《電工材料（第五版）》課程教案課程名稱：電工材料教材版本：《電工材料》（第五版）適用專業(yè)：電氣自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)等課時安排：共48課時（理論36課時+實操12課時）授課教師：一、課程概述（一）課程定位《電工材料》是電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要研究電工領(lǐng)域中各類材料的結(jié)構(gòu)、性能、特點、選用原則及應(yīng)用場景。本課程以“理論指導(dǎo)實踐、實踐強化理論”為核心，為學生后續(xù)學習電氣設(shè)備、電氣控制、電力系統(tǒng)等專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)，同時培養(yǎng)學生正確選用和合理使用電工材料的實踐能力，適配企業(yè)對電氣技術(shù)崗位的核心需求。（二）教學目標知識目標：掌握導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料及其他常用電工材料的基本結(jié)構(gòu)、核心性能指標；理解材料性能與使用環(huán)境、工作條件的關(guān)聯(lián)規(guī)律；熟悉各類電工材料的適用場景及選用依據(jù)。能力目標：能夠根據(jù)電氣設(shè)備的工作要求正確選用導(dǎo)電、絕緣、磁性等材料；具備識別常用電工材料的能力；能夠解決電工材料使用過程中的簡單質(zhì)量問題；初步具備電工材料儲存、保管的實操能力。素養(yǎng)目標：培養(yǎng)嚴謹務(wù)實的科學態(tài)度、規(guī)范操作的職業(yè)習慣；增強安全用電意識和質(zhì)量控制意識；提升團隊協(xié)作與問題解決能力。（三）教學重難點重點：各類電工材料的核心性能指標及選用原則；導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料的典型應(yīng)用場景。難點：材料結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)；不同工作條件下電工材料的選型決策；新型電工材料的技術(shù)特性及應(yīng)用前景。（四）教學方法與手段1.教學方法：采用“理論講授+案例分析+實操演示+小組討論”相結(jié)合的教學方法，注重理論與實踐的融合，通過企業(yè)真實案例引導(dǎo)學生思考，提升學習主動性。2.教學手段：利用多媒體課件（PPT）、實物教具（各類電工材料樣品）、仿真軟件（材料性能模擬）、企業(yè)現(xiàn)場視頻等資源，增強教學直觀性；依托實操實訓室開展動手實踐教學。二、章節(jié)教學安排與教案設(shè)計（按教材章節(jié)梳理）第一章緒論（2課時）（一）教學目標知識目標：了解電工材料的定義、分類及在電氣領(lǐng)域的作用；掌握本課程的學習內(nèi)容、學習方法及學習要求；了解電工材料的發(fā)展歷程與未來趨勢。能力目標：能夠區(qū)分不同類型的電工材料；初步建立“材料性能決定應(yīng)用場景”的認知。素養(yǎng)目標：激發(fā)對電工材料學習的興趣；培養(yǎng)關(guān)注行業(yè)技術(shù)發(fā)展的意識。（二）教學重難點重點：電工材料的分類及核心作用。難點：理解電工材料與電氣設(shè)備性能的關(guān)聯(lián)。（三）教學過程導(dǎo)入新課（15分鐘）：通過展示日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的電氣設(shè)備（如電線電纜、變壓器、電動機、電路板），提問“這些設(shè)備的核心組成材料有哪些？材料質(zhì)量對設(shè)備性能有什么影響？”，引出電工材料的主題，激發(fā)學生思考。理論講授（40分鐘）：

