材料物理性能 課程教學大綱

《材料物理性能》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名材料物理性能課程英文名PhysicalPropertiesofMaterials雙語授課□是否課程代碼24112083課程學分2.5總學時數(shù)40課程類別□通識教育課程□公共基礎課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)必修□選修□其他課程形態(tài)□線上□線下線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告課堂表現(xiàn)□階段性測試平時作業(yè)其他（可多選）開課學院材料科學與工程學院開課系(教研室)材料科學與工程面向?qū)I(yè)材料科學與工程開課學期第4學期先修課程高等數(shù)學、大學物理（一）、材料科學基礎后續(xù)課程畢業(yè)設計、畢業(yè)實習選用教材邱成軍,王元華,曲偉.材料物理性能（第3版）[M],哈爾濱工業(yè)大學出版社,2012.參考書目吳其勝.材料物理性能[M],華東理工大學出版社,2006.課程資源/video/BV18b4y1Y7wd?p=1&vd_source=bcbfc1fc26a49cdaab4703cc25b8b87d課程簡介《材料物理性能》課程是專業(yè)必修課程，主要學習內(nèi)容包括材料的熱學性能、材料的電學性能、材料的磁學性能、材料的光學性能、材料的彈性及內(nèi)耗分析以及核物理檢測方法及其應用。通過本課程的教學，使學生獲得從事材料科學與工程相關職業(yè)必需的材料物理性能基本理論、基礎知識和基本方法，具有一定分析和解決實際問題的能力；具有理論聯(lián)系實際的優(yōu)良學風和勇于創(chuàng)新的科學精神；為將來的工作和科研打下較堅實的理論與實踐基礎。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1能應用表征材料力學、熱學、光學、導電、介電、磁學等物理性能的各類本征參數(shù)的物理意義和單位，以及這些參數(shù)在解決工程材料的實際問題中所處的地位。課程目標2能描述材料的各種物理性能的原理及微觀機理，簡述材料物理性能的測定方法以及控制和改善性能的措施。能夠運用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，結合實驗歸納各種材料結構與物理性能的關系，各性能之間的相互制約與變化規(guī)律，梳理該課程與其他相關專業(yè)課的融合通道。課程目標3能夠使用適當?shù)母鞣N物理性能原理知識進行交流，應用符合職業(yè)和文化習慣的非語言交流方式，有效口頭回答問題和表達個人觀點。表2-1課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求2：問題分析【H】2.4能運用自然科學及專業(yè)的基本原理，借助文獻研究，并從可持續(xù)發(fā)展的角度分析新材料設計和制備-結構性能分析-新材料技術開發(fā)與應用方面過程關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)，并提出有效的結論。目標1畢業(yè)要求4：研究【M】4.3在新材料實驗方案基礎之上，安全地開展實驗，并正確采集新材料制備理論、工藝及性能相關實驗數(shù)據(jù)。目標2畢業(yè)要求10：溝通【L】10.3能夠使用適當?shù)恼Z言、風格、時間和流程進行交流，應用符合職業(yè)和文化習慣的非語言交流方式（手勢、眼神接觸、姿態(tài)），有效口頭回答問題和表達個人觀點。目標3 三、課程學習內(nèi)容與方法表3-1課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內(nèi)容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1材料的熱學性能1.材料物理性能的地位、研究內(nèi)容、研究方法。材料熱容的各種理論，熱膨脹的定義及其基本機理，熱傳導的宏觀規(guī)律和微觀機理，熱穩(wěn)定性的表示，德拜溫度的物理意義。1.拓展閱讀：熱學性能在材料科學研究中的進展。2.線上學習：熱穩(wěn)定的判別方法及其應用3.小組作業(yè)：討論熱容的物理意義課程目標1、2、3重點：1.材料熱容的各種理論及其比較2.熱膨脹的定義及其基本機理3.熱傳導的宏觀規(guī)律和微觀機理4.熱穩(wěn)定性的表示，德拜溫度的物理意義。