《材料物理性能》教学大纲课程名称：材料物理性能课程类别（必修/选修）：必修课英文名称：PhvsicalPropertiesofMaterials其中实验/实践学时：0总学时/周学时/学分：32/2/2先修课程：大学物理、材料科学基础、材料科学基础、高等数学后续课程支择：功能材料授课时间：1-16/周一，1-2节/周二，3-4节授课地点：6B303/6C-303授课对象：2024材料2班（专升本），2024材料3班（专升本）开课学院：材料科学与工程学院在任课教师姓名/职称：孔风玉/刷教授，王涛/讲师答疑时间、地点与方式：1.课前、课间、课后答疑：2.电子邮件答疑课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：《材料物理性能》作者：田前北京航天航空大学出版社教学参考资料：《材料物理性能及其在材料研究中的应用》，何飞，赫晓东，哈尔滨工业大学出版社课程简介：材料物理性能课程主要讲述材料物理的基本概念和基础理论，主要内容包括量子物理基础，固体的电导和热导，能带理论和半导体。该课程将会教授学生如何理解和掌握固体物理中基本的微观规律和特性以及它们如何决定固体材料的各种宏观性质。材料物理性能课程是研究固体材料及器件的各种（如光/热/力/电/磁）性能的理论基础，是理工科学生，特别是材料，光电，信息等专业学生必修的一门基础课程。基于此，针对本校材科专业，本课程若重强调物理基本概念的描述以及表征材料物理性能参量系统总结材料的电、介电、光、磁、弹性等性能基本参量的物理意义和工程应用，以及它们对外部环境的响应规律。本课程将进一步强化学生对材料科学与工程相关的主要物理基础和概念掌握程度，使学生具有较系统的材料物理方面的核心知识，提高学生组织以及材料性能的分析能力，为日后材料设计和改性等学习及工作打下基础。1
1 《材料物理性能》教学大纲 课程名称：材料物理性能 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Physical Properties of Materials 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程： 大学物理、材料科学基础、材料科学基础、高等数学 后续课程支撑：功能材料 授课时间： 1-16/周一，1-2 节/周二，3-4 节 授课地点： 6B303/6C-303 授课对象： 2024 材料 2 班（专升本），2024 材料 3 班(专升本) 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 孔凤玉/副教授, 王涛/讲师 答疑时间、地点与方式：1.课前、课间、课后答疑；2.电子邮件答疑 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材：《材料物理性能》 作者：田莳 北京航天航空大学出版社 教学参考资料：《材料物理性能及其在材料研究中的应用》，何飞，赫晓东，哈尔滨工业大学出版社 课程简介：材料物理性能课程主要讲述材料物理的基本概念和基础理论，主要内容包括量子物理基础，固体的电导和热导，能带理论和半导体。该课程将会教 授学生如何理解和掌握固体物理中基本的微观规律和特性以及它们如何决定固体材料的各种宏观性质。材料物理性能课程是研究固体材料及器件的各种（如光/ 热/力/电/磁）性能的理论基础，是理工科学生，特别是 材料，光电，信息等专业学生必修的一门基础课程。基于此，针对本校材科专业，本课程着重强调物 理基本概念的描述以及表征材料物理性能参量系统总结材料的电、介电、光、磁、弹性等性能基本参量的物理意义和工程应用，以及它们对外部环境的响应规 律。本课程将进一步强化学生对材料科学与工程相关的主要物理基础和概念掌握程度，使学生具有较系统的材料物理方面的核心知识，提高学生组织以及材料 性能的分析能力，为日后材料设计和改性等学习及工作打下基础