電工材料的定義與作用：講解電工材料是電氣設(shè)備的基礎(chǔ)，直接影響設(shè)備的可靠性、安全性、經(jīng)濟性。電工材料的分類：按功能分為導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料、電工陶瓷材料、復(fù)合材料等，結(jié)合實物樣品逐一展示，讓學生直觀認識。本課程學習內(nèi)容與要求：明確各章節(jié)核心學習任務(wù)，強調(diào)理論學習與實操結(jié)合的重要性，介紹課程考核方式（平時成績30%+實操成績30%+期末成績40%）。電工材料的發(fā)展趨勢：簡要介紹新型環(huán)保電工材料、高性能復(fù)合材料、納米電工材料等前沿方向。小組討論（20分鐘）：組織學生分組討論“生活中常見的電工材料應(yīng)用案例”，每組推選代表發(fā)言，教師進行點評總結(jié)。課堂小結(jié)（5分鐘）：梳理本節(jié)課核心知識點，強調(diào)電工材料分類及學習要求，布置課后任務(wù)（查閱1種新型電工材料的相關(guān)資料，下節(jié)課分享）。（四）板書設(shè)計第一章緒論1.電工材料的定義與作用2.分類：導(dǎo)電材料、絕緣材料、磁性材料、半導(dǎo)體材料等3.學習內(nèi)容與要求4.發(fā)展趨勢（五）課后作業(yè)與拓展基礎(chǔ)作業(yè)：整理本節(jié)課知識點，完成教材課后習題1-1、1-2。拓展作業(yè)：查閱新型電工材料（如石墨烯導(dǎo)電材料、環(huán)保絕緣材料）的資料，撰寫200字左右的介紹，下節(jié)課小組分享。第二章導(dǎo)電材料（6課時：理論4課時+實操2課時）（一）教學目標知識目標：掌握導(dǎo)電材料的導(dǎo)電原理及核心性能指標（電阻率、電導(dǎo)率、溫度系數(shù)等）；熟悉常用導(dǎo)電材料（銅、鋁、銀、導(dǎo)電合金、碳纖維等）的性能特點；掌握電線電纜導(dǎo)體材料的選用原則。能力目標：能夠根據(jù)使用場景正確選用導(dǎo)電材料；具備識別銅、鋁等常用導(dǎo)電材料的能力；能夠完成簡單電線電纜導(dǎo)體的規(guī)格選型實操。素養(yǎng)目標：培養(yǎng)嚴謹?shù)倪x型思維；增強材料質(zhì)量對電氣安全影響的認知。（二）教學重難點重點：常用導(dǎo)電材料的性能特點及選用原則；電線電纜導(dǎo)體材料的選型方法。難點：導(dǎo)電材料性能指標與使用環(huán)境的匹配關(guān)系；溫度對導(dǎo)電性能的影響。（三）教學過程（分理論課與實操課）1.理論課（第1-2課時）復(fù)習導(dǎo)入（10分鐘）：回顧緒論中導(dǎo)電材料的分類，提問“為什么銅、鋁是最常用的導(dǎo)電材料？它們的導(dǎo)電性能有什么差異？”，引出本節(jié)課內(nèi)容。理論講授（60分鐘）：

導(dǎo)電材料的導(dǎo)電原理：簡要講解金屬導(dǎo)電的自由電子理論，幫助學生理解導(dǎo)電性能的本質(zhì)。核心性能指標：詳解電阻率、電導(dǎo)率、溫度系數(shù)、機械強度、耐腐蝕性等指標的含義及對材料應(yīng)用的影響。常用金屬導(dǎo)電材料：對比講解銅、鋁、銀的性能特點（電阻率、密度、價格、適用場景），結(jié)合案例說明銅材用于精密電氣設(shè)備、鋁材用于高壓輸電線路的原因。案例分析（15分鐘）：分析“高壓輸電線路為何選用鋁導(dǎo)體而非銅導(dǎo)體？”“精密儀器內(nèi)部導(dǎo)線為何優(yōu)先選用銅導(dǎo)體？”，引導(dǎo)學生結(jié)合材料性能與使用需求進行思考。課堂小結(jié)（5分鐘）：梳理導(dǎo)電原理、核心性能指標及常用金屬導(dǎo)電材料特點，布置課后預(yù)習任務(wù)（導(dǎo)電合金、碳纖維材料的相關(guān)內(nèi)容）。2.理論課（第3-4課時）預(yù)習反饋（10分鐘）：邀請學生分享預(yù)習的導(dǎo)電合金、碳纖維材料相關(guān)資料，教師補充講解。理論講授（50分鐘）：

