《材料分析測試技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《材料分析測試技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名材料分析測試技術(shù)課程英文名TestandAnalysisTechniqueforMaterials雙語授課□是否課程代碼21122015課程學(xué)分2總學(xué)時(shí)數(shù)32課程類別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷開卷□課程論文□課程作品□匯報(bào)展示□報(bào)告課堂表現(xiàn)階段性測試平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開課學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院開課系(教研室)材料加工系面向?qū)I(yè)材料成型及控制工程開課學(xué)期第6學(xué)期先修課程大學(xué)物理，大學(xué)化學(xué)，材料科學(xué)基礎(chǔ)，材料物理，材料物理化學(xué)等后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選用教材1.周玉.材料分析方法（第四版）[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2020.參考書目1.朱和國,尤澤升,劉吉梓.材料科學(xué)研究與測試方法（第3版）[M].南京:東南大學(xué)出版社,2016.課程資源/spoc/course/XTU-1450819168課程簡介材料分析檢測技術(shù)是一門跨專業(yè)選修課程，概述了材料現(xiàn)代分析技術(shù)中光學(xué)顯微分析、電子顯微分析、Ｘ射線衍射分析、Ｘ射線光電子能譜分析及振動(dòng)光譜等測試方法的基本原理、儀器結(jié)構(gòu)與功能、分析方法及應(yīng)用等知識(shí)，是解決材料化學(xué)組成、微觀形貌、物相結(jié)構(gòu)和宏觀性能之間關(guān)系的重要課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)W到各種分析測試儀器的結(jié)構(gòu)與工作原理以及涉及材料主要表征方法的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用范圍，具備分析研究材料化學(xué)組成、微觀形貌及物相結(jié)構(gòu)的能力，養(yǎng)成系統(tǒng)辯證思維和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)素養(yǎng)。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1能夠運(yùn)用X射線物理學(xué)基礎(chǔ)理論、X射線運(yùn)動(dòng)學(xué)衍射理論、電子光學(xué)基礎(chǔ)理論描述X射線物相分析原理、透射電子顯微分析成像原理、掃描電子顯微分析成像原理、光譜分析原理等，具備邏輯推理能力。能闡明X射線衍射儀、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、紫外-可見吸收光譜儀、紅外光譜儀等現(xiàn)代材料分析檢測儀器設(shè)備的基本構(gòu)成，區(qū)別關(guān)鍵參數(shù)，歸納其局限性，具備辯證思維。課程目標(biāo)2能夠運(yùn)用材料分析測試基本理論分析功能復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，并從數(shù)學(xué)模型、工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際研究中獲得有效結(jié)論，具備較強(qiáng)的邏輯思維和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：研究【M】4.3能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展實(shí)驗(yàn)，正確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2畢業(yè)要求2：使用現(xiàn)代工具【M】5.1了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。1三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)1X射線物理學(xué)基礎(chǔ)1.X射線的性質(zhì)1.拓展閱讀：/html/2017/0921/134570388.shtm2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU2重點(diǎn)：1.X射線原理；2.X射線與物質(zhì)的相互作用。難點(diǎn)：3.X射線的透射系數(shù)和吸收系數(shù)。講授法：搭建物理學(xué)與材料分析測試技術(shù)之間的橋梁，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)材料分析測試技術(shù)，提升學(xué)生興趣，促進(jìn)學(xué)生思考。42.X射線的產(chǎn)生及X射線譜：連續(xù)X射線譜、特征X射線譜的性質(zhì)與產(chǎn)生過程，X射線產(chǎn)生的基本方法與材料1、23.X射線與物質(zhì)的相互作用：X射線的透射系數(shù)和吸收系數(shù)、X射線的真吸收、X射線的散射過程與分析1、22X射線運(yùn)動(dòng)學(xué)衍射理論1.X射線物理分析原理：晶體幾何形、布拉格方程、X射線衍射方向1.個(gè)人作業(yè)：章節(jié)習(xí)題2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU2重點(diǎn)：1.