《材料的物理性能与表征》课程教学大纲课程概况课程名称课程号材料的物理性能与表征105412015Physical properties and学时/学分课程英文名称36/2characterizationofmaterials必修课程性质适用专业材料化学课程负责人刘文晶教学团队赵争妍，刘晓真吴雪梅主编：诸葛兰剑等编著.材料物理性能与检测，北京：科学出版社，2012.01关振铎，龚江宏，唐子龙著．无机材料物理性能第2版，北京：清华大学出版社，选用教材及2011.06.参考书目高智勇，隋解和，孟祥龙编著，材料物理性能及其分析测试方法。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2015.11课程简介：材料的物理性能是材料的重要性能之一。外界因素（温度、电场、磁场等）作用于材料，引起材料内部原子、分子、电子的微观运动状态的改变，在宏观上表现为一定的感应物理量，即呈现某物理性能，每一种物理性能对应一定的物理基础。材料的物理性能强烈依赖于物质不同层次的结构组成，同时也受环境因素的影响。每一种材料物理性能都具有一定的测试方法，而物理性能分析也是材料研究的重要手段。通过本课程的学习，对材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量、影响因素、分析测试方法有较全面的认识，并了解物理性能分析在材料研究中的应用。课程目标（CourseObjectivesCO）描述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量知识目标（CO1)阐述外界因素与材料物理性能变化之间的关系阐述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的现代专业测试仪器的原理和使用方法熟悉并能充分运用使用材料电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能专业测试仪器能力目标（CO2)能够分析材料结构与物理性能之间的关系能够根据实际情况合理选用材料物理性能的测试方法和仪器素质、情感价值观目标（CO3)PMI讲授法教学学时70%dPM2研讨式学习学时10%教学方式(PedagogicalMethods,PM)PM3案例教学学时20%学时%口PM4翻转课堂
1 《材料的物理性能与表征》课程教学大纲 一、课程概况 课程名称 材料的物理性能与表征 课程号 105412015 课程英文名称 Physical properties and characterization of materials 学时/学分 36/2 课程性质 必修 适用专业 材料化学 课程负责人 刘文晶 教学团队 赵争妍，刘晓真 选用教材及 参考书目 吴雪梅主编；诸葛兰剑等编著. 材料物理性能与检测. 北京：科学出版社， 2012.01. 关振铎，龚江宏，唐子龙著. 无机材料物理性能 第 2 版. 北京：清华大学出版社， 2011.06. 高智勇，隋解和，孟祥龙编著. 材料物理性能及其分析测试方法. 哈尔滨：哈尔滨工业 大学出版社，2015.11. 课程简介：材料的物理性能是材料的重要性能之一。外界因素（温度、电场、磁场等）作用于材料，引 起材料内部原子、分子、电子的微观运动状态的改变，在宏观上表现为一定的感应物理量，即呈现某一 物理性能，每一种物理性能对应一定的物理基础。材料的物理性能强烈依赖于物质不同层次的结构组成， 同时也受环境因素的影响。每一种材料物理性能都具有一定的测试方法，而物理性能分析也是材料研究 的重要手段。通过本课程的学习，对材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹 性性能的物理本质和表征参量、影响因素、分析测试方法有较全面的认识，并了解物理性能分析在材料 研究中的应用。 课程目标（Course Objectives, CO) 知识目标（CO1) 描述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以 及弹性性能的物理本质和表征参量 阐述外界因素与材料物理性能变化之间的关系 阐述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以 及弹性性能的现代专业测试仪器的原理和使用方法 能力目标（CO2) 熟悉并能充分运用使用材料电性能、介电性能、光学性能、热学性 能、磁学性能以及弹性性能专业测试仪器 能够分析材料结构与物理性能之间的关系 能够根据实际情况合理选用材料物理性能的测试方法和仪器 素质、情感价值观目标（CO3) . 教学方式 （Pedagogical Methods,PM） □√PM1 讲授法教学 学时 70 % □√PM2 研讨式学习 学时 10 % □√PM3 案例教学 学时 20 % □PM4 翻转课堂 学时 %
口PM5混合式教学学时%口PM6体验式学习学时%考口EM1课程作业%口EM2单元测试DEM3课堂辩论%%试课必口EM6撰写论文/口EM4期中考试%口EM5期末考试%%选实验报告考%口EMI课程作业口EM2单元测试口EM3课堂辩论%%查课考核方式必口EM5撰写论文/实口EM4期末考试%%(Evaluation选验报告Methods,EM)EM10课堂互动20%口EMII实验%口EM12实训%EM15课程作自口EM13实践%dEM14期末考试10%40%业选EM16撰写论文/30%实验报告2
2 □PM5 混合式教学 学时 % □PM6 体验式学习 学时 % 考核方式 （Evaluation Methods,EM） 考 试 课 必 选 □EM1 课程作业 % □EM 2 单元测试 % □EM3 课堂辩论 % □EM4 期中考试 % □EM5 期末考试 % □EM6 撰写论文/ 实验报告 % 考 查 课 必 选 □EM1 课程作业 % □EM 2 单元测试 % □EM3 课堂辩论 % □EM4 期末考试 % □EM5 撰写论文/实 验报告 % 自 选 □√EM10 课堂互动 20% □EM11 实验 % □EM12 实训 % □EM13 实践 % □√EM14 期末考试 40% □√ EM15 课 程 作 业 10% □√EM16 撰写论文/ 实验报告 30%