其他導(dǎo)電材料：講解導(dǎo)電合金（如黃銅、青銅、康銅）的性能特點及應(yīng)用場景（儀表、電阻元件等）；介紹碳纖維、導(dǎo)電塑料等新型導(dǎo)電材料的優(yōu)勢及應(yīng)用前景。電線電纜導(dǎo)體材料選用原則：結(jié)合電壓等級、傳輸功率、使用環(huán)境（溫度、濕度、腐蝕性）、經(jīng)濟性等因素，講解選型方法；舉例說明不同場景下的選型案例（家庭布線、工業(yè)生產(chǎn)線布線、高壓輸電）。小組討論（20分鐘）：給出“某工廠車間布線項目（環(huán)境溫度較高、傳輸功率大），應(yīng)選用哪種導(dǎo)電材料及規(guī)格？”的場景，小組討論后提交選型方案，教師點評。課堂小結(jié)（10分鐘）：總結(jié)各類導(dǎo)電材料的應(yīng)用場景及選型核心要點，明確下節(jié)實操課的內(nèi)容、要求及安全注意事項。3.實操課（第5-6課時）實操準備（10分鐘）：講解實操任務(wù)（常用導(dǎo)電材料識別、電線電纜導(dǎo)體規(guī)格選型）、操作步驟、安全規(guī)范（禁止隨意觸碰電源、正確使用測量工具），分發(fā)實操工具（游標卡尺、萬用表、各類導(dǎo)電材料樣品、電線電纜樣品）。實操指導(dǎo)（60分鐘）：

任務(wù)一：常用導(dǎo)電材料識別。學生通過觀察外觀、測量電阻率（用萬用表）等方式，區(qū)分銅、鋁、黃銅、康銅等材料樣品，記錄各類材料的外觀特征及性能數(shù)據(jù)。任務(wù)二：電線電纜導(dǎo)體選型。給出具體應(yīng)用場景（如家庭客廳插座布線、車間電機供電布線），學生根據(jù)場景要求，查閱相關(guān)標準，選擇合適的導(dǎo)體材料及規(guī)格，撰寫選型說明。教師巡回指導(dǎo)，及時糾正學生操作中的錯誤，解答疑問。實操總結(jié)（20分鐘）：組織學生展示實操成果，分享操作心得；教師點評實操過程中的共性問題，總結(jié)實操要點，強調(diào)選型的嚴謹性。整理收尾（10分鐘）：學生整理實操工具和樣品，打掃實訓室衛(wèi)生。（四）板書設(shè)計第二章導(dǎo)電材料1.導(dǎo)電原理：自由電子理論2.核心性能指標：電阻率、電導(dǎo)率、溫度系數(shù)等3.常用材料：（1）金屬：銅（精密設(shè)備）、鋁（高壓輸電）、銀（特殊場景）（2）合金：黃銅、康銅（儀表、電阻）（3）新型材料：碳纖維、導(dǎo)電塑料4.選用原則：電壓、功率、環(huán)境、經(jīng)濟性（五）課后作業(yè)與拓展基礎(chǔ)作業(yè)：完成教材課后習題2-1至2-5；整理實操課記錄，撰寫實操報告。拓展作業(yè)：調(diào)研所在地區(qū)高壓輸電線路的導(dǎo)體材料，分析其選型原因，撰寫300字左右的調(diào)研報告。第三章絕緣材料（8課時：理論5課時+實操3課時）（一）教學目標知識目標：掌握絕緣材料的絕緣原理及核心性能指標（擊穿強度、絕緣電阻、耐熱等級等）；熟悉常用絕緣材料（氣體、液體、固體）的性能特點及應(yīng)用場景；掌握絕緣材料的選用原則及老化防護措施。能力目標：能夠根據(jù)使用環(huán)境和設(shè)備要求正確選用絕緣材料；具備識別常用固體絕緣材料的能力；能夠完成絕緣材料絕緣性能（如絕緣電阻）的簡單檢測實操。素養(yǎng)目標：強化電氣安全意識；培養(yǎng)對材料老化問題的重視程度。