《固體化學(xué)與光譜》課程教學(xué)大綱

《固體化學(xué)與光譜》課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名固體化學(xué)與光譜課程英文名Solid-stateChemistryandspectroscopictechniques雙語(yǔ)授課□是否課程代碼21122028課程學(xué)分2總學(xué)時(shí)數(shù)32（不含實(shí)踐）課程類(lèi)別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程專(zhuān)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(xiàn)上線(xiàn)下□線(xiàn)上線(xiàn)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(kāi)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(cè)試平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開(kāi)課學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)課系(教研室)材料科學(xué)系面向?qū)I(yè)材料科學(xué)與工程開(kāi)課學(xué)期第5學(xué)期先修課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體物理后續(xù)課程畢業(yè)論文、畢業(yè)實(shí)習(xí)選用教材薄茂林，李函澤.固體化學(xué)與光譜（第一版）[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2024.參考書(shū)目孫長(zhǎng)慶，黃勇力，王艷.化學(xué)鍵的弛豫（第一版）[M].北京:高等教育出版社,2023.孫長(zhǎng)慶,楊學(xué)弦,黃勇力.電子聲子計(jì)量譜學(xué)（第一版）[M].北京:高等教育出版社,2023.課程資源/profile/Maolin-Bo課程簡(jiǎn)介固體化學(xué)與光譜，是研究固體的化學(xué)性質(zhì)、電子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律及它們相互關(guān)系的學(xué)科。屬材料化學(xué)的重要分支，其涉及到力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)等各方面的內(nèi)容。它是先進(jìn)的微電子、光電子、光子等各項(xiàng)技術(shù)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)。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通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能比較系統(tǒng)陳述固體化學(xué)與光譜的基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)眾多理想模型的建立和應(yīng)用，能根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和需要，抓住主要因素，忽略次要因素，對(duì)所研究的復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行合理簡(jiǎn)化處理的能力。通過(guò)運(yùn)用理論、觀(guān)點(diǎn)、方法，以及所掌握的高等數(shù)學(xué)工具，初步具有分析、研究、計(jì)算或估算一般難度問(wèn)題的能力，并能對(duì)結(jié)果的合理性做出判斷。課程目標(biāo)2通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，在形成化學(xué)鍵概念、掌握科學(xué)規(guī)律的進(jìn)程，接受方法論的教育，感悟化學(xué)鍵概念和光譜規(guī)律建構(gòu)過(guò)程中體現(xiàn)的諸如分析與綜合、演繹與歸納、類(lèi)比與聯(lián)想、猜測(cè)與試探以及理想化、模型化、半定量、實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等研究方法。課程目標(biāo)3從科學(xué)家成長(zhǎng)經(jīng)歷中，樹(shù)立科學(xué)的世界觀(guān)，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的工作作風(fēng)，激發(fā)起求知的熱情、探索的精神、創(chuàng)新的欲望以及敢于向舊觀(guān)念挑戰(zhàn)的精神。認(rèn)識(shí)材料化學(xué)所具有的明快簡(jiǎn)潔、均衡對(duì)稱(chēng)、奇異相對(duì)、和諧統(tǒng)一等美學(xué)特征，樹(shù)立起科學(xué)的審美觀(guān)，能用美學(xué)的觀(guān)點(diǎn)欣賞和發(fā)掘科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律，逐步增強(qiáng)認(rèn)識(shí)和掌握自然科學(xué)規(guī)律的自主能力。表2-1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)指標(biāo)點(diǎn)1.1：掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠理解智能材料、光電材料等功能復(fù)合材料及其相關(guān)領(lǐng)域的基本原理及應(yīng)用背景。