课程名称 无机材料物理性能 课程编号 0805000414 课程性质 专业基础课，必修课 学分 3 教学安排 总学时48。其中讲授 48 学时，实验 0 学时，上机 0 学时，实训 0 学时 授课时间：第 1 周至第 12周 周学时 4 相关课程与环节 高等数学，普通物理，无机化学，物理化学，结晶学，无机材料工学，材料科学基础，材料研究方法，毕业设计（论文） 二、授课对象 基本情况 专业 无机非金属材料工程专业 年级 大三 班级 无机21-1,2班 修读人数 68 授课对象分析 （1）已学的知识 上课前，学生已经学过《高等数学》、《大学物理》等基础课，以及《材料学概论》、《无机材料科学基础》、《无机材料工学》等专业课，对无机非金属材料的组成、结构、工艺及部分有所了解。尽管如此，由于学生的学习能力参差不齐，对于学过的知识大多缺乏深入理解，甚至有所淡忘，且没有对无机非金属材料的各项性能进行系统的学习，理论程度不够。 （2）需要填补的知识空白 无机非金属材料各大性能的物理本质，根据各个工程领域的应用需求，从组成、结构及制备工艺入手，如何实现对无机非金属材料性能的有效调控。学生对于这部分知识非常陌生，也不擅长用这种思路解决问题。 （3）学习兴趣与习惯 学生的思维活跃，新奇事物容易引起他们的关注。但是学习的自律性较差，很难长时间集中注意力。授课时如果机械地灌输性能的物理本质等基础理论，一方面会使课程变得晦涩难懂，势必降低学生的学习积极性，难以取得理想的教学效果；另一方面，教师在课堂上如果只注重教学内容的灌输，缺乏适当的师生互动，就很难在信息、思想和情感上与学生全面沟通，由此造成学生对上课缺乏兴趣，无法保证学生课后自觉地巩固复习。 三、教学内容与安排 课程简介与要求 《无机材料物理性能》课程为高等学校无机非金属材料工程专业的学科专业核心、必修课程。它从材料组成、结构的角度阐述了无机材料的物理特性和本质，包括力学、热学、光学、电学、磁学等性能及其发展和应用，同时介绍了各种重要物理性能的原理及微观机制、性能的测定以及控制和改善性能的措施等，并明确了材料结构和性能的关系以及各性能之间的相互制约与变化规律，为材料类专业学生在将来的科研和实际生产活动中，正确选择和灵活运用相关理论及工艺，正确选择和使用材料、改变材料性能、探索新材料、新性能、新工艺奠定基础，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，实现知识传授和价值引领相统一的人才培养目标。 课程目标 课程目标 支撑毕业要求指标点 与课程关联度 1.具备家国情怀、纪律意识和社会责任感，能运用马克思主义观点进行科学研究，具有新时代“工匠精神”。 1.2具有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和社会责任感，树立科学的世界观。 M 2.能够应用数学、化学和物理性能（力、热、光、电、磁学性能）基本原理，分析判断在实际工程应用中，影响无机非金属材料物理性能的关键因素。 3.1能够应用数学、自然科学、工程科学和专业知识，判断和识别无机非金属材料领域复杂工程问题的关键环节。 H 3.能够运用数学、化学、物理和物理性能微观结构与宏观性能的调控机制，分析无机非金属材料组成、结构及性能之间的关系。 3.2 能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，结合文献研究，分析材料组成、结构、制备、性能及应用的关系。 H 4.能够运用数学、无机非金属材料制备工艺及物理性能的基本原理，分析无机非金属材料制备与加工过程的工艺、设备、环境等影响因素，并得出有效结论。 