（二）教學重難點重點：常用絕緣材料的性能特點及應(yīng)用場景；絕緣材料的耐熱等級與選用原則；絕緣電阻檢測方法。難點：絕緣擊穿的原理及影響因素；絕緣材料老化的機理及防護措施。（三）教學過程（簡要框架）理論課（第1-2課時）：導(dǎo)入（通過電氣火災(zāi)案例說明絕緣材料的重要性）→絕緣原理與核心性能指標講解→氣體絕緣材料（空氣、氮氣、六氟化硫）性能及應(yīng)用（高壓開關(guān)、變壓器）。理論課（第3-4課時）：液體絕緣材料（變壓器油、絕緣漆）性能及應(yīng)用→固體絕緣材料（絕緣紙、絕緣布、環(huán)氧樹脂、陶瓷）性能及應(yīng)用→案例分析（不同電氣設(shè)備的絕緣材料選型）。理論課（第5課時）：絕緣材料的耐熱等級（Y、A、E、B、F、H、C級）及溫度限值→絕緣老化的原因（熱、電、化學、環(huán)境因素）及防護措施→選用原則總結(jié)。實操課（第6-8課時）：常用固體絕緣材料識別→絕緣電阻檢測實操（使用兆歐表檢測絕緣紙、絕緣漆涂覆樣品的絕緣電阻）→實操總結(jié)與問題分析。（四）課后作業(yè)與拓展基礎(chǔ)作業(yè)：完成教材課后習題3-1至3-6；撰寫實操報告。拓展作業(yè)：調(diào)研身邊電氣設(shè)備（如冰箱、空調(diào)、電機）中使用的絕緣材料，分析其耐熱等級及老化防護措施。三、后續(xù)章節(jié)教學規(guī)劃（簡要）第四章磁性材料（6課時：理論4課時+實操2課時）：核心內(nèi)容包括磁性材料的磁化原理、性能指標（剩磁、矯頑力、磁導(dǎo)率）、軟磁材料與硬磁材料的分類及應(yīng)用（變壓器鐵芯、永磁電機、電磁鐵）；實操內(nèi)容為磁性材料識別及磁性能簡單檢測。第五章半導(dǎo)體材料（6課時：理論4課時+實操2課時）：核心內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電原理、常用半導(dǎo)體材料（硅、鍺、化合物半導(dǎo)體）的性能特點、半導(dǎo)體材料在二極管、三極管中的應(yīng)用；實操內(nèi)容為半導(dǎo)體材料樣品識別及簡單導(dǎo)電性檢測。第六章電工陶瓷材料（4課時：理論3課時+實操1課時）：核心內(nèi)容包括電工陶瓷的性能特點、分類（絕緣陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、導(dǎo)電陶瓷）及應(yīng)用（絕緣子、電容器、傳感器）；實操內(nèi)容為電工陶瓷樣品識別及絕緣性能檢測。第七章復(fù)合材料與新型電工材料（4課時：全理論）：核心內(nèi)容包括電工復(fù)合材料的性能優(yōu)勢、常用復(fù)合材料類型及應(yīng)用；新型環(huán)保電工材料、納米電工材料、智能電工材料的發(fā)展及應(yīng)用前景。第八章電工材料的選用與管理（4課時：理論2課時+實操2課時）：核心內(nèi)容包括綜合場景下電工材料的選型方法、電工材料的儲存保管要求、材料質(zhì)量檢測的基本流程；實操內(nèi)容為綜合場景電工材料選型實訓。復(fù)習與考試（4課時）：全課程知識點梳理、重難點答疑、模擬測試、考試。四、課程考核方式平時成績（30%）：包括課堂表現(xiàn)（10%）、課后作業(yè)完成情況（10%）、小組討論及分享參與度（10%）。實操成績（30%）：包括各章節(jié)實操任務(wù)完成質(zhì)量（20%）、實操報告撰寫規(guī)范性（10%）。期末成績（40%）：采用閉卷考試形式，考查學生對全課程核心知識點的掌握程度及綜合應(yīng)用能力。五、教學資源與保障教材與參考資料：《電工材料（第五版）》主教材、相關(guān)電工材料手冊、行業(yè)標準（如GB/T3956-2008《電纜的導(dǎo)體》）。教具與設(shè)備：各類電工材料實物樣品、萬用表、兆歐表