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑毕业要求支撑毕业要求指标点课程教学目标目标1：熟悉材料中的电、热、磁、光物理性能，相关表征参数及C1掌握扎实的数学、自然科学、工程基础和专业其物理意义，掌握各物理性能的影响因素，建立材料性能1.3具备解决材料科学与工程领域复杂知识，并能够用于解决材料科学与工程领域复杂工与成分、组织结构及外界环境的联系，理解材料性能的共工程问题所需的专业知识及应用能力程问题。性以及特性。目标21掌握材料物理性能的测试原理和方法，具备独立进行物理C4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材性能分析的能力。4.3能够对实验结果进行分析和解释，料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括设并通过信息综合得到合理、有效结论。计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。目标3了解材料研究的发展前沿，培养学生具有主动参与、积极12.1能正确认识材料科学与工程等相进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识：养成C12终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，关理论与技术的发展趋势与规律，树立理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态有不断学习和适应发展能力。自主学习，终身学习的意识。度和职业道德。2
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 熟悉材料中的电、热、磁、光物理性能，相关表征参数及 其物理意义，掌握各物理性能的影响因素，建立材料性能 与成分、组织结构及外界环境的联系，理解材料性能的共 性以及特性。 1.3 具备解决材料科学与工程领域复杂 工程问题所需的专业知识及应用能力 C1 掌握扎实的数学、自然科学、工程基础和专业 知识，并能够用于解决材料科学与工程领域复杂工 程问题。 目标 2： 掌握材料物理性能的测试原理和方法，具备独立进行物理 性能分析的能力。 4.3 能够对实验结果进行分析和解释， 并通过信息综合得到合理、有效结论。 C4 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材 料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括设 计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合 理有效的结论。 目标 3： 了解材料研究的发展前沿，培养学生具有主动参与、积极 进取、崇尚科学、探究科学的学习态度和思想意识；养成 理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态 度和职业道德。 12.1 能正确认识材料科学与工程等相 关理论与技术的发展趋势与规律，树立 自主学习，终身学习的意识。 C12 终身学习：具有自主学习和终身学习的意识， 有不断学习和适应发展能力
理论教学进程表教学模式授课敏学时教学内容（重点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题教学方法作业安排师数点)程目标（线上/线下）介绍材料物理内容，与其他主干课程的内在关系及学习重要性（重点），学习课后作业：课后作本课程的要求和方法（难点）。目标1线下孔风玉课堂讲授业：浅谈对材料物2绪论课程思政融入点：从理论创新对行业的理的认识（500字）突出贡献讲起，激发学生学习热情，鼓励学生不畏艰辛的努力学习，攻克卡脖子技术。品体能带理论概述（点）：周期势场线下孔风玉课堂讲授目标122电子结构和状态的传导电子，禁带形成的原理（难点）：导体、绝缘体、半导体的能带结构，材料的导电性和导电类型（盈点）：电子类载流子导电，离子类载流导电：半导课后作业：简答题、孔风玉线下课堂讲授目标243-4材料的电性能体类型（难点）：半导体迁移率：材料计算题的超导特性课程思政融入点：介绍过我国科研工作者在材料电学性能领域的部分杰出工3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 孔凤玉 2 介绍材料物理内容，与其他主干课程的 内在关系及学习重要性（重点），学习 本课程的要求和方法（难点）。 课程思政融入点：从理论创新对行业的 突出贡献讲起，激发学生学习热情，鼓 励学生不畏艰辛的努力学习，攻克卡脖 子技术。 线下 课堂讲授 课后作业：课后作 业：浅谈对材料物 理的认识（500 字） 目标 1 2 电子结构和状态 孔凤玉 2 晶体能带理论概述（重点）：周期势场 的传导电子，禁带形成的原理（难点）； 线下 课堂讲授 目标 1 3-4 材料的电性能 孔凤玉 4 导体、绝缘体、半导体的能带结构，材 料的导电性和导电类型（重点）：电子 类载流子导电，离子类载流导电；半导 体类型（难点）；半导体迁移率；材料 的超导特性 课程思政融入点：介绍过我国科研工作 者在材料电学性能领域的部分杰出工 线下 课堂讲授 课后作业：简答题、 计算题 目标 2