能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決智能材料、光電材料等功能復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)一線(xiàn)中關(guān)于新材料設(shè)計(jì)和制備-結(jié)構(gòu)性能分析-新材料技術(shù)開(kāi)發(fā)等復(fù)雜工程問(wèn)題。1畢業(yè)要求4：設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案(M)指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠通過(guò)對(duì)新材料成分、結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系，選擇研究路線(xiàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。2畢業(yè)要求9：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)(L)指標(biāo)點(diǎn)9.3：能夠解釋團(tuán)隊(duì)的整體目標(biāo)和分期目標(biāo)，實(shí)施團(tuán)隊(duì)工作的過(guò)程管理，有效地指揮團(tuán)隊(duì)完成工程實(shí)踐任務(wù)3三、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3-1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)容課程目標(biāo)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)1量子力學(xué)基礎(chǔ)1.光電效應(yīng)1、2、3拓展閱讀：《量子力學(xué)》章節(jié)小結(jié)：波函數(shù)與薛定諤方程重點(diǎn)：薛定諤方程波爾氫原子模型難點(diǎn)：波粒二象性講授法：能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)量子力知識(shí)的學(xué)習(xí)42.波爾氫原子模型1、33.波粒二象性1、34.波函數(shù)與薛定諤方程1、32固體物理基礎(chǔ)1.緊束縛近似1、2、31.拓展閱讀：《固體物理》2．個(gè)人作業(yè):緊束縛近似研究石墨烯程序3.章節(jié)小結(jié)：緊束縛近似重點(diǎn)：緊束縛近似難點(diǎn)：實(shí)例緊束縛近似計(jì)算石墨烯能帶講授法：能夠引導(dǎo)學(xué)生熟悉緊束縛近似、自由電子近似原理62.自由電子近似1、2、33密度泛函理論基本原理1.前密度泛函理論1、3拓展閱讀：前沿研究文獻(xiàn)個(gè)人作業(yè):Si能帶密度泛函理論計(jì)算重點(diǎn)：密度泛函理論理論難點(diǎn)：密度泛函理論計(jì)算1. 講授法：學(xué)生熟悉密度泛函理論基本原理2.調(diào)研：能夠提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)能力62.后密度泛函理論1、34鍵馳豫理論和BBC模型原理1.鍵馳豫理論1、3拓展閱讀：《量子力學(xué)》、《電子聲子計(jì)量譜學(xué)》、個(gè)人作業(yè):Si化學(xué)鍵電子結(jié)合能計(jì)算重點(diǎn)：1.BBC模型2.鍵馳豫理論難點(diǎn)：公式的推導(dǎo)1. 講授法：學(xué)生熟悉掌握鍵馳豫理論與BBC模型原理2.案例教學(xué):促進(jìn)學(xué)生對(duì)配位鍵前沿領(lǐng)域的了解62.BBC模型原理1、35解譜規(guī)則及鍵性能計(jì)算方法1.解譜規(guī)則1、2個(gè)人作業(yè)：金屬表面解譜拓展閱讀：前沿研究文獻(xiàn)重點(diǎn)：1.固體表面解譜規(guī)則2.鍵性能計(jì)算方法難點(diǎn)：解譜規(guī)則1.講授法：學(xué)生熟悉掌握解譜規(guī)則及鍵性能計(jì)算方法2.小組討論：引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員有效、包容地溝通與合作62.鍵性能計(jì)算方法1、36異質(zhì)界面和價(jià)鍵電子學(xué)原理1.異質(zhì)界面成鍵1、2個(gè)人作業(yè)：價(jià)鍵電子學(xué)分析表面成鍵拓展閱讀：前沿研究文獻(xiàn)重點(diǎn)：價(jià)鍵電子學(xué)原理難點(diǎn)：異質(zhì)界面成鍵1.講授法：學(xué)生熟悉掌握異質(zhì)界面成鍵和價(jià)鍵電子學(xué)原理2.小組討論：引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成員有效、包容地溝通與合作42.價(jià)鍵電子學(xué)原理1、3四、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)1波函數(shù)與薛定諤方程前密度泛函理論緊束縛近似鍵馳豫理論1-330%期末論文，小組討論，課后作業(yè)，課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)2解譜規(guī)則異質(zhì)界面成鍵BBC模型原理后密度泛函理論4-640%期末論文，小組討論，課后作業(yè)，課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)3鍵性能計(jì)算方法2.