材料物理电子教案(徐海版)

1、材料物理性能教案（徐海版）授课教师： 顾修全 讲师 朱亚波 教授 适用专业： 材料科学与工程 年 级： 2011级 编写时间： 2011年9月（2012年修订） 教 案材料物理性能是本人及其他授课教师为中国矿大徐海学院本科三年级学生开设的1门专业主干课程。根据08版教学大纲要求，课程包括理论、实验两部分，合计32学时，16讲。本教案编写过程中，主要以哈工大版教材为参考，其特色在于突出以“学”为主、教学相长的新型授课模式。为了达到这一模式，课程首次引入“研讨教学法”，与传统的启发式讲授模式相结合，取得了令人满意的效果。按照徐海学院目前同学们的专业基础水平，难度略有控制，量体裁衣地为他们制定一套教

2、学方案。 材料的热学性能 第一讲 热的本质 1. 授课题目（章节）热的物理本质2. 教学目的了解热（量）的特征及其内在本质。理解为什么材料具有热量？理解热量在材料内部是如何存在的？所存在知道如何衡量材料内部的热量？教学内容纲要1. 热的特征、本质2. 材料的热学性能3. 热的评价4. 教学重点认识清楚热的本质是把握“材料的热学性能”这部分知识最重要的一步。5. 教学难点 如何将本章各小节内容（热容、热膨胀、热传导、热稳定性等）有机串联起来是教学的难点所在。做到这点需要事先回答好1个问题“如何衡量材料内部存在的热？”教学方法 启发式教学法，通过一连串的发问激发同学们深入思考表象背后的本质，从而调

3、动其学习兴趣。教学设计为了由浅入深、由表及里地阐述本讲内容，可分为3部分： 开场白（知识背景），以日常生活实例为线索，同时结合历史上人们对热的认识历程，一步步地引出本讲主题热的物理本质。在此过程中串讲古代的“五行学说”、“燃素说”、“热力学四大定律”以及分子运动论、统计物理等。 主体部分（重难点），依次提出3问题引导学生进行思考“热在材料内部是如何存在的”、“如何评价材料所具有的热量”、“何谓材料的热性能”，继而围绕这些问题展开讨论、阐述。通过这一互动过程加深学生们对本讲内容的认识。 小结，师生互动，布置作业辅助手段多媒体课件、板书板书设计如下：3 热的物理本质热的特征、本质特殊的物质一种机械

4、振动模式，由一系列声子组成质量、颜色、气味、形状、化学性质、速度、组成、能量、动量。（请选择打勾或打叉）请问：它与力、电、磁、光中的哪个比较相似？材料的热学性能材料对吸收、释放热量的能力热容热量对材料的影响热膨胀、热稳定性在材料内部的热量传输热传导热的评价方式温度、热流量、内能傅里叶定律9. 课后自我总结 本讲内容涉及面较广，需要在授课过程中把握一条主线逐步开展论述，同时也要把握重难点，否则将极容易使学生们感到迷惑不解。第二讲 热容与热膨胀1. 授课题目 材料的各种热性能2. 教学目的了解材料热容的大小、对温度的依赖关系。了解材料热容的测量方法、在材料科学领域的应用。理解为什么材料受热发生膨胀

5、的机理，热膨胀系数的测量方法与应用。知道热传导的几种方式（宏观上、微观上），了解几类常见材料的导热系数、影响因素及应用。了解热传导与电导的相同之处3. 教学内容纲要1. 材料的热容2. 材料的热膨胀3. 材料的热传导4. 热导与电导的比较4. 教学重点 1.低温下的热容2.热膨胀机理3.热传导机理5. 教学难点1. 热容的微观物理本质2. 热胀冷缩的原因解释3. 热传导规律，不同材料的热导率6. 教学方法 采用启发 + 研讨式进行课堂教学，辅助以自主性实验加深对该部分内容的理解。7. 教学设计 开场白，从一些生产实践上的实例出发，阐明现代工业产品对材料热性能上的要求。 教学主体内容（重点内容）