二、教学大纲的定位说明（一）课程教学目标与任务知识目标：1.描述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量2.阐述外界因素与材料物理性能变化之间的关系3.阐述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的现代专业测试仪器的原理和使用方法能力目标：4.熟悉并能充分使用材料电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能专业测试仪器5.能够分析材料结构与物理性能之间的关系6.能够根据实际情况合理选用材料物理性能的测试方法和仪器（二）课程教学目标与培养目标的关系毕业要求支撑强度课程教学目标MM12.12.123A5.1H45.34.1M5H63.2课程教学目标培养目标支撑强度M12, 3M22, 3H32,34H2,3M52, 36H2, 3（三）支撑课程目标的教学内容与方法3
3 二、教学大纲的定位说明 （一）课程教学目标与任务 知识目标： 1.描述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、 磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量 2.阐述外界因素与材料物理性能变化之间的关系 3.阐述材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、 磁学性能以及弹性性能的现代专业测试仪器的原理和使用方 法 能力目标： 4.熟悉并能充分使用材料电性能、介电性能、光学性能、 热学性能、磁学性能以及弹性性能专业测试仪器 5.能够分析材料结构与物理性能之间的关系 6.能够根据实际情况合理选用材料物理性能的测试方法 和仪器 （二）课程教学目标与培养目标的关系 课程教学目标 毕业要求 支撑强度 1 2.1 M 2 2.1 M 3 5.1 H 4 5.3 H 5 4.1 M 6 3.2 H 课程教学目标 培养目标 支撑强度 1 2，3 M 2 2，3 M 3 2，3 H 4 2，3 H 5 2，3 M 6 2，3 H （三）支撑课程目标的教学内容与方法
材料物理性能的物理本质、表征参量、外界因素与材料物理性能变化之间的关系、测试仪器的原理等的教学综合采用课堂教学、研讨式学习等教学模式，测试仪器的使用方法采用案例教学法。（四）与先修及后续课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程：力学，热学，电磁学，普通物理（光学与原子物理），材料科学基础。（五）检验课程目标达成度的考核方法和评分标准采用综合评分法，综合评价课堂互动参与度（20%）、课程作业完成度（10%）、论文撰写情况（30%）和期末考试成绩（40%），得到总评成绩。三、课程内容与安排第一章绪论学习目标：本课程的主要内容，本课程的学习方法，学习本课程的意义和目的。教学重点：无教学难点：无教学方法：课堂授课，1学时第二章材料的电性能学习目标：1.阐述电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制。2.阐述外界因素与电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体导电性能的关系。3.熟悉并能充分使用材料导电性的测量方法。4
4 材料物理性能的物理本质、表征参量、外界因素与材料 物理性能变化之间的关系、测试仪器的原理等的教学综合采 用课堂教学、研讨式学习等教学模式，测试仪器的使用方法 采用案例教学法。 （四）与先修及后续课程之间的逻辑关系和内容衔接 先修课程：力学，热学，电磁学，普通物理（光学与原 子物理），材料科学基础。 （五）检验课程目标达成度的考核方法和评分标准 采用综合评分法，综合评价课堂互动参与度（20%）、 课程作业完成度（10%）、论文撰写情况（30%）和期末考试 成绩（40%），得到总评成绩。 三、课程内容与安排 第一章 绪论 学习目标：本课程的主要内容，本课程的学习方法，学 习本课程的意义和目的。 教学重点：无 教学难点：无 教学方法：课堂授课，1 学时 第二章 材料的电性能 学习目标： 1.阐述电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、 超导体的导电机制。 2.阐述外界因素与电子类载流子导电、离子类载流子导 电、半导体、超导体导电性能的关系。 3.熟悉并能充分使用材料导电性的测量方法
4.能够根据实际情况合理选用电阻分析方法。教学重点：电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制及影响因素，导电性的测量方法及电阻分析的应用。教学难点：电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制及影响因素。教学方法：课堂授课，案例教学，5学时2.1电导率和载流子2.2电子类载流子导电2.3离子类载流子导电2.4半导体2.5超导体2.6导电性的测量2.7电阻分析的应用第三章材料的介电性能学习目标：1.阐述材料介电性能的物理本质、理论基础。2.阐述压电和热释电现象及产生原因和表征参数、铁电性的起源。3.熟悉并能充分使用材料压电性和铁电性能基本参数的测量方法。教学重点：材料介电性能的物理本质、理论基础；影响无机材料击穿强度的因素；压电和热释电现象及产生原因和表征参数；铁电性的起源；压电性和铁电性能基本参数的测定。J
5 4.能够根据实际情况合理选用电阻分析方法。 教学重点：电子类载流子导电、离子类载流子导电、半 导体、超导体的导电机制及影响因素，导电性的测量方法及 电阻分析的应用。 教学难点：电子类载流子导电、离子类载流子导电、半 导体、超导体的导电机制及影响因素。 教学方法：课堂授课，案例教学，5 学时 2.1 电导率和载流子 2.2 电子类载流子导电 2.3 离子类载流子导电 2.4 半导体 2.5 超导体 2.6 导电性的测量 2.7 电阻分析的应用 第三章 材料的介电性能 学习目标： 1.阐述材料介电性能的物理本质、理论基础。 2.阐述压电和热释电现象及产生原因和表征参数、铁电性 的起源。 3.熟悉并能充分使用材料压电性和铁电性能基本参数的 测量方法。 教学重点：材料介电性能的物理本质、理论基础；影响 无机材料击穿强度的因素；压电和热释电现象及产生原因和 表征参数；铁电性的起源；压电性和铁电性能基本参数的测 定