《納米材料概論》課程教學(xué)大綱

《納米材料概論》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123014課程名稱（中/英文）：納米材料概論/NanometerMaterials課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：1總學(xué)時(shí)：16理論學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：無(wú)機(jī)非金屬材料工程適用對(duì)象：本科先修課程：大學(xué)物理，材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介1.課程任務(wù)與目的《納米材料概論》是無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)一門專業(yè)選修課。其目的是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握納米材料的基本概念和基本性質(zhì)，了解納米材料的制備方法和基本性能，熟悉納米技術(shù)的種類及發(fā)展；利用雙語(yǔ)教學(xué)，提高學(xué)生的口語(yǔ)表達(dá)能力，開拓學(xué)生眼界，提高學(xué)生汲取先進(jìn)知識(shí)的自主意識(shí)與能力，為學(xué)生以后的深造與發(fā)展打下必要的基礎(chǔ)；同時(shí)通過(guò)對(duì)最新的納米科技的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)對(duì)祖國(guó)先進(jìn)材料及工藝事業(yè)的信心；引導(dǎo)學(xué)生了解祖國(guó)實(shí)力，分析祖國(guó)不足，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)、建國(guó)、強(qiáng)國(guó)的意識(shí)，以及他們積極投身于祖國(guó)新材料、新技術(shù)的科學(xué)研究領(lǐng)域的熱情。2.對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力使學(xué)生能夠了解和掌握最新的材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流；能夠具有自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，能夠主動(dòng)汲取新知識(shí)，利用現(xiàn)代化手段解決實(shí)際工程問題。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.2]了解無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)，理解和尊重世界不同語(yǔ)言、文化的差異性和多樣性。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3]具備跨文化交流的語(yǔ)言和書面表達(dá)能力，能就無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)問題，在跨文化背景下進(jìn)行基本溝通和交流。2.課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下教學(xué)目標(biāo)1：具備納米材料制備、性能分析的能力，具備納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高能力，具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的能力，能夠進(jìn)行納米材料的相關(guān)分析，能夠進(jìn)行相關(guān)納米體系的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.2。教學(xué)目標(biāo)2：對(duì)納米材料有全面的認(rèn)知，有將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合的能力，能夠通過(guò)分析、推導(dǎo)、總結(jié)的方法解決實(shí)際問題。具備汲取先進(jìn)知識(shí)的自主意識(shí)與能力。支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.2。教學(xué)目標(biāo)3：能夠處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的相關(guān)問題；能夠具有一定的外語(yǔ)能力，有效地在跨文化背景下進(jìn)行溝通交流。支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3。四、教學(xué)課時(shí)安排學(xué)時(shí)分配主題或知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主題1納米材料概述2202、3主題2納米材料的基本效應(yīng)2201、3主題3納米材料的性能2201、2、3主題4納米材料的制備4401、2、3主題5掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡4401、2、3主題6碳納米材料的合成2202、3五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)主題1納米材料概述納米科技的興起、納米材料的基本概念、納米材料的研究歷史和主要研究?jī)?nèi)容等基礎(chǔ)知識(shí)。納米材料發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)對(duì)世界材料發(fā)展的貢獻(xiàn)，介紹材料科學(xué)技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的地位和作用，激發(fā)學(xué)生的身為工科學(xué)生的自豪感和專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，投身祖國(guó)建設(shè)的理想。納米科技的基本概念，納米科技及納米材料的關(guān)系與發(fā)展現(xiàn)狀。納米科技與納米材料的關(guān)系，納米材料的概念。納米科技與納米材料的關(guān)系，納米材料的概念。以老師課堂講授為主，通過(guò)多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題2材料概述納米材料的小尺寸效應(yīng)；納米材料的量子尺寸效應(yīng)；納米材料的表面效應(yīng)；納米材料的隧穿效應(yīng)。納米材料的量子尺寸效應(yīng)；納米材料的表面效應(yīng)。納米材料的隧穿效應(yīng)。納米材料的隧穿效應(yīng)。以老師課堂講授為主，通過(guò)多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題3納米材料的性能納米材料的力學(xué)性能，納米材料的熱學(xué)性能及納米材料的光學(xué)性能，納米材料各種性能的舉例。納米材料的Hall-Petch關(guān)系式的斜率，納米材料的磁學(xué)特性。納米材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、磁學(xué)性能和光學(xué)性能。納米材料的磁學(xué)特性。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)行教學(xué)。