《材料性能与检测》教学大纲课程名称：材料性能与检测课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：PropertiesofMaterials总学时/周学时/学分：32/2/2其中实验/实贱学时：8先修课程：大学物理、材料科学基础、工程力学或材料力学等后续课程支撑：合金材料及制备、金属材料工程与无损检测技术综合实验、无损检测技术、新型功能材料授课时间：1-16周/周三5、6节授课地点：松山潮校区6C-402授课对象：2018金属材料1班开课学院：材料科学与工程学院任课数师姓名/取称：孔风玉/讲师：李月明/讲师答疑时间、地点与方式：1.每次课前、课后：2.E-mail通讯答疑：3.授课地点集中答疑课程考核方式：开卷（）闭卷（V）课程论文（）其它（）使用教材：《材料物理性能》，田主编，北京航空航天大学出版社教学参考资料：《材料物理性能与检测》，吴雪梅主编，科学出版社：《无机材料物理性能》，关振铎主编，清华大学出版社：《材料物理性能》，龙毅主编，中南大学出版社：《材料物理与性能学》，耿桂宏编，北京大学出版社：《材料物理性能及表征》，陈登明主编，化学工业出版社课程简介：本课程是高等学校本科金属材料专业的专业核心课，是一门理论性、实践性、应用性和综合性很强的课程。本课程通过介绍材料的电学、磁学、热学、光学、介电等物理性能以及主要影响因素和可能的控制、改进措施，通过本课程知识系统的学习和实验环节的锻炼，重点掌握材料的热、光、电、磁性能的基本参数及其物理意义，掌握对于常见材料上述物理性能能的规律，理解材料导电性、铁磁性的微观来源和物理机制，理解材料性能的影响因素。使学生具备较系统的材料物理性能方面的核心知识，培养和提高学生组织和性能分析、材料选用及失效分析的核心专业能力，同时为培养材料设计和材料改性的研发创新能力打下基础。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑支撑毕业要求指标点毕业要求课程教学目标
《材料性能与检测》教学大纲 课程名称：材料性能与检测 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Properties of Materials 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：8 先修课程：大学物理、材料科学基础、工程力学或材料力学等 后续课程支撑：合金材料及制备、金属材料工程与无损检测技术综合实验、无损检测技术、新型功能材料 授课时间：1-16 周/周三 5、6 节 授课地点：松山湖校区 6C-402 授课对象：2018 金属材料 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：孔凤玉/讲师；李月明/讲师 答疑时间、地点与方式：1.每次课前、课后；2.E-mail 通讯答疑；3.授课地点集中答疑 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》，田莳主编，北京航空航天大学出版社 教学参考资料：《材料物理性能与检测》，吴雪梅主编，科学出版社；《无机材料物理性能》，关振铎主编，清华大学出版社；《材料物理性能》，龙毅主 编，中南大学出版社；《材料物理与性能学》，耿桂宏编，北京大学出版社；《材料物理性能及表征》，陈登明主编，化学工业出版社 课程简介： 本课程是高等学校本科金属材料专业的专业核心课，是一门理论性、实践性、应用性和综合性很强的课程。本课程通过介绍材料的电学、磁学、热学、 光学、介电等物理性能以及主要影响因素和可能的控制、改进措施，通过本课程知识系统的学习和实验环节的锻炼，重点掌握材料的热、光、电、磁性能的 基本参数及其物理意义，掌握对于常见材料上述物理性能能的规律，理解材料导电性、铁磁性的微观来源和物理机制，理解材料性能的影响因素。使学生具 备较系统的材料物理性能方面的核心知识，培养和提高学生组织和性能分析、材料选用及失效分析的核心专业能力，同时为培养材料设计和材料改性的研发 创新能力打下基础。 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（知识目标）：C1.能够将数学、自然科学、工程基础和化学化工专业掌握材料的电、热、磁、光性能的物理本质，相关掌握物理、化学等方面的自然科学知识，能知识应用于解决复杂工程问题。表征参数及其物理意义，掌握各物理性能的影响因够用于解决金属材料制备、加工领域的复杂C2.能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，素，建立材料性能与成分、组织结构及外界环境的工程问题：掌握运用专业基础知识分析金属识别、表达、并通过文献研究分析复杂金属材料工程问联系，理解材料性能的共性特点，了解材料物理性1材料工程问题的能力：题，以获得有效结论能的测试方法和原理等。目标2（能力目标）掌握金属材料结构/组成、性质、加工工艺、解与物理性能相关的波函数、金属电子论及能带服役性能之间相互关系的基本规律，能够分C3.