《納米材料與納米科技》教學(xué)大綱

《納米材料與納米科技》教學(xué)大綱課程英文名Nanomaterials&Nanotechnology課程代碼05M0012學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時32實驗/實踐學(xué)時0課程類別學(xué)科選修課課程性質(zhì)任選先修課程適用專業(yè)材料科學(xué)與工程開課學(xué)院材料與化學(xué)學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位納米材料與納米科技目前已成為科技領(lǐng)域關(guān)注的熱點，影響整個材料、物理等學(xué)科領(lǐng)域。在過去的幾十年中，半導(dǎo)體物理學(xué)最有意義的發(fā)展是器件的微型化，它一方面導(dǎo)致了計算機產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展；另一方面，器件的特征尺寸下降到100nm以下，導(dǎo)致了由于小尺寸引起了新的物理現(xiàn)象的全面研究。這些新現(xiàn)象又產(chǎn)生了新的器件，而這些新的器件與以往的器件相比，有完全不同的原理。正是納米材料的新奇特性使它成為目前材料、物理、化學(xué)等學(xué)科的前沿交叉研究的熱點領(lǐng)域，我們有理由相信納米材料與納米科技必將在不久的將來對人類社會的發(fā)展起到積極的促進作用。本課程將結(jié)合國內(nèi)外在納米材料與納米科技領(lǐng)域的研究進展，綜述納米材料與納米科技的基本概念和基礎(chǔ)知識，重點介紹納米材料的制備工藝以及磁學(xué)、光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)及測試表征手段，結(jié)合專業(yè)情況介紹納米材料在磁學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。（二）課程目標(biāo)1.了解納米材料及納米科技對人類生活的影響；2.掌握影響納米材料與納米科技的基本概念及定律；3.掌握納米材料合成的物理及化學(xué)方法。二、課程目標(biāo)達成的途徑與方法以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自學(xué)、課堂討論、課外作業(yè)等 三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求3.2畢業(yè)要求7.2課程目標(biāo)10.40.4課程目標(biāo)20.40.3課程目標(biāo)30.20.3注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。畢業(yè)要求指標(biāo)點支撐權(quán)重（3）設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠針對新材料的組分設(shè)計、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面綜合性的復(fù)雜工程問題提出合理解決方案，在材料設(shè)計、生產(chǎn)與工程應(yīng)用環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，設(shè)計并制訂特定性能的新材料開發(fā)全周期、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。3-1能夠描述新材料產(chǎn)品設(shè)計、制備工藝、性能檢測、質(zhì)量管理等的解決方法和影響因素；制定和質(zhì)量管理等復(fù)雜工程問題；3-2能夠進行系統(tǒng)或工藝流程設(shè)計，并能夠針對特定需求進行可行性分析，體現(xiàn)創(chuàng)新意識，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并提出解決方案；復(fù)雜工程問題；0.23-3能識別材料開發(fā)及設(shè)計任務(wù)所面臨的多種制約因素，如社會、健康、安全、法律以及環(huán)境等。（7）環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對新材料的產(chǎn)品設(shè)計、性能檢測、工藝制定和質(zhì)量管理等多方面的復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。7-1理解新材料開發(fā)及工程應(yīng)用與環(huán)境保護和社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系；7-2能夠從環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展分析和評價新材料設(shè)計、制備及工程實踐的可持續(xù)性，評價新材料產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)周期對于人類和環(huán)境的影響。0.2四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識點主要內(nèi)容基本要求對應(yīng)的課程目標(biāo)=1\*GB2⑴基本概念和理論納米科技的基本概念L1課程目標(biāo)（1）納米科技的基本理論L2課程目標(biāo)（1）=2\*GB2⑵基本結(jié)構(gòu)及制備技術(shù)納米材料的特征結(jié)構(gòu)L4課程目標(biāo)（1）納米材料的制備技術(shù)L2課程目標(biāo)（1）(3)納米材料光學(xué)性能納米材料的光吸收特性L3課程目標(biāo)（1）納米材料的光發(fā)射特性L2課程目標(biāo)（1）納米光學(xué)材料的應(yīng)用L4課程目標(biāo)（1）(4)納米材料電學(xué)性能納米晶金屬的電導(dǎo)L3課程目標(biāo)（2）納米材料的介電性能L3課程目標(biāo)（2）（5）碳納米材料碳納米材料結(jié)構(gòu)與性能L2課程目標(biāo)（2）碳納米材料制備與應(yīng)用L3課程目標(biāo)（2）專題納米材料在磁學(xué)性質(zhì)L4課程目標(biāo)（2）納米材料在磁學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用L3課程目標(biāo)（2）課程目標(biāo)（2）專題納米材料的測試表征手段L3課程目標(biāo)（3）掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡以及其它方式L1課程目標(biāo)（3）基本要求：L1-了解，L2-理解，L3-掌握，L4-熟練掌握五、課程學(xué)時安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第一章納米科學(xué)和技術(shù)的基本概念6自學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第二章納米材料的基本結(jié)構(gòu)以及制備技術(shù)1、納米材料的結(jié)構(gòu)特征2、納米材料的制備技術(shù)（物理方法、化學(xué)方法）4自學(xué)課程目標(biāo)3第三章納米材料的光學(xué)性能1、納米材料的光吸收特性2、納米材料的光發(fā)射特性3、納米光學(xué)材料的應(yīng)用6自學(xué)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第四章納米材料的電學(xué)特性1、納米晶金屬的電導(dǎo)2、納米材料的介電性能4自學(xué)：準(zhǔn)備課堂討論、制作PPT課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第五章納米碳管專題1、納米碳管的結(jié)構(gòu)、性能2、納米碳管的制備3、納米碳管在各個領(lǐng)域的應(yīng)用前景4自學(xué)：準(zhǔn)備課堂討論、制作PPT課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第六章納米材料在磁學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用2自學(xué)：準(zhǔn)備課堂討論、制作PPT課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第七章納米材料的測試表征手段1、掃描隧道顯微鏡2、原子力顯微鏡3、其它表征手段2自學(xué)：準(zhǔn)備課堂討論、制作PPT課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2第八章課堂主題匯報4自選納米材料與納米科技主題進行專題講座課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3六、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核到課率、主題匯報與PPT制作缺課次數(shù)、匯報質(zhì)量50%期末考核小論文字跡、覆蓋度、新穎度50%考核類別考查成績登記方式百分制七、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：《納米材料基礎(chǔ)》張