《材料物理性能》课程教学大纲

《材料物理性能》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134123501课程名称：材料物理性能/PhysicalPropertiesofMaterials课程类别：专业必修课程学分：1.5总学时：24理论学时：24实验/实践学时：0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：材料科学基础、大学物理教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《材料物理性能》是金属材料工程专业的专业必修基础课。本课程主要学习材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能这四部分知识，重点掌握基本的概念及理论，学习相关性能的测试方法及应用。通过本课程的学习，使学生达到能够了解应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。此外，还要使学生了解材料性能的共性特点。在本课程材料性能简介环节，介绍当前材料性能与其应用的关系及新材料性能设计内容，结合国家生产建设需求，建立学生的专业自信心，激发投入经济建设一线建功立业的热情。2.对接培养的岗位能力通过本课程学习，学生能够掌握材料物理性能及其功能之间的物理关系，培养学生通过性能要求，筛选材料类别，进行新材料设计制备的能力，形成良好的科研素养和职业素养。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.3]掌握工程基础理论和金属材料专业理论，并能够用于解决金属材料领域的复杂工程问题。[毕业要求指标点2.3]能够借助信息技术、数据分析等多种手段对金属材料工程领域的复杂工程问题进行计算、表征和分析，以获得有效结论。[毕业要求指标点3.2]能够运用工程基础知识，针对金属材料的成分设计、制备加工等复杂工程问题，通过合理选材，或者设计/开发加工技术及工艺流程，满足特定需求；2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：课程以培养材料应用和材料制造专业人才为出发点，通过本课程的学习，使学生达到能够了解应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。此外，还要使学生了解材料性能的共性特点。（支撑毕业要求1.3）教学目标2：本课程要求学生掌握材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；熟悉表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。了解其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法。（支撑毕业要求2.3）教学目标3：通过本课程的学习，使学生达到能够了解应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。熟练掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。具有材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，具有综合运用金属材料工程领域的科学理论和技术手段，具有分析并解决工程实际问题的能力，具有研究开发新材料、新产品、新工艺和新设备的能力。（支撑毕业要求3.2）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1材料性能简介22001、2、3主题或知识点2热学性能66001、2、3主题或知识点3电学性能66001、2、3主题或知识点4磁学性能66001、2、3主题或知识点5光学性能44001、2、3合计242400五、教学内容及教学设计主题或知识点1材料性能简介1.教学内容掌握材料物理性能分类以学习课程的意义思政案例：中国著名物理学家人物志系列：分享中国十大物理学家之邓稼先先生海外求学与归国报效事迹，激发学生终生持续学习、争做大国工匠的意志，树立文化自信和爱国热情。2.教学重点材料使役性能，材料力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能的含义及包含内容。3.教学难点材料物理性能的含义及性能分类。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题或知识点2热学性能1.教学内容传导传热、掌握基本热容、热膨胀、热稳定性、热传导的基本知识思政案例：中国著名物理学家人物志系列：分享核物理学家，国家最高科技奖获得者，“共和国勋章”获得者于敏先生事迹，激发学生终生持续学习、争做大国工匠的意志，树立文化自信和爱国热情。2.教学重点热容，热膨胀，热传导，热稳定性。晶态固体热容的量子理论，热膨胀机理，热传导微观机理。影响热学性能的因素。3.教学难点热容与热膨胀的微观机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题或知识点3电学性能1.教学内容材料的导电性，半导体的电学性能，绝缘体的电学性能，超导电性，影响金属导电性的因素，导电性的测量，电阻分析的应用思政案例：中国著名物理学家人物志系列：分享核物理学家，中国原子能科学事业的创始人，两弹一星功勋奖章获得者钱三强先生事迹，激发学生终生持续学习、争做大国工匠的意志，树立文化自信和爱国热情。2.教学重点材料的导电性，影响金属导电性的因素，导电性的测量。3.教学难点影响金属导电性的因素，及相关影响机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题或知识点4磁学性能1.教学内容磁性基本量及磁性分类，抗磁性和顺磁性，铁磁性的物理本质，磁晶各向异性，磁致伸缩和磁弹性能，铁磁体的形状各向异性和退磁能，磁畴的形成和结构，技术磁化和反磁化过程，影响铁磁性的因素，动态磁化特性，磁性的测量，磁性分析的应用。思政案例：中国著名物理学家人物志系列：分享中国近代物理学奠基人叶企孙先生创建北京大学磁学组等事迹，激发学生终生持续学习、争做大国工匠的意志，树立文化自信和爱国热情。2.教学重点磁性基本量及磁性分类，抗磁性和顺磁性，铁磁性的物理本质，影响铁磁性的因素。3.教学难点影响材料磁性的物理参量及相关影响机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。主题或知识点5光学性能1.教学内容光传播的基本理论，光的反射和折射，材料对光的吸收和色散，晶体的双折射和二向色性，介质的光散射，材料的光反射，材料的受激辐射和激光。