6、，分热容、热膨胀、热传导三部分进行阐述，重点阐述其机理或内在本质，另外对它们的概念、功能、特点等也可以类比介绍。 发问/思考分析环节，预留2025分钟左右的时间进行师生互动，以加深同学们对知识概念的把握程度。问题如：“金属与陶瓷的比热容谁大，为什么？”“决定比热容大小的内在因素究竟是什么？”“热膨胀系数有没有可能出现负值，为什么？”“决定热传导的主要因素有哪些？”“热传导可否在真空中进行？”。诸如此类的问题还可以留一些给同学们作为课外作业。 进行课堂小结，布置作业。 课后自主性实验环节，开放实验室34天，安排同学们以兴趣小组为单位开展“课题研究”。设置课题如：“”、“”、“”等。8. 辅助手段

7、多媒体课件为主、黑板书为辅，课下另安排时间、课题兴趣小组进行自主性实验，使课堂传授与讨论、实验相结合，从而加深学生们对知识的理解。9. 课后自我总结本讲内容涉及面广、知识点多，如果面面俱到的话，学生理解起来较为费劲。因此，教师在课堂教学中只进行知识背景介绍，把握关键点，将更多地时间交由学生思考、分析及研讨，这样则可望产生事半功倍的效果。 第三讲 热传导与热稳定性 1. 授课题目 自主性实验（研讨课）2. 教学目的加深对课堂教学内容的理解，增进师生间的互动；通过设计实验方案培养同学们的学术素养；通过开展实验是学生们了解实验仪器的基本构造、工作原理；培养学生们的动手能力、观察能力以及团队协作精神；

8、通过分析实验数据，培养学生们严谨的学术态度；通过准备演讲ppt，培养学生们分析解决问题的能力、口头表达能力等。3. 教学内容纲要1. 510分钟的相关知识背景介绍；2. 请探索研究进行较好的兴趣小组登上讲台演讲；3. 引导同学们积极参与提问、讨论，教师最后进行点评。4. 教学重点研讨课的重点不仅在于课前的精心准备，而且还在于课堂上的管理。教师的作用在于课前审阅好学生们的演讲稿，以及课堂上及时发问以避免冷场或偏离主题。5. 教学难点讨论主题的设置是研讨课教学的难点所在，这直接取决于自主性实验的“小课题”。课题的难度一定得控制在合适的范围内，如果太简单则不利于开启学生们的智力，降低他们的兴趣；但如

9、果难度太大则又将挫伤其积极性，研讨课也不会有太多的实质性内容。教学方式以课堂研讨为主，在教师的引导下同学们围绕着一定主体进行研讨，最后由教师点评、评定成绩。教学设计 开场白（相关知识背景介绍），介绍各“研讨课题”的研究意义、取得的成果等。 研讨教学主体部分：按照事先安排，各主要兴趣小组代表依次登上讲台，利用 1520分钟时间将其研究成果宣讲以下，之后由台下师生共同提问、讨论、交 流，最后由教师点评、评定成绩，达到奖勤罚懒的效果。 教师总评，对研讨课进行总结，勉励表现好的同学再接再厉。辅助手段 以多媒体教学课件为主，辅助以适量的板书。以同学们的发问为主，辅助以适量的教师点评。9. 课后自我总结

10、本讲内容以研讨课形式出现，这也是我们的首次实践。通过本次教学，不仅锻炼了同学们的能力，而且激发了他们学习的热情，也就是说，完全达到了预期的效果。此次研讨课的开展也提醒了我们的注意，大学生们的潜力往往是超出教师想象的，今后宜增加自主性实验的次数，对人数也要有所限制，使学有余力的同学得到锻炼其能力的机会。第四讲 热功能材料 1. 授课题目 固体材料导电的本质2. 教学目的1. 知道固体材料能否导电的原因；2. 了解材料导电性能的评价指标；3. 了解金属、半导体、绝缘体、超导体等在电性能上的区别。3. 教学内容纲要1. 从微观上认识材料的导电机理 2材料导电性的评价指标3. 不同材料在导电能力上的异