價(jià)鍵電子學(xué)原理5-630%期末論文，小組討論，課后作業(yè)，課堂表現(xiàn)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論文比例60%小組討論成績(jī)比例10%平時(shí)作業(yè)成績(jī)比例20%課堂參與成績(jī)比例10%課程目標(biāo)130%30%30%30%30%課程目標(biāo)240%40%40%40%40%課程目標(biāo)330%30%30%30%30%備注：以上考核方式類(lèi)型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定（1）課堂表現(xiàn)（10%）：通過(guò)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問(wèn)情況，翻轉(zhuǎn)課堂，課堂紀(jì)律來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生專(zhuān)業(yè)認(rèn)同、理想信念、家國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)興趣、團(tuán)隊(duì)合作與終身學(xué)習(xí)意識(shí)。（2）課后作業(yè)（20%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計(jì)?？己藢W(xué)生對(duì)考核學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解情況。（5）小組學(xué)習(xí)（10%）：包括項(xiàng)目任務(wù)、專(zhuān)題研討、主講課程等，老師可根據(jù)需要選擇一種或幾種方式。主要考查學(xué)生收集資料能力、研究設(shè)計(jì)能力、合作學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和展示與匯報(bào)能力等。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定期末論文（60%）：學(xué)生收集資料能力，研究設(shè)計(jì)能力，解決實(shí)際問(wèn)題能力和合作研究能力；3.總成績(jī)?cè)u(píng)定總成績(jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)（40%）+期末成績(jī)（60%）。（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)非試卷考核項(xiàng)目可參照以下評(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)課堂表現(xiàn)（1）課堂紙練習(xí)、回答問(wèn)題正確，且能進(jìn)行解釋?zhuān)?0%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀(guān)點(diǎn)正確，問(wèn)題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀(guān)點(diǎn)正確，但問(wèn)題無(wú)深度或無(wú)創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題大部分正確，且不能解釋?zhuān)?0%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀(guān)點(diǎn)基本正確，但問(wèn)題無(wú)深度、無(wú)創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題錯(cuò)誤率在30~50%之間，且不能解釋?zhuān)?0%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀(guān)點(diǎn)有部分錯(cuò)誤，或邏輯不嚴(yán)密（50%）。（1）課堂測(cè)驗(yàn)、回答問(wèn)題錯(cuò)誤率超過(guò)50%，且不能解釋?zhuān)?0%）。（2）提問(wèn)、討論發(fā)言觀(guān)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(guān)、反黨反社會(huì)言論，記為0課后作業(yè)（1）答案正確率超過(guò)90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書(shū)寫(xiě)規(guī)范，無(wú)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(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書(shū)寫(xiě)規(guī)范，無(wú)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(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書(shū)寫(xiě)較規(guī)范，無(wú)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(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書(shū)寫(xiě)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(wú)創(chuàng)新（10%）。（3）書(shū)寫(xiě)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。課程論文（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出很強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當(dāng)?shù)恼f(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)規(guī)范。（5）論文符合學(xué)術(shù)規(guī)范。