難點：熱傳導微觀機理1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.案例教學：能夠促進學生綜合素質(zhì)提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。62.比熱容的測量、計算及熱分析方法課程目標1、2、33.熱性能分析在材料研究中的應用課程目標1、2、32材料的電導性能1.電導的宏觀參數(shù)和物理量及電導的主要基本公式；電導的電導率及其影響因素；晶體的能帶理論知識。1.拓展閱讀：電學性能在材料科學研究中的進展。2.線上學習：熱穩(wěn)定的判別方法及其應用3.課后作業(yè)：完成課后線上作業(yè)。課程目標1、2、3重點：1.各種電導的宏觀參數(shù)和物理量及電導的主要基本公式2.晶體的能帶理論知識難點：晶體的能帶理論知識1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.案例教學：能夠促進學生綜合素質(zhì)提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。82.導電性的常見測試方法及原理課程目標1、2、33.當前導電材料的發(fā)展課程目標1、2、33材料的磁學性能1.固體物質(zhì)的各種磁性(抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性)的形成機理及宏觀表現(xiàn)；磁性表征參量、各類磁性物質(zhì)的內(nèi)部相互作用；磁性材料在交變磁場中的磁化過程及宏觀磁性；1.拓展閱讀：磁學性能在材料科學研究中的進展。2.小組作業(yè)：畫出矩磁材料、軟磁材料以及硬磁材料的磁滯回線。3.課后作業(yè)：完成課后線上作業(yè)。課程目標1、2、3重點：1.固體物質(zhì)的各種磁性(抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性)的形成機理及宏觀表現(xiàn)2.磁疇的概念。難點：磁疇的概念及磁疇結構1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.案例教學：能夠促進學生綜合素質(zhì)提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。82.磁性材料磁滯回線和磁化曲線測定課程目標1、2、33.磁性材料及其應用。課程目標1、2、34材料的光學性能1.光的波粒二象性，光傳播電磁理論、反射、光的吸收和色散、晶體的雙折射、介質(zhì)的光散射等各種光現(xiàn)象的物理本質(zhì)；光和固體的相互作用，影響材料光學性能的各種因素。1.拓展閱讀：光學性能在材料科學研究中的進展。2.線上學習：激光的產(chǎn)生條件及其在材料科學鄰域的應用。3.課后作業(yè)：完成課后線上作業(yè)。課程目標1、2、3重點：1.光的吸收和色散、晶體的雙折射、介質(zhì)的光散射等各種光現(xiàn)象的物理本質(zhì)。2.了解影響材料光學性能的各種因素。難點：材料透光性機理的理解1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.案例教學：能夠促進學生綜合素質(zhì)提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。82.材料光學性能的基本表征方法。課程目標1、2、33.光纖材料、激光晶體材料及光存儲材料等光學材料的發(fā)展。課程目標1、2、35材料的彈性及內(nèi)耗分析1.材料的彈性的物理本質(zhì)、彈性模量的各向異性及溫度效應、影響材料彈性模量的主要因素，內(nèi)耗產(chǎn)生的機制。1.拓展閱讀：材料彈性能在材料科學研究中的進展。2.線上學習：內(nèi)耗的分類及產(chǎn)生機理。3.課后作業(yè)：完成課后線上作業(yè)。課程目標1、2、3重點：彈性的物理本質(zhì)及影響材料彈性模量的主要因素難點：內(nèi)耗產(chǎn)生的機制1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.案例教學：能夠促進學生綜合素質(zhì)提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。62.彈性模量的測量及方法。課程目標1、2、33.彈性模量的應用，內(nèi)耗分析的應用。課程目標1、2、36核物理檢測方法及其應用穆斯堡爾效應、核磁共振、正電子湮沒及中子散射等現(xiàn)代物理方法1.