11、同4. 教学重点 对固体材料导电机理的认识，从微观上阐述导致材料导电能力差别的本质原因。5. 教学难点能带理论在电功能材料中有着极大的应用，对能带理论的认识实际上也是材料类专业学生们普遍感到困惑的地方。教学方式以启发式为主的教学模式，即通过教师提出一系列问题，激发学生们深入思考，达到对课程内容的深刻认识。教学设计 开场白，以一些日常生活中的产品为例，引入一些简单的电学知识，接着提出一 些问题以启发同学们深入思考。 主体内容：首先，给出几类材料（铜、黄铜、硅、二氧化硅、聚乙烯塑料等）， 判断其导电性，并给出微观结构上的解释，继而归纳出几种导电方式；然后，认 识评价材料导电能力的几个指标，并推导出

12、相应的物理公式（欧姆定律），如电 阻、电导、迁移率、载流子浓度、平均自由程等；最后，阐明化学键类型与能带 结构之间的关系，进而从能带结构上认识材料的导电性，揭示出影响材料导电性 差异的真实原因。 课堂小结，布置作业，结束本讲教学。辅助手段 以多媒体课件为主，辅助以清晰明朗的板书，板书也应包含有合适的公式推导 （材料的导电机理）。课后自我总结 俗话说：“良好的开始相当于成功的一半。”本章内容一直以来都是同学们感觉到吃力的地方，不仅知识点、概念繁多，而且内容较为抽象。本讲最成功之处就是脉络比较清晰，使同学们能够由浅入深地掌握本讲内容。 材料的电学性能 第五讲 电的本质 1. 授课题目 固体材料导电

13、的本质2. 教学目的1. 知道固体材料能否导电的原因；2. 了解材料导电性能的评价指标；3. 了解金属、半导体、绝缘体、超导体等在电性能上的区别。3. 教学内容纲要1. 从微观上认识材料的导电机理 2材料导电性的评价指标3. 不同材料在导电能力上的异同4. 教学重点 对固体材料导电机理的认识，从微观上阐述导致材料导电能力差别的本质原因。5. 教学难点能带理论在电功能材料中有着极大的应用，对能带理论的认识实际上也是材料类专业学生们普遍感到困惑的地方。教学方式以启发式为主的教学模式，即通过教师提出一系列问题，激发学生们深入思考，达到对课程内容的深刻认识。教学设计 开场白，以一些日常生活中的产品为例

14、，引入一些简单的电学知识，接着提出一 些问题以启发同学们深入思考。 主体内容：首先，给出几类材料（铜、黄铜、硅、二氧化硅、聚乙烯塑料等）， 判断其导电性，并给出微观结构上的解释，继而归纳出几种导电方式；然后，认 识评价材料导电能力的几个指标，并推导出相应的物理公式（欧姆定律），如电 阻、电导、迁移率、载流子浓度、平均自由程等；最后，阐明化学键类型与能带 结构之间的关系，进而从能带结构上认识材料的导电性，揭示出影响材料导电性 差异的真实原因。 课堂小结，布置作业，结束本讲教学。辅助手段 以多媒体课件为主，辅助以清晰明朗的板书，板书也应包含有合适的公式推导 （材料的导电机理）。课后自我总结 俗话说

15、：“良好的开始相当于成功的一半。”本章内容一直以来都是同学们感觉到吃力的地方，不仅知识点、概念繁多，而且内容较为抽象。本讲最成功之处就是脉络比较清晰，使同学们能够由浅入深地掌握本讲内容。第六讲 金属的导电性 1. 授课题目 金属材料的导电性2. 教学目的弄清楚纯金属的导电机制；了解马基申定则；了解影响纯金属导电性的主要因素（主要为温度、杂质）；知道金属导电性随温度的变化关系，会进行一些简单的计算；了解合金的导电性及其主要应用（在电学领域）。3. 教学内容纲要1. 纯金属的导电机制2. 马基申定则3. 影响金属导电性的因素4. 金属导电性与温度的关系5. 合金导电性及其应用4. 教学重点 纯金属

