1023S01025-材料物理导论（双语）-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《材料物理导论》课程教学大纲

（理论课程）

一、课程基本信息

课程号

1023S01025

开课单位

物理科学与技术学院

课程名称

（中文）材料物理导论（双语）

（英文）IntroductiontoMaterialPhysics(Bilingual)

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

2.5

课程学时

42

课程类别

专业发展课程（专业拓展课）

先修课程

数学物理方法、普通物理学、量子力学、固体物理、热力学统计物理

适用专业（类）

物理学

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《材料物理导论》课程是物理学专业的一门专业拓展课。课程将晶体学、金属学、陶瓷学的基础理论融合为一体，以研究材料共性规律，即研究材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系。课程采用“理论实践迭代”教学模式，理论课与跟课实验《材料物理导论实验》、专业实践课包括科研训练和创新创业训练以及校外实践课形成“理论+实践”四层迭代的教学特色，帮助学生将理论知识学以致用，开展材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的基础。

本课程内容的中心和重点：

1.元素的原子结构和原子间的键合。

2.晶体学基础知识，晶体缺陷结构。

3.扩散方程的推导及求解，扩散的热力学分析及原子机制。

4.材料在外力作用下的塑性变形过程、机理、组织结构与性能的影响规律，变形材料在加热过程中产生回复再结晶现象。

5.单元系相变的热力学及相平衡，晶体凝固的热力学条件，形核，晶体长大，结晶动力学及凝固组织。

6.多元相图的表示和实验测定方法，相图的热力学基础，二元相图分析，了解三元相图。

7.重视知识点之间的关联，培养学生将哲学思想运用到材料科学的学习和应用中。

8.重视专业伦理与人文伦理相结合，培养学生正确的价值追求、理想信念和科学精神。

9.了解与课程内容相关的材料科学史和科研典故，体会科学家的研究思路与科研历程，培养学生创新思维能力和批判性思维能力。

（二）教学目标

通过本课程，学生将系统地掌握材料物理学的基础理论及其应用，具备材料科学领域基本的分析和解决实际问题的能力，为以后从事材料学相关领域工作和学习打下良好的基础。

课程目标1：培养爱国主义情怀，激发学习热情。培养学生拥有正确的价值追求，在学习和应用中实践社会主义核心价值观。学会将马克思主义的立场、观点和方法运用到材料科学的学习和应用中，完善学生看待世界、思考问题的方式。

课程目标2：掌握晶体学基础知识。学会扩散方程的推导及求解，掌握用热力学分析扩散现象。掌握材料的塑性变形过程，了解变形材料在加热过程中产生回复再结晶现象。掌握相图的表示和实验测定方法，学会用热力学方法分析二元相图，并用相图解决实际问题。

课程目标3：具备综合应用知识和解决问题的基本能力，具备一定的创造性思维能力、科学研究能力和创新能力；

课程目标4：学会使用科学思维方法，具备科学精神、创新意识，具有一定的材料工程技术素养。

课程目标5：具备良好的心理素质，全球意识和团队协作精神以及表达沟通能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-1：专业知识：比较系统地、完整地、扎实地掌握物理学的基本理论与基本实验方法，具有科学的世界观；具备本专业所需的数学基础知识；具有较宽的知识面，对近代物理学和物理学的新发展在高技术和生产中的应用，以及与物理学相关学科和技术的新发展有所了解。

课程目标1

课程目标2

50%

2-1：获取知识的能力：具有自学能力、获取信息和处理加工信息的能力。

课程目标1

课程目标3

15%

2-3：创新能力：具有创造性思维能力、独立思考及批判性思维能力、初步的科学研究能力和一定的科技开发能力。

课程目标1

课程目标3

15%

3-2：人文素质：具有文化素养、艺术素养、现代意识、全球意识、团队精神。

课程目标1

课程目标4

10%

3-3：专业素质：具有科学思维方法、科学精神、创新意识。

课程目标1

课程目标5

10%

四、教学方式与方法

以研讨式教学为主。建设省级精品在线开放课程《材料物理导论》，采用小组合作学习和翻转课堂模式，积极引导学生在合作学习过程中主动提出问题，主动思考问题，主动去发现、去探索。合作学习重视问题研究，允许怀疑，鼓励争论，让学生保持求知需求和学习主动性。本课程在课堂上采用多媒体授课教学，并辅有相应的实验教学项目，以加深学生对材料基础理论的理解，培养学生创新意思，提高实践能力。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

材料的物理性能基础；固体材料的结构理论；晶体缺陷理论；二元系相图与合金凝固；材料热力学和非平衡态理论。

（二）教学难点

固体材料的缺陷结构；材料热力学与相图；塑性变形；凝固与结晶