拓展閱讀：核材料科學2.課后作業(yè)：完成課后線上作業(yè)。課程目標1、2、3重點、難點：核磁共振1.講授法：能夠引導學生學習興趣，促進學生專業(yè)知識提高。2.視頻教學：能夠促進學生自學能力的提高。3.翻轉課堂：促進學生自主學習，提高綜合素質(zhì)。4四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應關系課程目標考核內(nèi)容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.材料物理性能的研究內(nèi)容、研究方法。材料熱容的各種理論及其比較，熱膨脹的定義及其基本機理，熱傳導的宏觀規(guī)律和微觀機理，熱穩(wěn)定性的表示，德拜溫度的物理意義緒論及材料的熱學性能50%閉卷考試2.各種電導的宏觀參數(shù)和物理量及電導的主要基本公式；圍繞此公式來討論各種電導的電導率及其影響因素，掌握晶體的能帶理論知識。材料的電導性能3.固體物質(zhì)的各種磁性(抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性)的形成機理及宏觀表現(xiàn)；磁性表征參量、各類磁性物質(zhì)的內(nèi)部相互作用；磁性材料在交變磁場中的磁化過程及宏觀磁性。材料的磁學性能4.光的波粒二象性，光傳播電磁理論、反射、光的吸收和色散、晶體的雙折射、介質(zhì)的光散射等各種光現(xiàn)象的物理本質(zhì)；光和固體的相互作用，影響材料光學性能的各種因素材料的光學性能5.材料的彈性的物理本質(zhì)、彈性模量的各向異性及溫度效應、影響材料彈性模量的主要因素，內(nèi)耗產(chǎn)生的機制。材料的彈性及內(nèi)耗分析課程目標21.比熱容的測量、計算及熱分析方法緒論及材料的熱學性能30%閉卷考試2.導電性的常見測試方法及原理材料的電導性能3.磁性材料磁滯回線和磁化曲線測定材料的磁學性能4.材料光學性能的基本表征方法，如透光率、發(fā)光強度的測定材料的光學性能5.彈性模量的測量，了內(nèi)耗的測量方法材料的彈性及內(nèi)耗分析課程目標31.熱性能分析在材料研究中的應用緒論及材料的熱學性能20%閉卷考試2.當前導電材料的發(fā)展材料的電導性能3.磁性材料及其應用材料的磁學性能4.光纖材料、激光晶體材料及光存儲材料等光學材料的發(fā)展。材料的光學性能5.彈性模量的應用，內(nèi)耗分析的應用。材料的彈性及內(nèi)耗分析表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例60%課堂表現(xiàn)成績比例8%平時作業(yè)成績比例20%實踐教學成績比例12%課程目標160%40%50%10%50%課程目標240%40%40%20%30%課程目標3020%10%70%20%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況，評價學生相關的能力。（2）作業(yè)完成情況（50%）：圍繞課程的學習目標進行作業(yè)的設計。如讓學生簡述對知識的認識，考核學生對于概念的理解情況，幫助學生將定義轉化為自己的理解。（3）實踐教學（30%）：通過課堂教案設計、課堂片段展示與匯報，訓練學生的課堂實踐能力，使學生真正明確教學技能在實際教學中的應用，形成自己適合的教學風格。2.期末成績評定期末考核主要考察學生對基本概念、操作程序和具體方法的理解與運用等。方式為閉卷考試。3.總成績評定總成績應由平時考核成績和期末考核成績構成，其構成比例如下：總成績（100%）=平時成績（40%）+期末成績（60%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)（1）課堂紙練習、回答問題正確，且能進行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點有部分錯誤，或邏輯不嚴密（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴密（50%）。如出現(xiàn)錯誤價值觀，記為0課后作業(yè)（1）答案正確率超過90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。未提交作業(yè)記0分實踐教學（1）PPT制作認真仔細，不存在抄襲，有創(chuàng)新（50%）。（2）講述流暢，表達正確，態(tài)度端正。（50%）。（1）PPT制作認真仔細，不存在抄襲（50%）。（2）講述流暢，表達正確，態(tài)度端正。（50%）。（1）