16、导电的微观机理 合金在电学领域的主要应用，如电热元件、电阻元件、电磁部件等。5. 教学难点纯金属导电性的主要影响因素，如温度、杂质等。如何理解温度改变对金属导电性的影响？如何理解掺杂元素的种类、掺入量对金属导电性的影响？6. 教学方法 采用启发式教学方法，使学生们的兴趣被激发出来。教学设计 开场白，以一些日常生活中的事例（电熨斗、起重机、集成电路等）阐述研究金 属导电行为的意义。 教学主体内容：首先，重点讲解纯金属电导的微观机理，推导欧姆定律（微观）， 自然引出影响金属电导的主要因素；然后，阐述马基申定则的意义，结合金属电 导随温度线性变化规律进行一些简单的计算；最后，阐述合金的导电性，以及它

17、 的应用领域。 对课堂教学进行小结，布置作业。辅助手段 以多媒体教学课件为主，辅助以清晰明朗的板书。9. 课后自我总结 本讲内容信息量大、知识点较多，课堂教学时需注意把握重点和难点，对于非重点的地方可以一带而过。同时，还得做好各重点内容间的衔接。考虑到同学们的思维习惯，可以在重点内容间适当插入一些日常生活中的实例。第七讲 半导体 1. 授课题目 半导体的电性能与应用2. 教学目的了解半导体的基本特征及应用领域；了解半导体的发现、发展历程；了解半导体的分类，如本征半导体、杂质半导体、简并半导体等概念；知道半导体导电的微观机理；理解pn结的工作原理、特性及其应用。3. 教学内容纲要 1. 半导体的

18、基本特点 2. 半导体的导电机制 3. 半导体pn结的原理、特性与应用4. 教学重点 半导体的导电机制，pn结的原理与应用5. 教学难点如何理解半导体pn结的工作原理与特点？6. 教学方法 采用启发式教学方法，列举出一些生动活泼的实例，使学生们的兴趣被调动起来。教学设计 本讲内容可以分为3部分： 开场白，从日常生活开始“解剖1台iphone智能手机”，揭秘半导体在现代生活 中的作用。 教学主体内容，首先，追溯半导体的发现、发展历程；然后，阐述半导体的特点 及其应用；最后，揭示半导体pn结的结构、制备方法、工作原理及应用领域等。 发问研讨“当代半导体的应用领域”，进行课程小结，布置课外作业。辅助

19、手段 以多媒体教学课件为主，辅助以清晰明朗的板书。9. 课后自我总结 本讲内容信息量特别大，课堂讲授时一定得把握住重点，对于非重点的内容可以留给同学们自己课下理解。实践表明，进行本讲内容教学时，适当地布置一些课堂、课外作业将会起到良好的教学效果。第八讲 介电性能1. 授课题目 材料的介电性能2. 教学目的 1. 了解什么是介电性？介电性在电子、电工领域的应用？ 2. 了解介电体的基本特征及其评价指标； 3. 从微观角度阐述介电体的特性； 4. 了解什么是压电体、铁电体？教学内容纲要 1. 介电体的极化行为（微观电导机制） 2. 介电体的主要应用电容 3. 介电体的基本特征（四大常数：介电常数、

20、介电强度、电导、击穿电压） 4. 压电体与铁电体教学重点 介电体的微观导电机制（极化行为）教学难点 介电体的微观状态是如何影响其宏观特性的？换句话说，要想获得较好的介电性能，应该如何设计材料？教学方法 采用启发式教学方法，理论联系实际，激发学生们的学习兴趣。教学设计 本讲内容可以分为3部分： 开场白，以“一只电容器”为例，阐述其功能、对材料的要求。 教学主体内容，首先，介绍介电体在外电场作用下的微观状态（极化行为），引 导同学们推导出相关公式；接着，介绍介电体的四大常数，重点分析应该如何设 计材料，使其介电性最强（四大常数最佳组合）；最后，介绍一些两种特殊的介 电体压电体、铁电体的特点与用途。