3.3 能够运用数学、自然科学、工程基础和专业知识，结合文献研究，分析无机非金属材料制备与加工过程的工艺、设备、环境等影响因素，并得出有效结论。 H 教学方法 教师授课时以应用为导向，从工程实践中提炼科学问题，以问题引发思考，导入教学内容，运用直观生动的图片、动画、视频等多媒体手段辅助教学，突出教学重点，化解教学难点，引导学生主动探索，着重培养学生逻辑思维和理论联系实际的能力。 教师在教学中注重师生互动，将理论讲授与讨论、案例介绍和研究性教学有机结合，着重关注新旧知识的连接点。设计符合学生已有知识水平的问题，讨论的内容以学生的所学内容与知识结构作为基点，使教学知识环环相扣，节节相连，避免出现课程、教学与学习彼此分裂的现象。针对课堂上未能理解的知识，鼓励学生在课后查阅资料、开展科学实验，深入地探索和验证，激发学生的学习兴趣，进一步改善教学效果。 教学重点 与难点 重点： 各种性能的基本概念、影响因素，性能的测定方法以及控制和改善性能的措施。 难点： 各种重要性能的微观机制，各种材料的结构与性能关系，各性能之间的相互制约与变化规律。 课程各教学环节内容与安排 知识单元 知识点 课内学时 教学方式 作业/测验 课外学习 1 绪论 1 无机材料物理性能的本质 2 线下 2 无机材料物理性能的应用 2 无机材料的受力形变 1 应力与应变 8 线下 4 2 2 弹性形变与塑性形变 3 粘性流动 4 高温蠕变 3 无机材料的脆性断裂与强度 1 陶瓷材料断裂力学 12 线下 6 2 2 微裂纹理论 3 应力场强度因子及平面应变断裂韧性 4 裂纹的起源与快速扩展 5 裂纹缓慢扩展 6 显微结构对断裂的影响 4 无机材料的热学性能 1 无机材料热容 8 线下 4 2 2 无机材料热膨胀 3 无机材料热导 4 无机材料热稳定性 5 无机材料的电导 1 电导基本性能与离子电导电介质的极化 6 线下 3 1 2 电子电导 3 玻璃电导 6 无机材料的介电性能 1 电介质的极化 4 线下 2 2 2 介电损耗及介电强度 7 无机材料的光学性能 1 光通过介质的现象与无机材料的透光性 4 线下 2 1 2 界面反射和光泽 8 无机材料的磁学性能 1 磁学基础及磁性材料分类 4 线下 2 1 2 磁畴与磁性材料结构 注：课程目标、教学方法、重难点、教学环节（知识单元、知识点等）等内容应与教学大纲、教学日历一致。课外学习可包括学时和内容要求。 四、考核方式 考核项目 考核内容 考核方式 分值或占比 期末考试 课程教学内容 闭卷 50 小测验 各知识模块 随堂考试 5 作业 课后习题 纸质作业 20 作业 综合分析题 网络平台作业 15 课堂表现 出勤率和课堂参与度 考勤、课堂讨论、课堂展示等 5 课后反思 学习总结及后续学习计划 反思报告 5 注：考核方式应符合课程教学大纲的要求。 五、教学资源 推荐教材 《无机材料物理性能》，关振铎主编，清华大学出版社，2011年版 参考材料 主要参考书： [1] 《无机材料物理性能》，王秀峰主编，化学工业出版社，2019年版 [2] 《材料物理导论》，熊兆贤主编，科学出版社，2018年版 [3] 《工程材料力学行为》，诺尔曼 E. 道林著，江树勇译 ，机械工业出版社，2016年版 课程资源 教务处网络教学综合平台http://pt.csust.edu.cn/meol/jpk/course/blended_module/index.jsp?courseId=21665 教材分析与处理 本课程采用的教材是 2011 年由清华大学出版社出版，关振铎主编的《无机材料物理性能》第2版。该教材是普通高等教育“十一五”规划教材，是全国各高校无机非金属材料专业本科生和研究生的通用教科书。该教材内容通俗易懂，突出基本知识，理论与实际应用结合分析深入，科学性强，能够使学生全面地掌握材料各种物理性能的本质、机理及应用。