倒易點(diǎn)陣的變換；2.單位晶胞對(duì)X射線的散射與結(jié)構(gòu)因素；難點(diǎn)：3.X射線衍射方向原理。1.講授法：引導(dǎo)學(xué)生高效理解X射線衍射基本理論；2.案例教學(xué)：能夠促進(jìn)學(xué)生掌握倒易點(diǎn)陣及其與晶胞之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。62.X射線衍射強(qiáng)度1、23X射線多晶體的物相分析1.多晶體分析方法：德拜-謝勒爾法基本概念與方法、其他照相法基本理論、X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)和組成1.個(gè)人作業(yè)：章節(jié)習(xí)題2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU點(diǎn)：1.X射線譜分析基礎(chǔ)；2.非晶態(tài)物質(zhì)及其晶化過程的X射線衍射分析方法；難點(diǎn)：3.定量分析方法原理與應(yīng)用、點(diǎn)陣參數(shù)的精確測定方法。1.講授法：引導(dǎo)學(xué)生高效理解X射線譜分析基本理論與方法；2.案例教學(xué)：能夠促進(jìn)學(xué)生掌握物相分析及點(diǎn)陣參數(shù)精確測定。62.物相分析及點(diǎn)陣參數(shù)精確測定：X射線物相定性、定量分析方法原理與應(yīng)用、點(diǎn)陣參數(shù)的精確測定方法、非晶態(tài)物質(zhì)及其晶化過程的X射線衍射分析方法1、24透射電子顯微分析技術(shù)1.電子光學(xué)基礎(chǔ)：電磁波與電磁透鏡概念及原理、電磁透鏡的像差與分辨率概念與分析、電子透鏡的景深和焦長1.個(gè)人作業(yè)：章節(jié)習(xí)題2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU點(diǎn)：1.電子光學(xué)基礎(chǔ)；2.透射電子顯微鏡原理；3.透射樣品要求及制備方法；難點(diǎn)：4.電子衍射基本概念、電子顯微鏡中的電子衍射基礎(chǔ)、單晶體電子衍射花樣標(biāo)定、復(fù)雜電子衍射花樣。1.講授法：引導(dǎo)學(xué)生高效理解電子光學(xué)與電子衍射基本理論；2.案例教學(xué)：能夠促進(jìn)學(xué)生掌握透射電子顯微分析技的原理及方法。82.電子衍射基礎(chǔ)：電子衍射基本概念、電子顯微鏡中的電子衍射基礎(chǔ)、單晶體電子衍射花樣標(biāo)定、復(fù)雜電子衍射花樣的分析1、23.透射電子顯微分析技的原理及方法：透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理、主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理、透射電子顯微鏡分辨率和放大倍數(shù)的測定1、25掃描電鏡顯微分析技術(shù)1.掃描電鏡顯微分析技術(shù)的原理及方法：電子束與固體樣品作用時(shí)間是產(chǎn)生的信號(hào)、掃描電子顯微鏡的構(gòu)造和工作原理、掃描電子顯微鏡的主要性能、表明形貌襯度原理及其應(yīng)用、原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用1.個(gè)人作業(yè)：章節(jié)習(xí)題2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU2重點(diǎn)：1.掃描電子顯微鏡樣品制備要求；2.掃描電子顯微鏡原理；難點(diǎn)：3.表明形貌襯度原理及其應(yīng)用、原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用。1.講授法：引導(dǎo)學(xué)生高效理解掃描電子顯微鏡成像基本原理；2.案例教學(xué)、專題討論：能夠促進(jìn)學(xué)生掌握形貌襯度與原子序數(shù)襯度的區(qū)別。66其他結(jié)構(gòu)分析方法1.紫外-可見吸收光譜儀分析技術(shù)的原理及方法簡介1.個(gè)人作業(yè)：章節(jié)習(xí)題2.線上學(xué)習(xí)：/spoc/course/XTU2重點(diǎn)：1.紫外-可見吸收光譜儀分析技術(shù)的基本原理和分析內(nèi)容；2.紅外光譜儀分析技術(shù)的基本原理和分析內(nèi)容；難點(diǎn)：3.對(duì)不同材料分析檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，并按需求選擇合適的分析手段。自主學(xué)習(xí)法：促進(jìn)學(xué)生自主理解光譜儀分析技術(shù)的基本原理和分析內(nèi)容。22.紅外光譜儀分析技術(shù)的原理及方法簡介1、23.對(duì)比不同材料分析檢測方法的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性，并對(duì)項(xiàng)目成本核算與進(jìn)度進(jìn)行有效控制2四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.描述各種分析測試技術(shù)的能力。（1）X射線物理學(xué)基礎(chǔ)；（2）X射線衍射原理；（3）晶體學(xué)基礎(chǔ)；（4）電子顯微分析物理學(xué)基礎(chǔ)；（5）透射電子顯微鏡成像原理；（6）掃描電子顯微鏡成像原理；（7）吸收光譜和紅外光譜基本原理。1-668%課堂參與、平時(shí)作業(yè)、階段性測驗(yàn)、開卷考試2.闡明各種分析測試儀器設(shè)備基本構(gòu)成、區(qū)別關(guān)鍵參數(shù)、概括局限性的能力。