)?yōu)橹械韧瓿伤须A段測(cè)驗(yàn)，根據(jù)參考答案評(píng)分，總評(píng)成績(jī)?yōu)榧案駴]有完成階段測(cè)試，根據(jù)參考答案評(píng)分，總評(píng)成績(jī)不及格課程教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標(biāo)1學(xué)生熟悉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施，并清楚了解材料性能的共性特點(diǎn)。學(xué)生較為熟悉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施，并比較清楚了解材料性能的共性特點(diǎn)。學(xué)生掌握應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施，并了解材料性能的共性特點(diǎn)。學(xué)生部分掌握應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施，并對(duì)材料性能的共性特點(diǎn)有所了解。學(xué)生完全不掌握應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施，對(duì)材料性能的共性特點(diǎn)也不了解。教學(xué)目標(biāo)2學(xué)生熟練掌握材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；非常熟悉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。了解其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法。學(xué)生較熟悉材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；比較熟悉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。較好了解其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法。學(xué)生掌握材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；知曉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。了解其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法。學(xué)生部分掌握材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；基本知曉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。對(duì)其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法有所了解。學(xué)生完全不掌握材料熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能以及光學(xué)性能等知識(shí)；不知曉表征各種性能的基本參數(shù)的物理意義及其本質(zhì)。不了解其影響因素；掌握各種性能的測(cè)試手段以及方法。教學(xué)目標(biāo)3學(xué)生熟悉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。熟練掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。具有優(yōu)秀的材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，具有優(yōu)秀綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技術(shù)手段，具有優(yōu)秀的分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具有優(yōu)秀的研究開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新工藝和新設(shè)備的能力。學(xué)生較為熟悉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。較為熟練掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。具有較優(yōu)秀的材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，具有較優(yōu)秀綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技術(shù)手段，具有較優(yōu)秀的分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具有較優(yōu)秀的研究開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新工藝和新設(shè)備的能力。學(xué)生知曉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。具有優(yōu)秀的材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，具有一定綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技術(shù)手段，具有一定分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具有一定研究開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新工藝和新設(shè)備的能力。學(xué)生基本知曉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。熟練掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。具有優(yōu)秀的材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技術(shù)手段一般，分析并解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、研究開發(fā)新材料、新產(chǎn)品、新工藝和新設(shè)備的能力也較差。學(xué)生不知曉應(yīng)用中經(jīng)常遇到的有關(guān)方面的材料性能、其規(guī)律性，以及其主要影響因素及控制、改進(jìn)措施。熟練掌握材料物理參數(shù)與成分、結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響因素，為設(shè)計(jì)新材料和材料改性打下一定基礎(chǔ)。不具備材料選用、熱處理生產(chǎn)工藝編制與實(shí)施、材料表面改性、設(shè)備選擇和制造的能力，且未能形成綜合運(yùn)用金屬材料工程領(lǐng)域的科學(xué)理論和技