《材料物理》課程教學(xué)大綱

《材料物理》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134123202課程名稱（中/英文）：材料物理/MaterialsPhysics課程類別：專業(yè)核心課程學(xué)分：3總學(xué)時(shí)：48顏色理論學(xué)時(shí)：48實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：材料物理專業(yè)適用對(duì)象：本科先修課程：材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)，固體物理，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》是材料物理專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，講述了材料中的主要物理現(xiàn)象及其本質(zhì)機(jī)理和應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生了解材料科學(xué)的主要研究對(duì)象，學(xué)習(xí)常見材料的基本物理性能，了解材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律，學(xué)會(huì)材料研究的基本思想和方法。在緒論部分，將材料的發(fā)展過程所反映出來的自然規(guī)律與辯證唯物主義思想結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀和方法論，理解科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，提高辯證思維能力。在各類功能材料學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，適當(dāng)引入國(guó)內(nèi)外的重要科學(xué)進(jìn)展及偉大工程，讓同學(xué)感觸到科技興則民族興，少年強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。提升學(xué)生們的民族自豪感，激勵(lì)學(xué)生為中華民族的偉大復(fù)興而繼續(xù)努力奮斗。2.對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力能夠?qū)⒉牧衔锢韺I(yè)知識(shí)應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的描述和解釋，針對(duì)材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案；具備選擇應(yīng)用材料及材料研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高的能力，能夠在材料、能源、電子、信息等諸多領(lǐng)域從事材料的設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)、材料加工應(yīng)用等工作；培養(yǎng)從事材料相關(guān)學(xué)科教學(xué)的人才。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]能夠?qū)⒐こ袒A(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)、物理模型相結(jié)合用于進(jìn)行太陽(yáng)能光伏和鋰離子電池等新能源材料領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的推演分析。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4]能夠綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、計(jì)算、工程基礎(chǔ)與材料物理知識(shí)，用于太陽(yáng)能光伏和鋰離子電池等新能源材料制備、加工、服役過程中相關(guān)復(fù)雜工程問題解決方案的比較與綜合，并體現(xiàn)本專業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)的技術(shù)。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2]能夠基于材料物理相關(guān)知識(shí)和原理，采用文字、圖表、模型等方式表達(dá)太陽(yáng)能光伏和鋰離子電池等新能源材料領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1]能在最廣泛的技術(shù)變革背景下，認(rèn)識(shí)到自主和終身學(xué)習(xí)的必要性。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：要求學(xué)生掌握材料物理基礎(chǔ)理論知識(shí)、各種原理及微觀機(jī)制、物理性能的測(cè)定方法、控制和改善性能的措施，能夠?qū)I(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)、物理模型相結(jié)合用于進(jìn)行專業(yè)材料領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）教學(xué)目標(biāo)2：使學(xué)生能夠應(yīng)用材料物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理對(duì)復(fù)雜工程問題進(jìn)行識(shí)別、表達(dá)和分析。