《材料制備與表征》課程教學(xué)大綱

《材料制備與表征》教學(xué)大綱課程編號：11220047英文名稱：PreparationandCharacterizationofMaterials學(xué)分：3學(xué)時：總學(xué)時64學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實踐32學(xué)時先修課程：無機(jī)化學(xué)1、無機(jī)化學(xué)2、有機(jī)化學(xué)1、有機(jī)化學(xué)2、分析化學(xué)、物理化學(xué)1、物理化學(xué)2、儀器分析及實驗、材料科學(xué)基礎(chǔ)課程類別：專業(yè)主干課程授課對象：新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：化學(xué)化工學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)材料制備與表征主要介紹現(xiàn)代新材料的制備方法和材料表征與性能測試方法，通過對該課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生掌握材料制備與表征的基本原理及方法，熟悉材料制備與表征的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，深入理解材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能、材料應(yīng)用之間的相互關(guān)系，為將來材料制備、研發(fā)以及材料分析測試奠定堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。通過對該課程的學(xué)習(xí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生在材料設(shè)計技術(shù)和方法、實驗結(jié)果分析等方面的能力，加深對其所學(xué)理論知識的理解，提高動手能力、理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力，提高其科研能力和科研素質(zhì)。對于學(xué)生科學(xué)思維、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高起著至關(guān)重要的作用。本課程在知識、能力及素質(zhì)發(fā)展等方面應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：了解或掌握材料制備與表征的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)方法，制備方法包括溶膠-凝膠法、水熱與溶劑熱合成、共沉淀法、化學(xué)氣相沉積法、低熱固相合成法，表征方法包括X射線衍射分析、電子顯微技術(shù)、X射線光電子能譜分析、材料熱分析、物理吸附和材料的宏觀物性測定等。課程目標(biāo)2：進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)能力，有效使用課程教學(xué)大綱、教學(xué)用書、參考教材和互聯(lián)網(wǎng)平臺，能科學(xué)地安排課外自學(xué)時間，學(xué)會自主學(xué)習(xí)。了解材料制備與表征常用的技術(shù)，要求能用以上專業(yè)知識進(jìn)行材料的設(shè)計、制備，并進(jìn)行正確的測試和分析。同時掌握新材料的前沿及進(jìn)展等。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、實事求是的科學(xué)作風(fēng)和嚴(yán)密的科學(xué)方法；培養(yǎng)自學(xué)能力、動手能力、綜合分析能力、創(chuàng)造思維能力和創(chuàng)新能力等。樹立良好的職業(yè)道德和團(tuán)隊意識，立志獻(xiàn)身于材料事業(yè)。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重3-2：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理用于新能源材料與器件設(shè)計、制備或加工工程問題的表述。課程目標(biāo)1H4-1：正確認(rèn)識自我探索和學(xué)習(xí)的必要性與重要性，能針對學(xué)習(xí)任務(wù)自覺開展預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)與總結(jié)，具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識。課程目標(biāo)2M5-2：能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計算與設(shè)計；課程目標(biāo)3M（注：要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點應(yīng)是一一對應(yīng)支撐）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論：（1）材料制備與表征的含義（2）材料制備與表征的研究進(jìn)展（3）材料制備與表征的基本方法了解材料制備與表征的發(fā)展趨勢；重難點：理解材料制備與表征的重要性；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生探索最新科研進(jìn)展的能力。2集中講授1,2,32溶膠-凝膠法：（1）溶膠-凝膠制備方法的發(fā)展（2）溶膠-凝膠制備方法原理（3）溶膠-凝膠制備工藝（4）溶膠-凝膠制備方法應(yīng)用實例認(rèn)識溶膠-凝膠制備方法應(yīng)用、制備工藝；重難點：掌握溶膠-凝膠制備方法原理及在新能源材料中的應(yīng)用；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。4集中講授1,23水熱與溶劑熱合成：（1）水熱與溶劑熱合成方法的發(fā)展（2）水熱與溶劑熱合成方法原理（3）水熱與溶劑熱合成工藝（4）水熱與溶劑熱合成方法應(yīng)用實例了解水熱與溶劑熱合成方法應(yīng)用；熟悉水熱與溶劑熱合成工藝；重難點：掌握水熱與溶劑熱合成方法原理；德育元素：養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。4集中講授1,24共沉淀法：（1）共沉淀制備方法的發(fā)展（2）共沉淀制備方法原理（3）共沉淀制備工藝（4）共沉淀制備方法應(yīng)用實例熟悉共沉淀制備工藝；了解共沉淀制備方法應(yīng)用；重難點：掌握共沉淀制備方法原理；德育元素：養(yǎng)成材料應(yīng)用中正確的價值取向。4集中講授1,25化學(xué)氣相沉積法：（1）化學(xué)氣相沉積制備方法的發(fā)展（2）化學(xué)氣相沉積制備方法原理（3）化學(xué)氣相沉積制備工藝（4）化學(xué)氣相沉積制備方法應(yīng)用實例了解化學(xué)氣相沉積制備方法應(yīng)用；熟悉化學(xué)氣相沉積制備工藝；重難點：掌握化學(xué)氣相沉積制備方法原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。