《材料物理性能實驗》課程教學大綱（新能源材料與器件專業(yè)）

字體、字號請參考范例注意：字體、字號請參考范例注意：首字母大寫植物拉丁學名斜體一、課程簡介課程中文名材料物理性能實驗課程英文名Experimentsonphysicalpropertiesofmaterials雙語授課￡是R否課程代碼08114065課程學分2總學時數(shù)48課程類別□專業(yè)基礎課程□專業(yè)核心課程□專業(yè)選修課程R其他課程性質R必修□選修￡其他課程形態(tài)□線上R線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示R報告R課堂表現(xiàn)□階段性測試□平時作業(yè)R其他（可多選）開課學院材料科學與工程學院開課系(教研室)新能源材料與器件面向專業(yè)新能源材料與器件開課學期第6學期先修課程大學物理實驗、材料科學基礎實驗、材料物理性能、材料現(xiàn)代測試方法后續(xù)課程畢業(yè)設計（論文）選用教材馬南鋼.材料物理性能綜合實驗[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010.參考書目云南大學材料學科實驗教學教研室.材料物理性能實驗教程[M].北京:化學工業(yè)出版社,2018.課程資源中國大學MOOC官網(wǎng)，福州大學《材料物理性能與結構表征實驗》/course/FZU-1002535021?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_課程簡介《材料物理性能實驗》課程面向材料類專業(yè)開設，屬實踐必修課程。結合《材料物理性能》的理論學習，重點進行材料的力學、電學、磁學、光學等物理性能的測試與分析訓練，學生通過學習能進一步闡述材料物理性能的基本原理，學會常規(guī)物理性能的表征與測試方法，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和素養(yǎng)，提升對材料物理應用領域的研究興趣，為今后從事先進物理特性材料的學習和研究打下良好的基礎。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1學生通過學習該課程，能夠闡述材料的物理性能與組成成分和微觀結構的相互關系，加深對理論要點的解釋，對理論知識有一個感性的認識，為設計新材料和材料改性打下一定基礎。課程目標2學生通過學習該課程能夠學會測量材料物理性能的方法及其分析方法，學會常用的測試手段與裝置的測量原理及應用，具備科學實驗的能力（方案擬定、誤差分析、綜合對比分析、合理選用），具備分析和解決材料相關物理性能問題的能力，以及自學、講解、協(xié)作的綜合能力。課程目標3學生通過學習該課程能夠養(yǎng)成一絲不茍的工匠精神，提升自身的科學素養(yǎng)，將理論與實踐緊密結合起來，為將來從事相關科學領域的研究和工程應用打下堅實的基礎。表2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求2：問題分析【H】2.3針對儲能和能量轉換材料的組成、結構、物相、性能以及器件的復雜工程問題，能夠通過文獻調研、工程經(jīng)驗和數(shù)學建模等方法提供多種解決方案，并會通過文獻研究尋求替代的可行方案。1畢業(yè)要求3：設計/開發(fā)解決方案【H】3.3在新能源材料與器件的工程設計和產(chǎn)品開發(fā)過程中，能夠結合自然科學原理與專業(yè)知識，進行儲能和能量轉換材料的組成、結構、物相、性能以及器件設計和制備，并在設計源頭及制備過程中創(chuàng)新思路。3畢業(yè)要求4：研究【H】4.4在儲能和能量轉換材料的組成、結構、物相、性能以及器件設計和制備等方面，能夠結合關鍵科學知識、工程經(jīng)驗、實驗及表征結果等進行分析和解釋，并得出有效合理的結論。2三、課程教學內容與方法表3課程目標、教學內容和方法對應關系序號項目名稱項目來源教學目標（觀測點、重難點）學時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學方法課程目標1實驗1：材料含水量的測定實驗教材1.簡述離心機的原理、維護及使用方法，能夠計算離子交換樹脂的含水量（難點）。6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①分析天平，離心機，鼓風干燥箱。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、2、32.能正確使用分析天平、恒溫箱干燥（重點）。3.