（1）X射線衍射儀基本結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)及適用范圍；（2）透射電子顯微鏡基本結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)及適用范圍；（3）掃描電子顯微鏡基本結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)及適用范圍；（4）紫外-可見吸收光譜儀和紅外光譜儀基本結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)及適用范圍。3-6課程目標(biāo)21.使用材料分析測試技術(shù)基本理論分析材料性質(zhì)的能力。（1）X射線物相定性、定量分析過程；（2）電子衍射花樣的分析與應(yīng)用；（3）掃描形貌襯度像與原子序數(shù)襯度像的分析與應(yīng)用；（4）不同材料分析檢測方法的特點(diǎn)選擇及過程管理。3-632%課堂參與、平時(shí)作業(yè)、階段性測驗(yàn)、開卷考試表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績比例60%課堂參與成績比例16%平時(shí)作業(yè)成績比例16%階段性測驗(yàn)成績比例8%課程目標(biāo)170%80%50%70%68%課程目標(biāo)230%20%50%30%32%（二）成績?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績?cè)u(píng)定（1）課堂參與（40%）：通過學(xué)生在課堂上闡明知識(shí)的情況及相關(guān)能力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。包括課堂提問、討論、回答問題、練習(xí)等。（2）平時(shí)作業(yè)（40%）：線下章節(jié)作業(yè)，主要考核學(xué)生知識(shí)的理解情況和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。（3）階段性測驗(yàn)（20%）：通過課堂中穿插的線上測驗(yàn)，評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解掌握情況。2.期末成績?cè)u(píng)定期末考試以開卷的方式進(jìn)行。試卷類型以主觀簡述和論述為主。主要考察學(xué)生對(duì)材料分析測試技術(shù)相關(guān)基本概念的辨識(shí)、材料檢測技術(shù)相關(guān)儀器設(shè)備組成結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù)的理解及不同分析測試技術(shù)的運(yùn)用等。3.總成績?cè)u(píng)定總成績由平時(shí)考核成績和期末考核成績構(gòu)成，按百分制計(jì)分。其構(gòu)成比例：總成績（100%）=平時(shí)成績（40%）+期末成績（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表5評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)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)課堂參與（1）課堂紙練習(xí)、回答問題正確，且能進(jìn)行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂紙練習(xí)、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂紙練習(xí)、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂紙練習(xí)、回答問題錯(cuò)誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)有部分錯(cuò)誤，或邏輯不嚴(yán)密（50%）。（1）課堂紙練習(xí)、回答問題錯(cuò)誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)錯(cuò)誤，思路不清晰，邏輯不嚴(yán)密（50%）。如出現(xiàn)錯(cuò)誤價(jià)值觀、反黨反社會(huì)言論，記為0。平時(shí)作業(yè)（1）答案正確率超過90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80%~89%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70%-79%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%-69%（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（80%）。（2）整個(gè)作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。未提交作業(yè)記0分階段性測驗(yàn)（1）按時(shí)提交所有線上測驗(yàn)題（30%）。（2）完成全部測驗(yàn)，正確率在90－100%（60%）。（3）完成了全部平臺(tái)討論，觀點(diǎn)正確，問題有深度、有創(chuàng)新（10%）。（1）按時(shí)提交80%-89%線上測驗(yàn)題（30%）。（2）完成全部測驗(yàn)，正確率在80%-89%（60%）。（3）完成了全部平臺(tái)討論，觀點(diǎn)正確，但問題深度、創(chuàng)新性不夠（10%）。（1）按時(shí)提交70%-79%線上測驗(yàn)題（30%）。（2）完成全部測驗(yàn)，正確率在70%-79%（60%）。（3）完成了全部平臺(tái)討論，觀點(diǎn)基本正確，但問題深度、創(chuàng)新性不夠（10%）。（1）按時(shí)提交60%-69%線上測驗(yàn)題（30%）。（2）完成全部