作，体会我国科技自立自强的精神。光通过固体的现象：材料的发光（重点）：课后作业：材料光孔风玉线下课堂讲授目标25-6材料的光学性能无机材料的红外光学性能：激光的概念学性能综合习题电-光效应（难点）材料热性能的一般规律（重点）：材料课后作业：材料热线下孔风玉课堂讲授目标167-9材料的热学性能的热容（难点），材料的热膨胀，材料学性能综合习题的热导：热电性：材料的热稳定性。材料的弹性理论（重点）：弹性模量的影响因素：弹性模量的测量：材料的滞课后作业：材料力后弹性：内耗产生机制（难点）学性能综合习题线下王涛课堂讲授目标1410-11材料的力学性能课程思政融入点：以内耗为角度，结合热力学知识的回，讲授其背后的哲学，以及爱国主义背后最朴素的道理，提升学生的政治素养。电介质及其极化（重点）：材料的介电性的电学基础理论（重点）：王涛线下课堂讲授课后作业：简答题目标3412-13材料的介电性能课程思政融入点：借用姚衰院士关于介电学科的论述，告诚学生，重视基础理4
4 作，体会我国科技自立自强的精神。 5-6 材料的光学性能 孔凤玉 4 光通过固体的现象；材料的发光（重点）； 无机材料的红外光学性能；激光的概念； 电-光效应（难点） 线下 课堂讲授 课后作业：材料光 学性能综合习题 目标 2 7-9 材料的热学性能 孔凤玉 6 材料热性能的一般规律（重点）：材料 的热容（难点），材料的热膨胀，材料 的热导；热电性；材料的热稳定性。 线下 课堂讲授 课后作业：材料热 学性能综合习题 目标 1 10-11 材料的力学性能 王涛 4 材料的弹性理论（重点）；弹性模量的 影响因素；弹性模量的测量；材料的滞 后弹性；内耗产生机制（难点） 课程思政融入点：以内耗为角度，结合 热力学知识的回顾，讲授其背后的哲学， 以及爱国主义背后最朴素的道理，提升 学生的政治素养。 线下 课堂讲授 课后作业：材料力 学性能综合习题 目标 1 12-13 材料的介电性能 王涛 4 电介质及其极化（重点）；材料的介电 性的电学基础理论（重点）； 课程思政融入点：借用姚熹院士关于介 电学科的论述，告诫学生，重视基础理 线下 课堂讲授 课后作业：简答题 目标 3
论，克服心态浮躁，急功近利的学习态度，打好坚实基础。介绍材料的磁性、磁畴与磁滞回线、磁铁氧体及磁性、磁性材料的物理效应（点）。材料的抗磁性和顺磁性理论、材料的铁磁性理论（难点）：材料的磁性王涛线下课堂讲授目标34能指标：介绍稀土永磁材料。14-15材料的磁性能课后作业：问答题课程思政融入点：科学家奥斯特和法拉第发现电磁学原理的百折不挠，勇于探索的科学家精神，激励同学励志成才，勇敢攀登科技高峰，培养科学精神。课程思政作业：自由选挥某位科学家，针对其在材料王涛线下课堂讲授2目标316复习和答疑对课程内容进行梳理。物理领域所作的贡献操写调研报告及个人感想。32合计课程考核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业考试考勤及课堂文献检索5
5 论，克服心态浮躁，急功近利的学习态 度，打好坚实基础。 14-15 材料的磁性能 王涛 4 介绍材料的磁性、磁畴与磁滞回线、磁 铁氧体及磁性、磁性材料的物理效应（重 点）。材料的抗磁性和顺磁性理论、材 料的铁磁性理论（难点）；材料的磁性 能指标；介绍稀土永磁材料。 课程思政融入点：科学家奥斯特和法拉 第发现电磁学原理的百折不挠，勇于探 索的科学家精神，激励同学励志成才， 勇敢攀登科技高峰，培养科学精神。 线下 课堂讲授 课后作业：问答题 目标 3 16 复习和答疑 王涛 2 对课程内容进行梳理。 线下 课堂讲授 课程思政作业：自 由 选 择 某 位 科 学 家，针对其在材料 物理领域所作的贡 献撰写调研报告及 个人感想。 目标 3 合计 32 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 考勤及课堂 作业 考试 文献检索