思政案例：中国著名物理学家人物志系列：分享“光纤之父”、“光纤通信之父”和“宽带教父”高琨先生事迹，激发学生终生持续学习、争做大国工匠的意志，树立文化自信和爱国热情。2.教学重点材料对光的吸收和色散，晶体的双折射和二向色性，介质的光散射，材料的光反射，材料的受激辐射和激光。3.教学难点材料光学性能的影响因素及相关影响机理。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用混合式教学，结合多媒体授课，同时授课过程中采用问题讨论式、案例式、启发式等多种教学方法。六、学生成绩评定本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业、课堂表现、阶段测试等多方式、多阶段过程的考核。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√√成绩比例%10101010602.课程目标考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标与考核方式评价权重表课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点1.3101015~3035-50教学目标2指标点2.35515~2025-30教学目标3指标点3.25515~1825-28合计2020601003.成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（20%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1学生熟悉应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施，并清楚了解材料性能的共性特点。学生较为熟悉应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施，并比较清楚了解材料性能的共性特点。学生掌握应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施，并了解材料性能的共性特点。学生部分掌握应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施，并对材料性能的共性特点有所了解。学生完全不掌握应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施，对材料性能的共性特点也不了解。教学目标2学生熟练掌握材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；非常熟悉表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。了解其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法。学生较熟悉材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；比较熟悉表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。较好了解其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法。学生掌握材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；知晓表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。了解其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法。学生部分掌握材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；基本知晓表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。对其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法有所了解。学生完全不掌握材料热学性能、电学性能、磁学性能以及光学性能等知识；不知晓表征各种性能的基本参数的物理意义及其本质。不了解其影响因素；掌握各种性能的测试手段以及方法。教学目标3学生熟悉应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。熟练掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。具有优秀的材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，具有优秀综合运用金属材料工程领域的科学理论和技术手段，具有优秀的分析并解决工程实际问题的能力，具有优秀的研究开发新材料、新产品、新工艺和新设备的能力。学生较为熟悉应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。较为熟练掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。具有较优秀的材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，具有较优秀综合运用金属材料工程领域的科学理论和技术手段，具有较优秀的分析并解决工程实际问题的能力，具有较优秀的研究开发新材料、新产品、新工艺和新设备的能力。学生知晓应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。具有优秀的材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，具有一定综合运用金属材料工程领域的科学理论和技术手段，具有一定分析并解决工程实际问题的能力，具有一定研究开发新材料、新产品、新工艺和新设备的能力。学生基本知晓应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。熟练掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。具有优秀的材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，综合运用金属材料工程领域的科学理论和技术手段一般，分析并解决工程实际问题的能力、研究开发新材料、新产品、新工艺和新设备的能力也较差。学生不知晓应用中经常遇到的有关方面的材料性能、其规律性，以及其主要影响因素及控制、改进措施。熟练掌握材料物理参数与成分、结构的关系及影响因素，为设计新材料和材料改性打下一定基础。不具备材料选用、热处理生产工艺编制与实施、材料表面改性、设备选择和制造的能力，且未能形成综合运用金属材料工程领域的科学理论和技