能夠根據(jù)實驗現(xiàn)象、結果，對實驗中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象進行分析，并進行合理解釋和數(shù)據(jù)處理。2實驗2：材料的摩擦性能測定教師開發(fā)1.簡述摩擦實驗機的工作原理，學會使用摩擦實驗機。6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①摩擦實驗機，摩擦副材料預制②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、2、32.學會測定常見金屬材料、無機材料和高分子材料的干摩擦系數(shù)（重點）。3.學會測定高分子量聚乙烯材料的摩擦學特性，并找出影響因素（難點）。3實驗3：材料表面形貌測定教師開發(fā)1.簡述白光干涉三維輪廓儀的測試原理（難點）；6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①三維輪廓儀，金屬、無機非金屬材料拋光塊體材料。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、22.測量金屬、無機非金屬材料光潔表面的三維表面形貌；測量摩擦后摩擦副的表面輪廓（重點）；利用三維輪廓儀測定材料表面粗糙度；利用二維輪廓儀測定磨痕深度；并采用Origin軟件繪制二維輪廓曲線，計算磨損體積；4實驗4：流體流變性能測試實驗教材1.學會毛細管粘度計的使用和粘溫系數(shù)的計算方法（難點）；6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①樣品盤，計算機測試軟件，光度計。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、22.學會流體剪切流變性能的測試方法（重點），計算流體粘溫系數(shù)，利用粘度法測定聚合物相對分子質量。5實驗5：四探針法測量材料電阻率和電導率實驗教材1.簡述四探針電阻率測試儀的基本原理和使用方法（難點）；6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①RTS-4型四探針測試儀，測試架。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、22.測量給定樣品的電阻值，并對實驗結果進行分析、處理。（重點）；6實驗6：材料腐蝕性能測試及物理性能分析教師開發(fā)1.簡述銅片腐蝕試驗試樣處理及觀察方法。?6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①銅片腐蝕試驗器、布式硬度分析儀、觸角測定儀及三維輪廓儀。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、2、32.學會銅片腐蝕試驗的測量方法，確定試樣的腐蝕性等級（重點）；3.探討試樣腐蝕前后硬度、形貌、浸潤性能的變化規(guī)律（難點），找出影響介質腐蝕性能的影響因素及作用規(guī)律。7實驗7：發(fā)光材料熒光性能測試實驗教材1.簡述光致發(fā)光的基本過程，簡述激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的基本含義（難點）；6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括①樣品盤，計算機測試軟件，光度計。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、22.學會發(fā)光材料發(fā)射光譜和激發(fā)光譜的測試方法（重點）；8實驗8：鐵磁材料居里點的測定實驗教材1.簡述示波器測量動態(tài)磁滯回線的原理和方法（重點，難點）；??6驗證性1.分組要求：每組安排一位負責人對組員進行實驗分工安排；2.實驗準備（包括JLD-Ⅲ居里點測量儀。②預習要求，對實驗設備、實驗原理、實驗方法、步驟、實驗預期結果進行提前預習，③提前準備好實驗記錄表，便于對實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中遇到的問題進行記載）；3.嚴格按照設備操作流程，保證實驗安全進行。6實驗指導1、2、32.通過實驗現(xiàn)象的觀察，簡述鐵磁性材料在居里溫度點由鐵磁性變?yōu)轫槾判?，從而描述整個磁性材料參數(shù)變化的微觀機理（重點）；3.認識用感應法測定磁性材料的~T曲線并求出其居里溫度的這一過程（難點）。四、課程考核（一）考核內容與考核方式表4-1課程目標、考核內容與考核方式對應關系課程目標考核內容所屬學習項目考核占比考核方式課程目標11.簡述離心機的原理、維護及使用方法；計算離子交換樹脂的含水量。130%1.課堂表現(xiàn)2.