能够设计针对复杂金属材料工程问题的解决方案，理论的基本知识：析金属材料的成分设计、合金制备、加工过设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，了解材料的物理性能往往随材料成分、组织结构及程中所涉及的工艺参数、生产流程及关键控并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、外界使用环境变化而变化，掌握物理性能的一般性制步骤，并根据专业相关知识制度解决方案：安全、法律、文化以及环境等因素：规律。满足特定需求。具有基于金属材料工程专业C4.能够基于科学原理并采用科学方法对复杂金属材料要求学生在学习过程中打通与前期大学物理、材料工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、基础的基本原理和科学方法开展专业基础实科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续验，准确分析并解释实验数据，并将实验结并通过信息综合得到合理有效的结论：1其他专业课程之间的联系以及在生产实际中的应果进行关联以获得有效结论的能力。能够开C5.能够针对复杂金属材料工程问题，开发、选择与使用用。发、选择及使用现代专业检测设备、资源及恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包具备专业相关信息搜集、文件检索与归纳总结的能技术来分析金属材料工程中涉及合金设计与括对复杂金属材料工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性：力，并能对相应信息进行分析，能对相关材料物理1制备、产品加工等方面的复杂工程问题，并1性能进行预测与优化的能力。能够理解其局限性
目标 1（知识目标）： 掌握材料的电、热、磁、光性能的物理本质，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特点，了解材料物理性 能的测试方法和原理等。 掌握物理、化学等方面的自然科学知识，能 够用于解决金属材料制备、加工领域的复杂 工程问题；掌握运用专业基础知识分析金属 材料工程问题的能力； C1. 能够将数学、自然科学、工程基础和化学化工专业 知识应用于解决复杂工程问题。 C2. 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 识别、表达、并通过文献研究分析复杂金属材料工程问 题，以获得有效结论； 目标 2（能力目标） 了解与物理性能相关的波函数、金属电子论及能带 理论的基本知识； 了解材料的物理性能往往随材料成分、组织结构及 外界使用环境变化而变化，掌握物理性能的一般性 规律。 要求学生在学习过程中打通与前期大学物理、材料 科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续 其他专业课程之间的联系以及在生产实际中的应 用。 具备专业相关信息搜集、文件检索与归纳总结的能 力，并能对相应信息进行分析，能对相关材料物理 性能进行预测与优化的能力。 掌握金属材料结构/组成、性质、加工工艺、 服役性能之间相互关系的基本规律，能够分 析金属材料的成分设计、合金制备、加工过 程中所涉及的工艺参数、生产流程及关键控 制步骤，并根据专业相关知识制度解决方案， 满足特定需求。具有基于金属材料工程专业 基础的基本原理和科学方法开展专业基础实 验，准确分析并解释实验数据，并将实验结 果进行关联以获得有效结论的能力。能够开 发、选择及使用现代专业检测设备、资源及 技术来分析金属材料工程中涉及合金设计与 制备、产品加工等方面的复杂工程问题，并 能够理解其局限性。 C3. 能够设计针对复杂金属材料工程问题的解决方案， 设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程， 并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境等因素； C4.能够基于科学原理并采用科学方法对复杂金属材料 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； C5.能够针对复杂金属材料工程问题，开发、选择与使用 恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包 括对复杂金属材料工程问题的预测与模拟，并能够理解 其局限性；