(支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2)教學(xué)目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生分析解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，進(jìn)行新材料、新工藝研究開發(fā)的初步能力，能夠針對(duì)具備不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案，培養(yǎng)其選擇應(yīng)用材料及材料研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高的能力。(支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4)教學(xué)目標(biāo)4：使學(xué)生具有理科的基礎(chǔ)和工科的發(fā)展余地，既有扎實(shí)的材料物理基礎(chǔ)，又有良好的信息科學(xué)技術(shù)背景與技能，具有較強(qiáng)的知識(shí)更新能力和較廣泛的專業(yè)適應(yīng)能力，能夠認(rèn)識(shí)自主和終身學(xué)習(xí)的必要性。(支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.1)四、課程教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配和具體安排學(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材料的電子理論66001,2主題或知識(shí)點(diǎn)2材料的固態(tài)相變88002,3,4主題或知識(shí)點(diǎn)3材料的固態(tài)擴(kuò)散66001,3,4主題或知識(shí)點(diǎn)4材料的電學(xué)性能88002,3,4主題或知識(shí)點(diǎn)5材料的磁學(xué)性能44002,3,4主題或知識(shí)點(diǎn)6材料的熱學(xué)性能44001,2,3主題或知識(shí)點(diǎn)7材料的力學(xué)性能66002,3,4主題或知識(shí)點(diǎn)8材料的光學(xué)性能66002,3合計(jì)484800五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題或知識(shí)點(diǎn)1材料的電子理論1.教學(xué)內(nèi)容（1）波函數(shù)和薛定格方程：微觀粒子的波粒二象性；波函數(shù)的基本概念；薛定格方程的意義。列舉光的波粒二象性現(xiàn)象實(shí)例，如肥皂泡的彩虹顏色深化學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)思維方法。（2）經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和量子統(tǒng)計(jì)：經(jīng)典統(tǒng)計(jì)、費(fèi)米統(tǒng)計(jì)和玻色統(tǒng)計(jì)的基本概念及其區(qū)別；經(jīng)典統(tǒng)計(jì)和量子統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用范圍。從宏觀的物理性質(zhì)和微觀的統(tǒng)計(jì)平均關(guān)系深入理解理解“修身、齊家、治國(guó)、平天下”的含義。（3）自由電子假設(shè)：經(jīng)典自由電子理論的基本假設(shè)；經(jīng)典自由電子理論能夠解釋的現(xiàn)象及其不足之處；量子自由電子理論的基本假設(shè)及其能夠解釋的現(xiàn)象。（4）能帶理論：近(準(zhǔn))自由電子近似的基本假設(shè)；能帶的形成；布里淵區(qū)的基本概念及構(gòu)建；近自由電子近似下的能級(jí)、能級(jí)分布和狀態(tài)密度；能帶理論對(duì)材料導(dǎo)電性的解釋。2.教學(xué)重點(diǎn)波函數(shù)的基本概念和薛定諤方程的意義；經(jīng)典統(tǒng)計(jì)、費(fèi)米統(tǒng)計(jì)和玻色統(tǒng)計(jì)的基本概念及其區(qū)別；量子自由電子理論的基本假設(shè)；近自由電子近似下的能級(jí)、能級(jí)分布和狀態(tài)密度；能帶理論對(duì)材料導(dǎo)電性的解釋。3.教學(xué)難點(diǎn)布里淵區(qū)的構(gòu)建；近自由電子近似下的能級(jí)、能級(jí)分布和狀態(tài)密度；能帶理論對(duì)材料導(dǎo)電性的解釋。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。通過科學(xué)家的事跡和小故事培養(yǎng)學(xué)生精益、專注的工匠精神和科學(xué)探索精神。主題或知識(shí)點(diǎn)2材料的固態(tài)相變1.教學(xué)內(nèi)容（1）固態(tài)相變的概念及分類：相變的基本概念、分類和一般特點(diǎn)。引入相變儲(chǔ)能建筑案例深化綠色環(huán)保概念，理解“碳中和、碳達(dá)峰”目標(biāo)。