21、 课堂内容小结，布置作业。辅助手段 以多媒体教学课件为主，采用动画描述介电体的微观极化行为，辅助以清晰明朗的板书。课后自我总结 本讲内容相对而言同学们比较陌生，内容知识要点较多。我们通过把握重难点，细致推导，使同学们能够较深刻地认识到材料的介电性能。通过与导体、半导体类比，将介电性的整体特征呈现在人们面前。 材料的磁学性能第九讲 磁的本质1. 授课题目 磁的本质2. 教学目的了解人们对磁的认识过程；了解“磁”的基本特征（磁现象）；理解磁的本质（现代观点）；了解磁性的分类。3. 教学内容纲要1. 磁的认识历程；2. 磁的本质；3. 磁的特征； 3. 磁的分类。4. 教学重点 1. 材料磁性的起源

22、（本质） 2. 磁的分类、用途5. 教学难点 从微观（原子结构）上，认识材料的磁性类型（强磁、弱磁）。6. 教学方法 采用启发式教学方法，理论联系实际，激发学生们的学习兴趣。7. 教学设计 开场白，以人们对原子结构的探索为例，揭示磁学研究在现代物质结构领域的重要性。同时，简要介绍一下人类对磁的认识历史，理清同学们心里的一些困惑“为什么很早就发现磁性、应用磁性（司南），但磁学理论却诞生不足200年？）” 教学主体内容：首先，提出论点“是否所有的物质都具有磁性？”启发同学们思考，进而深入理解磁的本质；然后，对磁的特征进行描述，知道一些基本概念如磁场、磁通量、磁场强度、磁感应强度、磁化率、磁导率等；

23、最后，介绍磁性的分类及其应用。 课堂教学小结，布置作业，结束课程的讲解。辅助手段 以多媒体教学课件为主，辅助以清晰明朗的板书。9. 课后自我总结 本讲主要内容为材料的磁性能，这部分内容知识点多，而且很多与日常生活常识的相关性不大。本讲教学一直围绕着一条主线磁的特性与应用展开，通过耐心的讲解、丰富的例证，使他们能够轻松消化课堂所学的知识，并且产生浓烈的兴趣。第十讲 铁磁性的自发磁化理论1. 授课题目 铁磁性的起因与应用2. 教学目的了解铁磁性的基本特征及起因（自发磁化理论）；了解现代磁学理论的建立过程，一些科学家如居里、外斯、尼尔、郎之万等；理解一些基本概念，如磁畴、磁畴壁、分子场、居里点、尼尔

24、点、矫顽力等；知道铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性的区别及其原因。3. 教学内容纲要1. 自发磁化理论2. 铁磁性的起因3. 铁磁、亚铁磁与反铁磁性4. 磁畴与磁畴壁5. 磁性材料4. 教学重点 1.自发磁化理论（分子场理论）2. 磁畴结构即通过本讲的理论学习要使同学们对强磁性的产生有一个较为清楚的认识，继而对磁性材料的应用也有一个更深刻的认识。5. 教学难点如何从微观结构角度认识自发磁化过程以及为何发生自发磁化？这是本讲教学的难点所在。6. 教学方法采用启发式教学形式，鼓励学生们参与到课堂教学过程中来。7. 教学设计 本讲教学分为3个部分进行： 开场白，进行1520分钟的科普教育，介绍现代磁性理论

25、的建立过程，以及从安 培直到郎之万的一批有着卓越贡献的科学家； 主体内容：首先，介绍自发磁化理论，揭示了某些材料具有铁磁性的原因（运用 动画模型）；然后，通过类比分析亚铁磁体、反铁磁体的内部结构、特征及其形成 机制；最后，介绍目前有应用价值的几类磁性材料，如硬/软磁材料、超顺磁材料。 本讲教学内容小结，布置作业。辅助手段 以多媒体课件为主进行教学，同时辅助以清晰明朗的板书。9. 课后自我总结 本讲内容较为抽象，涉及较多的理论，因而难度也较大。在教学中采用启发式传授方式，通过耐心的公式推导，辅以生动的实例，极大地调动了同学们的积极性，取得了令人满意的教学效果。教学过程中应当注意把握重难点，既不能