C6.能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、正确认识金属材料工程对于客观世界和社会健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责的影响：能够正确和客观的评价针对复杂工任：目标3（素质目标）程问题的金属材料工程专业工程实践对环C7.能够理解和评价针对复杂金属材料工程问题的工程境、社会可持续发展的影响。具有良好的语培养学生具有主动参与、积极进取、票尚科学、探实践对环境、社会可持续发展的影：究科学的学习态度和思想意识：养成理论联系实际、言文字表达能力，能够撰写科技与行业报告C10.能够就复杂金属材料工程问题与业界同行及社会公科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业和设计汇报文稿、陈述发言、清晰表达或回众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈道德：应指令，能够就金展材料相关的复杂工程问述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交能够在跨文化背景下进行沟通和交流：流。能够正确认识自我探索和学习的必要性。C12.具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。理论教学进程表投课教教学方支撑课周次教学主题教学模式学时数教学内容（重点、难点、课程思政入点）学生学习预期成果作业安排师法程目标课程思政孔风玉课程介绍、大纲讲解、量子力学基础作业：要求了解课程内容及教学方式：了重点：电子排布规律、能带理论学生每人解材料物理性能所涉及的基目标1第一章至少阅读本问题，对量子力学和固体中难点：能带理论2线下讲投电子能量结构及状态有初步两篇与材目标3绪论课程思政融入点：介绍基础理论的演变过的了解，为理解材料物理性能料发展有程，历代伟人的巨大贡献，培养学生的爱关的文章变化的本质原因打下基础。国精神。或书籍
目标 3（素质目标） 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； 正确认识金属材料工程对于客观世界和社会 的影响；能够正确和客观的评价针对复杂工 程问题的金属材料工程专业工程实践对环 境、社会可持续发展的影响。具有良好的语 言文字表达能力，能够撰写科技与行业报告 和设计汇报文稿、陈述发言、清晰表达或回 应指令，能够就金属材料相关的复杂工程问 题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交 流。能够正确认识自我探索和学习的必要性。 C6. 能够基于金属材料工程相关背景知识进行合理分 析，评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、 健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责 任； C7．能够理解和评价针对复杂金属材料工程问题的工程 实践对环境、社会可持续发展的影响； C10．能够就复杂金属材料工程问题与业界同行及社会公 众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈 述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野， 能够在跨文化背景下进行沟通和交流； C12．具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适 应发展的能力。 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） 学生学习预期成果 教学模式 教学方 法 作业安排 支撑课 程目标 1 第一章 绪论 孔凤玉 2 课程介绍、大纲讲解、量子力学基础 重点： 电子排布规律、能带理论 难点：能带理论 课程思政融入点：介绍基础理论的演变过 程，历代伟人的巨大贡献，培养学生的爱 国精神。 了解课程内容及教学方式；了 解材料物理性能所涉及的基 本问题，对量子力学和固体中 电子能量结构及状态有初步 的了解，为理解材料物理性能 变化的本质原因打下基础。 线下 讲授 课程思政 作业：要求 学生每人 至少阅读 两篇与材 料发展有 关的文章 或书籍 目标 1 目标 3
第二章孔风玉混合式了解导电性概念和在实际中目标1材料的材料的导电性、材料的介电性、材料的铁应用：理解金属和半导体导电课后作业62-4讲授学习通电性、材料的压电性目标2电学性机制，掌握导电性的影响因素80190666能课后作业孔风玉材料的磁性概述、磁性及物理本质、磁化课程思政理论、磁性材料的动态特性、磁性材料及第三章作业：要求应用、磁特性测量混合式了解磁性起源和原子磁矩及学生每人目标1材科的重点：静态和动态磁化性能特点测量方法：理解自发磁化机5-76学习通讲投阅读一篇目标2磁学性制：掌握技术磁化规律与磁性材难点：磁畴与磁化关系80190666能料有关的课程思政融入点：介绍磁性材料的发展历文章或书史，学习古代伟人的工匠精神。籍材料的比热容、材料的热膨胀、材料的热孔风玉第四章了解晶格振动和各种类别的传导、材料的热稳定性、热学性能的测试目标1材料的性能测试方法，理解热学性能表征课后作业讲授8-9X线下的物理机制、掌握影响性能的热学性目标2重点：热性能之间的关系及影响因素因素能难点：热性能的物理本质光与介质的相互作用、材料的受激辐射和孔风玉课后作业激光、非线性光学性能、材料的光学性能课程思政第五章的测试表征作业：要求了解光的基本性能：理解发光目标1材料的重点：光发射、激光学生每人物理机制：掌握受激辐射激光10-114线下讲授目标2光学性阅读一篇难点：发光物理机制产生，材料及应用与光学材能课程思政融入点：介绍光学材料发展历程，料有关的尤其是光通信、信息技术等的飞速发展，文章或书学习科学家深入钻研，不畏艰苦，勤劳奋