實驗操作3.實驗報告2.簡述摩擦實驗機的工作原理，掌握其使用方法。23.簡述白光干涉三維輪廓儀的測試原理。34.學會使用毛細管粘度計及計算粘溫系數(shù)的計算方法。45.簡述四探針電阻率測試儀的基本原理。56.簡述銅片腐蝕試驗試樣處理及觀察方法。67.能簡述光致發(fā)光的基本過程，簡述激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的基本含義。78.簡述示波器測量動態(tài)磁滯回線的原理和方法。8課程目標21.學會分析天平的使用方法、恒溫箱干燥的使用方法。140%1.課堂表現(xiàn)2.實驗操作3.實驗報告2.學會測定常見金屬材料、無機材料和高分子材料的干摩擦系數(shù)。23.學會測量金屬、無機非金屬材料光潔表面的三維表面形貌；測量摩擦后摩擦副的表面輪廓；利用三維輪廓儀測定材料表面粗糙度；利用二維輪廓儀測定磨痕深度；并采用Origin軟件繪制二維輪廓曲線，計算磨損體積。34.學會流體剪切流變性能的測試方法；計算流體粘溫系數(shù)；利用粘度法測定聚合物相對分子質量。45.測量給定樣品的電阻值，并對實驗結果進行分析、處理。56.學會銅片腐蝕試驗的測量方法，確定試樣的腐蝕性等級；67.學會發(fā)光材料發(fā)射光譜和激發(fā)光譜的測試方法；78.通過實驗現(xiàn)象的觀察，初步簡述鐵磁性材料在居里溫度點由鐵磁性變?yōu)轫槾判裕瑥亩喪稣麄€磁性材料參數(shù)變化的微觀機理；8課程目標31.根據(jù)實驗現(xiàn)象、結果，對實驗中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象進行分析，并進行合理解釋和數(shù)據(jù)處理。130%1.課堂表現(xiàn)2.實驗操作3.實驗報告2.測定高分子量聚乙烯材料的摩擦學特性，掌握影響因素；23.探討試樣腐蝕前后硬度、形貌、浸潤性能的變化規(guī)律；熟悉影響介質腐蝕性能的影響因素及作用規(guī)律。64.認識用感應法測定磁性材料的~T曲線并求出其居里溫度的這一過程。8表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比課堂表現(xiàn)成績比例20%實驗操作成績比例40%實驗報告成績比例40%課程目標130%40%20%30%課程目標250%45%30%40%課程目標320%15%50%30%（二）成績評定1.平時成績評定平時成績（100%）=課堂表現(xiàn)（20%）+實驗操作（40%）+實驗報告（40%）。（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學生的實驗預習情況來評價學生對實驗原理與方法的理解情況、查閱資料的能力等。包括回答預習問題、是否明確實驗注意事項與成功關鍵、提問等。（目標1：30%，目標2：50%，目標3：20%）。（2）實驗操作（40%）：通過學生實驗時的操作是否規(guī)范來評價學生的操作技能與相關能力水平，同時通過學生實驗時團隊分工、交流和合作，以及實驗任務達成度來評價學生團隊協(xié)作表現(xiàn)。（目標1：40%，目標2：45%，目標3：15%）。（3）實驗報告（40%）：實驗報告內容包括：實驗目的、原理；實驗用主要原材料和儀器設備；實驗條件及操作；實驗結果：原始數(shù)據(jù)、計算及分析討論；回答思考題等。（目標1：20%，目標2：30%，目標3：50%）。2.期末成績評定材料物理性能實驗不進行期末考核。3.總成績評定材料物理性能實驗總成績（100%）=平時成績（100%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)積極遵守實驗室規(guī)章制度，積極維護實驗室環(huán)境衛(wèi)生，可以自覺評價實驗安全隱患，做好防護并及時上報，按照要求積極完成預習，積極配合老師完成實驗準備、調研、設計和管理等工作。自覺遵守實驗室規(guī)章制度，自覺維護實驗室環(huán)境衛(wèi)生，能夠發(fā)現(xiàn)實驗安全隱患，并正確評價，做好防護措施，按照要求完成預習，自覺配合老師完成實驗準備、調研和設計工作。能夠遵守實驗室規(guī)章制度，能夠維護實驗室環(huán)境衛(wèi)生，能夠按照老師要求做好實驗防護，基本能夠完成預習，能夠配合老師完成實驗準備、調研和設計工作?；咀袷貙嶒炇乙?guī)章制度，基本維護實驗室環(huán)境衛(wèi)生，基本按照老師要求做實驗防護，只進行簡單預習，基本配合老師完成實驗準備、調研和設計工作。不遵守實驗室規(guī)章制度，不維護實驗室環(huán)境衛(wèi)生，無視實驗安全隱患，完全沒有預習，不配合老師完成實驗準備、調研和設計工作。實驗操作完全按照實驗安全