（2）多晶型性轉(zhuǎn)變：多晶型性轉(zhuǎn)變的相變驅(qū)動(dòng)力及相變過程。（3）共析轉(zhuǎn)變：共析轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)；共析轉(zhuǎn)變特點(diǎn)及其相變過程。（4）馬氏體轉(zhuǎn)變：馬氏體的基本概念和特點(diǎn)；馬氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)及組織形態(tài)；馬氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制；熱彈性馬氏體與形狀記憶效應(yīng)的原理和應(yīng)用。通過界面能與共格應(yīng)變能的矛盾深入理解辯證唯物主義思想，清楚事物具有兩面性，既對(duì)立又統(tǒng)一。（5）貝氏體轉(zhuǎn)變：貝氏體轉(zhuǎn)變的定義和特點(diǎn)；貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)和組織形態(tài)；貝氏體轉(zhuǎn)變的機(jī)制；珠光體、貝氏體和馬氏體的區(qū)別及聯(lián)系。（6）玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變和非晶態(tài)合金：非晶態(tài)轉(zhuǎn)變的基本概念和特點(diǎn)；非晶態(tài)合金的形成及應(yīng)用。2.教學(xué)重點(diǎn)相變的一般特點(diǎn)；共析轉(zhuǎn)變的相變過程；馬氏體的特點(diǎn)、動(dòng)力學(xué)及組織形態(tài)；形狀記憶效應(yīng)的原理；貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)和組織形態(tài)；珠光體、貝氏體和馬氏體的區(qū)別及聯(lián)系；非晶態(tài)轉(zhuǎn)變的基本概念。3.教學(xué)難點(diǎn)馬氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制；熱彈性馬氏體與形狀記憶效應(yīng)的原理；貝氏體轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。以呂昭平教授團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新合金設(shè)計(jì)，制造超高強(qiáng)度時(shí)效馬氏體鋼為例，加強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和創(chuàng)新意識(shí)。主題或知識(shí)點(diǎn)3材料的固態(tài)擴(kuò)散1.教學(xué)內(nèi)容（1）擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)：擴(kuò)散第一和第二定律的基本概念及其應(yīng)用。通過雜質(zhì)半導(dǎo)體中雜質(zhì)的影響深化“差之毫厘、謬以千里”的觀念，培養(yǎng)精益求精的職業(yè)素養(yǎng)。（2）擴(kuò)散機(jī)制：擴(kuò)散的微觀機(jī)制，主要包括間隙擴(kuò)散、置換擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散和位錯(cuò)擴(kuò)散。（3）上坡擴(kuò)散：上坡擴(kuò)散的基本概念及其驅(qū)動(dòng)力。（4）影響擴(kuò)散的因素：主要包括溫度、固溶體類型、晶體結(jié)構(gòu)、溶質(zhì)濃度、第三組元和晶體缺陷對(duì)擴(kuò)散的影響。2.教學(xué)重點(diǎn)擴(kuò)散第一和第二定律的應(yīng)用；間隙擴(kuò)散和置換擴(kuò)散的微觀機(jī)制；影響擴(kuò)散的因素。3.教學(xué)難點(diǎn)根據(jù)擴(kuò)散第二定律計(jì)算擴(kuò)散工藝（滲碳）；間隙擴(kuò)散的微觀機(jī)制。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。主題或知識(shí)點(diǎn)4材料的電學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容（1）金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性：自由電子近似理論解釋金屬導(dǎo)電性；能帶理論解釋金屬的導(dǎo)電性；金屬導(dǎo)電性與溫度的關(guān)系；電導(dǎo)功能材料，主要包括導(dǎo)電材料、電熱材料及電觸點(diǎn)材料。列舉熱得快和電阻爐的火災(zāi)事故案例，強(qiáng)調(diào)安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。（2）半導(dǎo)體的導(dǎo)電性：本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的基本概念、特點(diǎn)及能帶結(jié)構(gòu)；霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因。（3）離子晶體的導(dǎo)電性：離子導(dǎo)電的微觀機(jī)制及導(dǎo)電率推導(dǎo)；離子導(dǎo)電的影響因素；快離子導(dǎo)體的概念及常見的材料種類、特點(diǎn)。