2 - 4 第二章 材料的 电学性 能 孔凤玉 6 材料的导电性、材料的介电性、材料的铁 电性、材料的压电性 了解导电性概念和在实际中 应用；理解金属和半导体导电 机制，掌握导电性的影响因素 混合式 学习通 80190666 讲授 课后作业 目标 1 目标 2 5 - 7 第三章 材科的 磁学性 能 孔凤玉 6 材料的磁性概述、磁性及物理本质、磁化 理论、磁性材料的动态特性、磁性材料及 应用、磁特性测量 重点：静态和动态磁化性能特点 难点：磁畴与磁化关系 课程思政融入点：介绍磁性材料的发展历 史，学习古代伟人的工匠精神。 了解磁性起源和原子磁矩及 测量方法；理解自发磁化机 制；掌握技术磁化规律 混合式 学习通 80190666 讲授 课后作业 课程思政 作业：要求 学生每人 阅读 一 篇 与磁性材 料有关的 文章或书 籍 目标 1 目标 2 8 - 9 第四章 材料的 热学性 能 孔凤玉 4 材料的比热容、材料的热膨胀、材料的热 传导、材料的热稳定性、热学性能的测试 表征 重点：热性能之间的关系及影响因素 难点：热性能的物理本质 了解晶格振动和各种类别的 性能测试方法，理解热学性能 的物理机制、掌握影响性能的 因素 线下 讲授 课后作业 目标 1 目标 2 10 -11 第五章 材料的 光学性 能 孔凤玉 4 光与介质的相互作用、材料的受激辐射和 激光、非线性光学性能、材料的光学性能 的测试表征 重点：光发射、激光 难点：发光物理机制 课程思政融入点：介绍光学材料发展历程， 尤其是光通信、信息技术等的飞速发展， 学习科学家深入钻研，不畏艰苦，勤劳奋 了解光的基本性能；理解发光 物理机制；掌握受激辐射激光 产生，材料及应用 线下 讲授 课后作业 课程思政 作业：要求 学生每人 阅读 一 篇 与光学材 料有关的 文章或书 目标 1 目标 2
战的精神。籍16讲授总复习孔风玉2合计：24实践教学进程表实验项学项目类型（验证/综合/设教学支撑课程周次投课敏师教学内容（重点、难点、课程思政融入点）学生学习预期成果目名称时计)方式目标学习材料阴极极化曲线的测试方法和原理：独立完成各溶液调配及实验装置的搭建和顺利完成测试：掌握材料的极化曲线测试方法。材料1.掌握盐桥配制及三电极组装方法的阴重点：盐桥的配制及三电极组装实验，6人一组，须完成综2.掌握阴极极化测试方极极难点：组装原理及测试参量的设置原理目标2孔风玉/实验预习报告、实验报法及材料保护选择原则12-13化曲课程思政融入点：介绍材料保护的种类及方法，正李月明告，有详细的实验记录，目标33.培养学生在实验过程确合理的选择合适的方法，培养学生严谨的科学素线数据处理，分析说明。中养成主动思考、科学严养：要求学生处理实验数据坚持实事求实、坚持严谨、认真细致的实验态度谨的科学态度，实验过程中主动思考原理，在实验中去验证实验原理，通过实践更好的去理解理论知识。学习材料热学性能测试方法和原理：掌握材料的1.掌握热分析测试方法综材料实验，6人一组，须完成孔风玉/目标2DSC、TG测试方法。合2.掌握DSC、TG数据分的热14-15实验预习报告、实验报李月明目标3析技巧重点：DSC和TG曲线的测量及分析学实告。实验报告须有详细
战的精神。 籍 16 总复习 孔凤玉 2 讲授 合计： 24 实践教学进程表 周次 实验项 目名称 授课教师 学 时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 学生学习预期成果 项目类型（验证/综合/设 计） 教学 方式 支撑课程 目标 12-13 材 料 的 阴 极 极 化 曲 线 孔凤玉/ 李月明 4 学习材料阴极极化曲线的测试方法和原理；独立完 成各溶液调配及实验装置的搭建和顺利完成测试； 掌握材料的极化曲线测试方法。 重点：盐桥的配制及三电极组装 难点：组装原理及测试参量的设置原理 课程思政融入点：介绍材料保护的种类及方法，正 确合理的选择合适的方法，培养学生严谨的科学素 养；要求学生处理实验数据坚持实事求实、坚持严 谨的科学态度，实验过程中主动思考原理，在实验 中去验证实验原理，通过实践更好的去理解理论知 识。 1.掌握盐桥配制及三电 极组装方法 2.掌握阴极极化测试方 法及材料保护选择原则 3.培养学生在实验过程 中养成主动思考、科学严 谨、认真细致的实验态度 综 合 实验，6 人一组，须完成 实验预习报告、实验报 告，有详细的实验记录， 数据处理，分析说明。 目标 2 目标 3 14-15 材 料 的 热 学 实 孔凤玉/ 李月明 4 学习材料热学性能测试方法和原理；掌握材料的 DSC、TG 测试方法。 重点：DSC 和 TG 曲线的测量及分析 1.掌握热分析测试方法 2.掌握 DSC、TG 数据分 析技巧 综 合 实验，6 人一组，须完成 实验预习报告、实验报 告。实验报告须有详细 目标 2 目标 3