（1）論文選題恰當(dāng)合理，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程較為嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強(qiáng)的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，無(wú)明顯錯(cuò)誤。（1）論文選題較為合理，具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出一定的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴(yán)密。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述較為清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯(cuò)誤。（1）論文主題具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，但選題凝練不夠，問(wèn)題意識(shí)欠佳。（2）論證過(guò)程較為合理但不太嚴(yán)謹(jǐn)，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴(yán)密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言表達(dá)基本清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)基本規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯(cuò)誤。（1）論文選題不符合課程性質(zhì)，或主題不明確。（2）論證過(guò)程隨意，所使用的證據(jù)或材料極其不充分，結(jié)論不清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)混亂，存在前后不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言不通順，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)不規(guī)范。（5）論文明顯不符合學(xué)術(shù)規(guī)范，或存在抄襲現(xiàn)象。小組匯報(bào)（1）聲音宏亮，吐字清晰；服裝整潔優(yōu)雅、儀態(tài)自然大方；能目視觀(guān)眾，不長(zhǎng)時(shí)間盯著PPT或回頭看投影（10%）。（2）語(yǔ)言表達(dá)邏輯性強(qiáng)，內(nèi)容能講清，重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)，無(wú)重復(fù)口語(yǔ)化表達(dá)（30%）。（3）準(zhǔn)備充分，展示內(nèi)容信息量大，教學(xué)設(shè)計(jì)或研究方案有創(chuàng)新，內(nèi)容、觀(guān)點(diǎn)正確，且聯(lián)系學(xué)科前沿或有創(chuàng)新（30%）。（4）PPT制作精美流暢，視頻、圖片與文字比例恰當(dāng)，有美感（10%）。（5）本團(tuán)隊(duì)成員全部積極參與匯報(bào)、補(bǔ)充、提問(wèn)或回答問(wèn)題，組內(nèi)成員分工明確，配合默契（20%）。（1）聲音宏亮，吐字清晰；服裝整潔、儀態(tài)較大方，但有較多時(shí)間盯著PPT或回頭看投影（10%）。（2）內(nèi)容能講清，重點(diǎn)比較突出，但邏輯性不夠清晰，有個(gè)別卡頓或口語(yǔ)重復(fù)（30%）。（3）準(zhǔn)備較充分，展示內(nèi)容較豐富，內(nèi)容、觀(guān)點(diǎn)正確，但未聯(lián)系學(xué)科前沿或創(chuàng)新性不足（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不夠恰當(dāng)，文字太多，或字體顏色不夠鮮明（10%）。（5）本團(tuán)隊(duì)3人以上成員積極參與匯報(bào)、補(bǔ)充、提問(wèn)或回答問(wèn)題，組內(nèi)成員分工較明確，配合較默契（20%）。（1）聲音不夠宏亮，或吐字不夠清晰；服裝整潔，但儀態(tài)不夠自然；長(zhǎng)時(shí)間看PPT或投影（10%）。（2）內(nèi)容基本能講清，但重點(diǎn)不突出，邏輯性不強(qiáng)，口語(yǔ)化表達(dá)較嚴(yán)重（30%）。（3）準(zhǔn)備不夠充分，內(nèi)容、觀(guān)點(diǎn)少數(shù)不正確，未聯(lián)系學(xué)科前沿或無(wú)創(chuàng)新（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不夠恰當(dāng)，文字較多，或字體顏色單一，字號(hào)太?。?0%）。（5）本團(tuán)隊(duì)2人參與匯報(bào)、補(bǔ)充、提問(wèn)或回答問(wèn)題，組內(nèi)成員有明確分工，但配合欠默契（20%）。（1）聲音較小，或吐字不清晰；服裝不整潔，或儀態(tài)不自然；長(zhǎng)時(shí)間看PPT或投影（10%）。（2）表達(dá)思路不夠清晰，內(nèi)容講解不夠清楚，口語(yǔ)化表達(dá)嚴(yán)重（30%）。（3）準(zhǔn)備不充分，內(nèi)容、觀(guān)點(diǎn)多處不正確，未聯(lián)系學(xué)科前沿，無(wú)創(chuàng)新（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不恰當(dāng)，文字太多，字體顏色單一，字號(hào)太小（10%）。（5）本團(tuán)隊(duì)1人參與匯報(bào)、補(bǔ)充、提問(wèn)或回答問(wèn)題，組內(nèi)成員分工不夠明確，且配合欠默契（20%）。（1）聲音太小，吐字不清晰，聽(tīng)不清楚；服裝不整潔，儀態(tài)不自然；照PPT念（