（4）超導(dǎo)電性：超導(dǎo)的基本特點(diǎn)，包括零電阻、邁斯納效應(yīng)和臨界特點(diǎn)；超導(dǎo)理論，包括庫(kù)柏電子對(duì)和BCS理論；超導(dǎo)研究的進(jìn)展及其應(yīng)用。介紹我國(guó)的磁懸浮列車現(xiàn)狀，激發(fā)民族自豪感和自信心。（5）熱電效應(yīng)：熱電勢(shì)的概念及產(chǎn)生的原因；塞貝克效應(yīng)和珀耳帖效應(yīng)的概念及應(yīng)用。（6）材料的介電性能：電介質(zhì)極化的基本概念、機(jī)制及特點(diǎn)；介電損耗的定義和損耗機(jī)制；介電體擊穿的機(jī)制。2.教學(xué)重點(diǎn)能帶理論解釋金屬的導(dǎo)電性；霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因；離子導(dǎo)電的微觀機(jī)制及導(dǎo)電率推導(dǎo)；超導(dǎo)的基本特點(diǎn)和超導(dǎo)理論；熱電勢(shì)的概念及產(chǎn)生的原因；電介質(zhì)極化、損耗和擊穿的機(jī)制。3.教學(xué)難點(diǎn)離子導(dǎo)電的微觀機(jī)制；超導(dǎo)理論；電介質(zhì)極化、損耗和擊穿的機(jī)制。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。通過我國(guó)先進(jìn)的電性材料（主要是超導(dǎo)材料和熱電材料）研究強(qiáng)化學(xué)生的愛國(guó)精神和民族自豪感。以半導(dǎo)體芯片為例激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情。主題或知識(shí)點(diǎn)5材料的磁學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容（1）材料磁性能的表征參量和材料磁化的分類：材料磁性能的表征參量，包括磁化強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁化率等；根據(jù)材料的磁化率對(duì)材料進(jìn)行磁化分類。（2）孤立原子的磁矩：電子和原子核的磁矩，包括電子軌道和自旋磁矩及原子核自旋磁矩；原子的磁矩分析和計(jì)算。（3）抗磁性和順磁性：抗磁性和順磁性產(chǎn)生的原因及條件；抗磁和順磁磁化率的理論推導(dǎo)。（4）鐵磁性：鐵磁體磁化的現(xiàn)象（磁化曲線、磁滯回線等）；鐵磁體的自發(fā)磁化現(xiàn)象及其機(jī)理；鐵磁體的技術(shù)磁化機(jī)理和方法。磁疇的有序無序轉(zhuǎn)變導(dǎo)致材料的鐵磁性和順磁性轉(zhuǎn)變映射團(tuán)結(jié)就是力量的觀念，強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神及協(xié)作的重要性。（5）強(qiáng)磁材料：軟磁材料和硬磁材料的特點(diǎn)及其材料種類；磁記錄材料的要求及材料種類。2.教學(xué)重點(diǎn)材料磁性能的表征參量和材料磁化的分類；電子磁矩，包括電子軌道和自旋磁矩；抗磁性和順磁性產(chǎn)生的原因；鐵磁體磁化的現(xiàn)象（磁化曲線、磁滯回線等）；鐵磁體的自發(fā)磁化現(xiàn)象和技術(shù)磁化機(jī)理；軟磁材料和硬磁材料的特點(diǎn)；電介質(zhì)極化、損耗和擊穿的機(jī)制。3.教學(xué)難點(diǎn)離子導(dǎo)電的微觀機(jī)制；超導(dǎo)理論；電介質(zhì)極化、損耗和擊穿的機(jī)制。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。主題或知識(shí)點(diǎn)6材料的熱學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容（1）材料的熱容：杜隆珀替定律的表達(dá)及意義；熱容的量子理論假設(shè)及其結(jié)論；實(shí)際材料的熱容，包括金屬、合金、陶瓷和高分子的熱容；熱分析法的原理及應(yīng)用。（2）材料的熱傳導(dǎo)：熱傳導(dǎo)的宏觀現(xiàn)象及其機(jī)理；熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理及導(dǎo)熱率的推導(dǎo)；實(shí)際材料的導(dǎo)熱，包括金屬、合金和陶瓷的導(dǎo)熱率。引入熱傳導(dǎo)案例—太陽(yáng)能集熱器，培養(yǎng)節(jié)能思想，深化環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念。（3）材料的熱膨脹：熱膨脹的宏觀現(xiàn)象及其微觀機(jī)理；熱膨脹系數(shù)與其他物理量，如熔點(diǎn)、德拜溫度、晶格結(jié)構(gòu)等的關(guān)系；實(shí)際材料的熱膨脹；膨脹分析的原理及其應(yīng)用；膨脹合金的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用。（4）材料的熱穩(wěn)定性：熱應(yīng)力的基本概念及其產(chǎn)生原因；抗熱沖擊斷裂性能的表征及其意義；實(shí)際材料熱穩(wěn)定性的表征。2.教學(xué)重點(diǎn)德拜模型的基本假設(shè)及意義；材料的熱容曲線；熱傳導(dǎo)和熱膨脹的宏觀現(xiàn)象及其微觀機(jī)理；熱應(yīng)力的基本概念及其產(chǎn)生原因。3.