26、平铺直叙，也不能面面俱到，否则将导致学生们在两节课时间内消化不了，继而产生厌学情绪。第十一讲 铁磁性的技术磁化理论1.授课题目技术磁化理论2. 教学目的 1.了解技术磁化的一般过程； 2. 理解技术磁化过程中磁体内部组织结构的变化； 3. 清楚影响技术磁化的因素。3. 课堂教学内容纲要 1. 技术磁化的特点 2. 技术磁化的微观机理（原因） 3. 技术磁化的影响因素教学重点 磁性材料发生技术磁化时其内部组织、结构的改变及其原因分析。教学难点 为什么（亚）铁磁体会发生技术磁化？ 哪些因素将对技术磁化过程有影响？教学方法采用启发式教学形式，鼓励学生们参与到课堂教学过程中来。教学设计 开场白，从正反

27、两例说明技术磁化在现代生活中的应用，继而引出问题“在技术 磁化过程中，磁性材料内部结构将发生什么样的改变？” 主体内容：首先，概括性介绍技术磁化理论的内容体系与意义，介绍技术磁化的 特点及其与自发磁化的异同点；然后，重点阐述在技术磁化过程中磁体内部结构 的改变及其原因；最后，结合前面的叙述，介绍一下影响技术磁化效果的因素。 对课堂教学内容进行小结，布置作业。辅助手段 以多媒体课件为主进行教学，同时辅助以清晰明朗的板书。9. 课后自我总结在本讲内容的讲授过程中我们发现，适当地引入研讨有助于加深同学们对新知识的理解。只要管理得当，能够取得远胜于单纯说教的效果。另外，引入一些动画过程对枯燥乏味的理论

28、教学也起到一个良好的补充作用。第十二讲 磁功能材料1. 授课题目 认识光的本质2. 教学目的了解人们对光的认识历程，从牛顿到爱因斯坦，从“微粒学说”到“波动学说”再到“波粒二象性说”；了解一些物理概念，如光子、衍射、偏振等。3. 课堂教学内容纲要1. 对光的本质的认识；2. 光的种类、特点与应用；3. 光学材料。4. 教学重点 1.新波动学说、波粒二象性思想 2.光子的内涵5. 教学难点 对光子的深层次理解与认识是本讲教学的一大难点。即光子既具有微粒的特性，具有动量、能量、直线传播等特征（但没有质量），又具有波的特征（确切地说应该是电磁波），如能产生衍射、干涉等。简而言之，光子的运动遵循着量子

29、物理规律，又称为“光量子”。教学方法 采用启发式教学形式，鼓励学生们参与到课堂教学过程中来。教学设计 本部分内容教学可分为3部分： 开场白（2030分钟），以人们对光学的认识开篇，简单介绍一下微粒学说、波 动学说、电磁学说、光量子学说等演变过程，同时也对牛顿、胡克、惠更斯、菲 涅尔、麦克斯韦、爱因斯坦等光学领域的科学家进行简单科普。 教学主体内容：首先，启发同学们讨论光的基本特点及其在近代物理学诞生过程、 当代生活中的应用；然后，重点介绍一下光的电磁理论和量子理论，结合这些理 论阐述并分析光的衍射、干涉以及偏振等现象；最后，对“光子”这一物质的内 涵进行阐述，与“声子”、“电子”等基本粒子的特

30、征进行类比。 对课堂教学内容进行小结，布置课外作业。辅助手段 以多媒体课件为主进行教学，同时辅助以清晰明朗的板书。课后自我评价 本讲内容属于知识背景介绍，在讲授、提问过程中发现同学们对很多内容已经熟知（在大学物理中属于重点内容），但他们的知识缺乏连贯性、系统性，稍一深入学习就难以消化。因此，本讲内容以科普性质为主，内容设置得相对浅显以利于同学们理解、掌握。同时，以丰富的素材（多取自于生产、生活）辅助，使课堂一直处于活泼生动的状态，取得了令人满意的效果。 材料的光学性能第十三讲 光的本质1. 授课题目 认识光的本质2. 教学目的了解人们对光的认识历程，从牛顿到爱因斯坦，从“微粒学说”到“波动学说