主題4納米材料的制備Top-down與Bottom-up方法；納米材料的固相制備方法；納米材料PVD的制備方法；納米材料的化學(xué)汽相沉積法、液相合成法和綠色納米合成；介紹我國(guó)的納米技術(shù)水平，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，提高我國(guó)科技水平的斗志。Top-down與Bottom-up方法；納米材料的PVD與CVD制備方法。納米材料的綠色合成，自組裝。3.教學(xué)難點(diǎn)納米材料的PVD與CVD制備方法。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)行教學(xué)。主題5掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡1.教學(xué)內(nèi)容掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的相關(guān)工作原理和應(yīng)用；從基本原理入手，啟發(fā)學(xué)生思考，如何用簡(jiǎn)單的原理完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生自主思考，聯(lián)系各個(gè)學(xué)科，為提高我國(guó)科研水平努力。2.教學(xué)重點(diǎn)掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的相關(guān)工作原理及工作模式。原子力顯微鏡的檢測(cè)模式。3.教學(xué)難點(diǎn)原子力顯微鏡的檢測(cè)模式。以老師課堂講授為主，通過(guò)多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題6碳納米材料的合成碳同素異形體的的特點(diǎn)；碳元素的不同形態(tài)和存在方式；C60的制備與合成；碳納米管的性能與制備。C60的制備；碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能。碳納米管的制備。3.教學(xué)難點(diǎn)碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)行教學(xué)。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定1.課程考核方式及比例本課程采用雙語(yǔ)的授課模式，為了達(dá)成課程的教學(xué)目的，提高學(xué)生的口語(yǔ)表達(dá)能力，故采用口試的形式進(jìn)行，以全面地考核學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的掌握以及對(duì)于英語(yǔ)的使用。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定樣表考核方式平時(shí)成績(jī)期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測(cè)驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文其他√√√成績(jī)比例%101010702.課程考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評(píng)價(jià)方式權(quán)重（%）出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)期末考試合計(jì)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)10.24633043教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)10.22322027教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)10.34152030合計(jì)101010701003.課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學(xué)目標(biāo)1熟練了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識(shí)有明確的了解和認(rèn)識(shí)。準(zhǔn)確了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識(shí)有較清晰的了解和認(rèn)識(shí)。了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識(shí)有一定的了解和認(rèn)識(shí)。基本了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識(shí)有基本的了解和認(rèn)識(shí)。不能了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識(shí)沒有了解和認(rèn)識(shí)。教學(xué)目標(biāo)2熟練掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識(shí)體系及工具熟練分析各種納米材料相關(guān)特性。準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識(shí)體系及工具準(zhǔn)確分析各種納米材料相關(guān)特性。掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識(shí)體系及工具對(duì)各種納米材料相關(guān)特性進(jìn)行一定分析?；菊莆障到y(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識(shí)體系及工具對(duì)各種納米材料相關(guān)特性進(jìn)行基本分析。不能掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；不能夠利用所學(xué)知識(shí)體系及工具分析各種納米材料相關(guān)特性。教學(xué)目標(biāo)3熟練掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻(xiàn)的常用規(guī)范，能夠主動(dòng)汲取先進(jìn)的材料知識(shí)準(zhǔn)確掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻(xiàn)的常用規(guī)范，能夠較為主動(dòng)汲取先進(jìn)的材料知識(shí)掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻(xiàn)的常用規(guī)范，能夠汲取先進(jìn)的材料知識(shí)基本掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻(xiàn)的常用規(guī)范，能夠汲取一定的先進(jìn)材料知識(shí)不能了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻(xiàn)的常用規(guī)范，不能夠主動(dòng)汲取先進(jìn)的材料知識(shí)七、教材、參考書目、重要文獻(xiàn)以及課程網(wǎng)絡(luò)資源建議教材：張耀君主編.納米材料基礎(chǔ)（雙語(yǔ)版）.化學(xué)工業(yè)出版社，2011.主要參考書：（1）衛(wèi)英慧主編.納米材料概論.化學(xué)工業(yè)出版社，2009.（2）丁秉鈞主編.納米材料.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.（3）李曉俊主編.納米材