教學(xué)難點(diǎn)德拜模型的基本假設(shè)及意義；熱傳導(dǎo)和熱膨脹的微觀機(jī)理；實(shí)際材料，的熱容、導(dǎo)熱、熱膨脹及熱穩(wěn)定性。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。主題或知識(shí)點(diǎn)7材料的力學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容（1）材料的力學(xué)性能指標(biāo)：應(yīng)力和應(yīng)變的基本概念及應(yīng)力-應(yīng)變曲線；材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)，包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等；硬度的分類及其主要測(cè)試方法。講述周培源的愛國(guó)故事和奉獻(xiàn)精神，堅(jiān)定理想信念和愛國(guó)情懷。（2）材料的變形：晶體的彈性變形，包括虎克定理和彈性模量意義、滯彈性和內(nèi)耗；晶體的塑性變形，包括塑性變形的基本概念、阻力及金屬?gòu)?qiáng)化方法；晶體的蠕變曲線及機(jī)理。（3）材料的斷裂：材料的理論斷裂強(qiáng)度；格里菲斯斷裂強(qiáng)度理論的推導(dǎo)過程及意義；裂紋萌生和擴(kuò)展的過程。（4）材料的斷裂韌性：裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子K1及斷裂韌性K1c的意義；裂紋尖端應(yīng)力的塑性變形區(qū)修正；陶瓷材料的強(qiáng)韌化方法。（5）材料的疲勞：疲勞現(xiàn)象及機(jī)理；疲勞極限；疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。（6）材料的抗沖擊性能：沖擊韌性試驗(yàn)方法；金屬材料的冷脆現(xiàn)象及意義。2.教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)力和應(yīng)變的基本概念及應(yīng)力-應(yīng)變曲線；材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)；硬度的分類；虎克定理和彈性模量意義；金屬?gòu)?qiáng)化方法及陶瓷材料的強(qiáng)韌化方法；通過斷口判斷斷裂類型；裂紋萌生和擴(kuò)展的過程；疲勞現(xiàn)象。3.教學(xué)難點(diǎn)格里菲斯斷裂強(qiáng)度理論的推導(dǎo)過程及意義；通過斷口判斷斷裂類型；裂紋尖端應(yīng)力的塑性變形區(qū)修正。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。通過國(guó)家重器建設(shè)中的力學(xué)材料強(qiáng)化民族自豪感。主題或知識(shí)點(diǎn)8材料的光學(xué)性能1.教學(xué)內(nèi)容（1）光與材料的作用：光的物理本質(zhì)；光與材料作用的一般規(guī)律，包括反射、透過、折射、散射等；金屬材料對(duì)光吸收和反射的現(xiàn)象及機(jī)理；非金屬材料對(duì)光的反應(yīng)。（2）材料的發(fā)光和激光：發(fā)光和熱輻射的物理本質(zhì)；激光產(chǎn)生的原理、條件及結(jié)構(gòu)。（3）光學(xué)材料：發(fā)光材料；固體激光工作物質(zhì)的原理及材料種類；光導(dǎo)纖維的原理及其材料種類。介紹光刻技術(shù)及“卡脖子”技術(shù)，引導(dǎo)民族復(fù)興、振興中華的使命感，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。2.教學(xué)重點(diǎn)光與材料作用的一般規(guī)律；金屬和非金屬材料對(duì)光的反應(yīng)；發(fā)光和熱輻射的物理本質(zhì)；激光產(chǎn)生的原理；光導(dǎo)纖維的原理。3.教學(xué)難點(diǎn)金屬和非金屬材料對(duì)光的反應(yīng)；激光產(chǎn)生的原理。4.教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）主要是講授法，通過板書和多媒體結(jié)合的方式，以展示圖片、引用數(shù)據(jù)等手段配合視頻講授教材內(nèi)容。采用提問、討論的形式進(jìn)行互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。采用光學(xué)材料的前沿知識(shí)強(qiáng)化民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐的工匠精神和科學(xué)精神。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題能力、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)評(píng)測(cè)、課堂表現(xiàn)、平時(shí)階段測(cè)驗(yàn)等多種形式、多個(gè)階段等全過程的考核，使學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定更加合理多樣，優(yōu)化課程評(píng)價(jià)體系，進(jìn)一步提升本課程教學(xué)效果。課程考核中，期末考試采用閉卷筆試形式。