31、”再到“波粒二象性说”；了解一些物理概念，如光子、衍射、偏振等。3. 课堂教学内容纲要1. 对光的本质的认识；2. 光的种类、特点与应用；3. 光学材料。4. 教学重点 1.新波动学说、波粒二象性思想 2.光子的内涵5. 教学难点 对光子的深层次理解与认识是本讲教学的一大难点。即光子既具有微粒的特性，具有动量、能量、直线传播等特征（但没有质量），又具有波的特征（确切地说应该是电磁波），如能产生衍射、干涉等。简而言之，光子的运动遵循着量子物理规律，又称为“光量子”。教学方法 采用启发式教学形式，鼓励学生们参与到课堂教学过程中来。教学设计 本部分内容教学可分为3部分： 开场白（2030分钟），以人

32、们对光学的认识开篇，简单介绍一下微粒学说、波 动学说、电磁学说、光量子学说等演变过程，同时也对牛顿、胡克、惠更斯、菲 涅尔、麦克斯韦、爱因斯坦等光学领域的科学家进行简单科普。 教学主体内容：首先，启发同学们讨论光的基本特点及其在近代物理学诞生过程、 当代生活中的应用；然后，重点介绍一下光的电磁理论和量子理论，结合这些理 论阐述并分析光的衍射、干涉以及偏振等现象；最后，对“光子”这一物质的内 涵进行阐述，与“声子”、“电子”等基本粒子的特征进行类比。 对课堂教学内容进行小结，布置课外作业。辅助手段 以多媒体课件为主进行教学，同时辅助以清晰明朗的板书。课后自我评价 本讲内容属于知识背景介绍，在讲授

33、、提问过程中发现同学们对很多内容已经熟知（在大学物理中属于重点内容），但他们的知识缺乏连贯性、系统性，稍一深入学习就难以消化。因此，本讲内容以科普性质为主，内容设置得相对浅显以利于同学们理解、掌握。同时，以丰富的素材（多取自于生产、生活）辅助，使课堂一直处于活泼生动的状态，取得了令人满意的效果。第十四讲 光的传输1. 授课题目 光与材料2. 教学目的了解光与材料的作用过程；了解光的吸收、透射、反射、散射、折射以及散射等现象；会运用所学知识解释日常生活中的问题、天气现象等。3. 课堂教学内容纲要1.了解某种材料被光辐照时所可能发生的现象及微观机制；2. 知道折射现象发生的原因，及其与双折射现象的

34、不同；3. 知道反射现象发生的原因，以及全反射现象的发生原因与应用；4. 知道吸收、散射现象发生的原因，以及它们之间的异同点；5. 了解具体材料（如金属、陶瓷等）的光学性能特征。4. 教学重点 1.弄清楚材料在光辐照下产生的现象及其微观机理； 2.吸收与散射的各自特点，能够根据它们的特征解释日常现象。5. 教学难点1.在一定条件下，各种光学现象发生的可能性；2.材料产生某种光学现象的内在本质；3.吸收与散射的各自特点，它们有哪些相同点和不同之处？教学方法 采用启发式教学形式，鼓励学生们参与到课堂教学过程中来。教学设计 本讲教学可分为以下3个部分： 开场白（知识背景介绍），设想一个情景“子弹射到

35、一个物体上，将可能发生哪 些现象”，引导学生们认真思考。然后将话题一转“将子弹改为光束”，那么结合 我们的日常经验，预想一下可能会发生什么现象？ 教学主体内容：首先，将光学现象进行分类，简要阐述一下各自的特点；然后， 介绍折射、双折射，以及反射、全反射等现象，在此基础上讨论一下透明材料、 反射镜等材料的设计；接着，重点比较一下吸收与散射现象，他们的特点与不同。 最后，简单地介绍一些光学材料在日常生活、生产实践中的应用。并对课堂教学 内容进行小结，布置课外作业，课下安排自主性实验。辅助手段 在运用图文并茂的多媒体课件进行课堂内容教授的同时，辅助一些简单的道具（例如，激光笔，澄清的甲基橙溶液、墨汁