2集中講授1,26低熱固相合成：（1）低熱固相合成方法的發(fā)展（2）低熱固相合成方法原理（3）低熱固相合成工藝（4）低熱固相合成方法應(yīng)用實例了解低熱固相合成方法應(yīng)用；熟悉低熱固相合成工藝；重難點：掌握低熱固相合成方法原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)對國家發(fā)展的重要性。2集中講授1,27X射線衍射分析：（1）X射線的產(chǎn)生及其性質(zhì)（2）X射線衍射分析方法（3）粉晶X射線物相分析（4）一些X射線衍射分析方法的應(yīng)用了解X射線衍射分析方法的應(yīng)用；熟悉X射線衍射測試分析方法；重難點：掌握X射線衍射原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)、人文素養(yǎng)。4集中講授1,28電子顯微技術(shù)：（1）透射電子顯微鏡（2）掃描電子顯微鏡(SEM)（3）X射線纖維分析熟悉電子顯微技術(shù)分析方法；了解電子顯微技術(shù)的應(yīng)用；重難點：掌握電子顯微技術(shù)原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。4集中講授1,29X射線光電子能譜分析：（1）X射線光電子能譜分析的創(chuàng)立和發(fā)展（2）光電子能譜實驗技術(shù)（3）X射線光電子能譜的應(yīng)用熟悉X射線光電子能譜分析方法；了解X射線光電子能譜分析方法的應(yīng)用；重難點：掌握X射線光電子能譜原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作的能力。2集中講授1,2,310材料熱分析：（1）熱分析技術(shù)的概述（2）熱重分析法（3）差熱分析法(DTA)（4）示差掃描量熱分析法熟悉材料熱分析方法；了解材料熱分析方法的應(yīng)用；重難點：掌握材料熱分析原理；德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。2集中講授1,2,311物理吸附和材料的宏觀物性測定：（1）吸附與物理吸附（2）宏觀物性測定掌握：物理吸附和材料的宏觀物性測定原理。熟悉：物理吸附和材料的宏觀物性測定方法。了解：物理吸附和材料的宏觀物性測定的應(yīng)用。德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。2集中講授1,2,3合計序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1溶膠凝膠法制備TiO2氣凝膠掌握溶膠-凝膠原理、物料計算和加熱、攪拌、凝膠、蒸發(fā)、結(jié)晶等基本操作；利用溶膠凝膠法制備納米TiO2粉體。(必修)德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。6綜合1,2,32直接共沉淀法制備草酸鈷了解：鋰離子電池正極材料前驅(qū)體的制備原理；掌握：液相共沉淀法合成鋰離子電池正極材料前驅(qū)體的基本實驗方法和步驟。德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。7綜合1,2,33共沉淀法制備納米CeO2了解：共沉淀原理和數(shù)據(jù)設(shè)計并制備納米CeO2掌握：溶解、攪拌、滴加、過濾、洗滌、烘干、煅燒等基本操作(必修)德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。6綜合1,2,34微乳液法制備納米硫了解：納米硫的特性及在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用；掌握：微乳液法制備納米材料的實驗原理及方法。德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。7綜合1,2,35X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡(SEM)和物理吸附測試掌握：X射線衍射分析儀、掃描電子顯微鏡(SEM)和物理吸附儀結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和具體操作。德育元素：培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。6驗證1,2,3合計32注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法本課程的教學(xué)通過多媒體課件展示與板書結(jié)合的方式講授，在課堂上通過討論、提問等方式引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，加深對疑難問題的理解，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核課程考核采用過程性和結(jié)果性相結(jié)合的多元評價方式，總評成績由平時成績、實驗成績和期末考核三部分組成，具體計算方法如下：（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)、實驗成績、期末考核組成，均按百分制計分，其中平時作業(yè)成績占20%、實驗成績占35%、期末考核成績占45%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計1平時作業(yè)1055202實驗成績151010353期末考試15151545課程目標(biāo)對應(yīng)分值403030100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析新能源領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析新能源領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對新能源領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對新能源領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識別、分析。2.章節(jié)測試與評價標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測試根據(jù)測試題目及評分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.實驗報告考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分實驗報告格掌握實驗原理與實驗設(shè)計間的關(guān)系。獨立撰寫實驗報告；報告書寫規(guī)范，邏輯通順，結(jié)論正確。能夠?qū)嶒炦M(jìn)行思考，提出改進(jìn)意見。掌握實驗原理與實驗設(shè)計間的關(guān)系。獨立撰寫實驗報告；報告書寫規(guī)范，邏輯通順，結(jié)論正確。了解實驗原理與實驗設(shè)計間的關(guān)系。獨立撰寫實驗報告；報告書寫規(guī)范，結(jié)論正確。不了解實驗原理與實驗設(shè)計間的關(guān)系。獨立撰寫實驗報告；報告書寫不規(guī)范，結(jié)論不正確。4.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)