本課程總評(píng)成績(jī)中，按平時(shí)成績(jī)占50％，期末考試50％記入課程的總成績(jī)，具體評(píng)定方式見成績(jī)?cè)u(píng)定表。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%152015502.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（%）課堂表現(xiàn)作業(yè)階段測(cè)驗(yàn)期末考試合計(jì)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.37659-1427-32教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.275419-2435-40教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)1.43518-1117-20教學(xué)目標(biāo)4指標(biāo)點(diǎn)12.13404-811-16合計(jì)202010501003.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）課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、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，回答不出所有問題。作業(yè)（15%）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)和理論解決問題的能力。階段測(cè)驗(yàn)（15%）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?。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)榧案?。沒有完成階段測(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掌握材各種原理及微觀機(jī)制；熟悉物理性能的測(cè)定方法、控制和改善性能的措施；掌握材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律。能夠?qū)⒉牧衔锢韺I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的描述和解釋并撰寫相應(yīng)的報(bào)告。掌握材各種原理及微觀機(jī)制；熟悉物理性能的測(cè)定方法、控制和改善性能的措施；了解材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律。能夠?qū)⒉牧衔锢韺I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的描述。熟悉材各種原理及微觀機(jī)制；熟悉物理性能的測(cè)定方法、控制和改善性能的措施；了解材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律。了解材料各種原理及微觀機(jī)制；了解物理性能的測(cè)定方法、控制和改善性能的措施；了解材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律。不了解材料各種原理及微觀機(jī)制；不了解材料性能與各層次微觀結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的基本規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)2具備分析解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力及新材料、新工藝研究開發(fā)的能力；能夠熟練的針對(duì)不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案；能夠選擇合適的材料、手段進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)和改性以提高材料性能。初步具備分析解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力及新材料、新工藝研究開發(fā)的能力；能夠針對(duì)不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案；能夠選擇材料、手段進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)和改性以提高材料性能。初步具備分析解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力及新材料、新工藝研究開發(fā)的能力；基本能夠針對(duì)不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案；能夠選擇材料、手段進(jìn)行改性以提高材料性能。能夠針對(duì)不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)初步解決方案；能夠選擇材料、手段進(jìn)行改性以提高材料性能。不能針對(duì)不同特點(diǎn)的材料物理工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題設(shè)計(jì)解決方案；不能對(duì)材料進(jìn)行改性。教學(xué)目標(biāo)3能夠熟