36、等），以直观的方式阐述吸收与散射的区别，以及影响散射的主要因素。课后自我小结本讲内容知识点较多，涉及知识面也较广，因此我们在讲授过程中注意把握重点、难点，对于非重难点知识可以一带而过。另外，采用多种辅助手段（例如，演示性实验、启发等）使课堂气氛活跃起来，取得了令人满意的教学效果。第十五讲 光的产生1. 授课题目 发光与照明材料2. 教学目的 1.了解常用发光材料的类型及其工作原理 2. 发光的评价指标 3. LED、激光与白光照明课堂教学内容纲要 1. 材料的发光机理 2. 发光的评价指标 3. LED、激光与白光照明教学重点 1. 以日常生活为例，列举常见发光材料的类型及其发光机理； 2.

37、发光的评价指标，包括颜色（波长）、寿命（延迟时间）、强度、量子效率等。教学难点 本讲的难点在于：理清材料形形色色的发光方式，以及对它们内在机理的认识，尤其是对于半导体复合发光。教学方法 1. 讲授式：以多媒体教案为主，辅以优美的板书设计，适当穿插一些问题进行启发。 2. 研讨式：通过设置一些情境，围绕着某个中心问题展开讨论。教学设计 开场白，列举日常生活中的几种常见发光类型如“日光”、“火炬”、“日光灯”、“电 脑屏幕”等，请同学们分析思考其发光性质、机理等。 主体教学内容：首先，对发光进行分类，按照激励源可分为“光致发光”、“电致 发光”、“阴极射线发光”等，分别以相应的实例予以说明；然后，

38、就发光的评价 指标进行研讨，如发射（激发）光谱、发光寿命以及量子产率等，也结合具体实 例进行阐述；最后，就电致发光中的两类主要方式（复合发光、中心发光）进行 描述，依次为发光特征、机理以及应用等。 对教学内容进行小结，分析讨论，布置课外作业。辅助手段 主要采用多媒体课件，提供大量素材以进行内容系统阐述，同时采用优雅的板书设计使教学内容通俗易懂。课后自我小结 本讲内容既有理论（发光机理），又有应用实践（发光方式），在整个章节中占据着十分重要的作用。教学过程中需要理清主次，对于重难点内容，多花时间、举实例力求将其阐述清楚；对于非重难点内容，则一带而过、甚至不讲解，只需安排学生思考一些课堂作业即可。

39、本节内容具有重要的应用意义，学生们的学习热情很高。因而，结合本节内容，我们安排了自主性实验，以图加深同学们对重要知识概念的理解。第十六讲 课程总复习1. 授课题目 课程总复习2. 内容纲要1. 热学性能；2. 电学性能；3. 磁学性能；4. 光学性能。3. 考察重点与难点 基本概念 基本原理 主要应用附录一 成绩评价方式1. 考试形式期末考试：开卷，允许携带教材、笔记及参考资料等 约占80 %平时成绩：出勤、提问/回答问题、研讨情况 约占20 %2. 主要题型与分值简答题： 考查学生们对基本知识概念的掌握程度，题型较为灵活，难度中等 共5题，总分值约40分材料设计：根据日常生活、生产中的某一问

40、题，试图从材料的组成、结构等方面 予以解答，题型灵活，难度要求较高，共2题，总分值约20分看图分析：根据某材料产品的构造分析其工作原理，或根据对材料某一性能（热、 电、光、磁等）的表征结果对该材料进行分析，难度中等，共2题， 总分值约20分。计算推理：根据教材中的公式、定理等对实践问题进行解答，或就教材中的某个 公式、定律是如何得到的进行推导，共2题，分值约20分。总共6题，要求100120分钟内完成。3. 考试内容绪论（常识）：10 %热学性能： 20 %电学性能： 20 %磁学性能： 20 %光学性能： 30 %附录二 期末考试试题样卷简答题 为什么处在地球上的人类能够感觉到太阳光带来的热量？ 为什么金属的电阻率随温度升高而升高？而半导体则不是这样？ 从实用角度来说，为什么要提高绝缘体的介电常数？ 请