现代材料表征技术（新创碳谷）教学大纲

1、现代材料表征技术（新创碳谷）教学大纲（Modern material characterization techniques）一、课程概况课程代码：2501058学 分：2学 时：32先修课程：分析化学、无机化学、物理化学、仪器分析与实验等适用专业：化学工程与工艺建议教材：材料分析测试技术与应用，马毅龙 著，化学工业出版社，2017-10-01；课程归口：化工与材料学院课程团队：壮亚峰、吴泽颖、魏雪姣、张欢等课程的性质与任务：本课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课。通过本课程的学习，使学生在已学过化学分析、物理化学、仪器分析与实验等课程的基础上，学习和掌握现代材料表征的常用方法和仪器，理解

2、基本理论、各类仪器分析的基本原理、仪器构造和定性定量分析方法，培养学生根据实际问题的需要，应用各类仪器分析方法对材料进行表征（定性或定量）的能力，同时培养学生具有辩证思维能力，树立理论联系实际的科学观，为学生毕业后从事相关工作打下良好的基础。课程目标对毕业要求观测点的支撑序号课程目标支撑毕业要求观测点毕业要求1目标1：理解并掌握仪器分析方法的基本原理、理论、仪器构造；掌握相关分析结果的分析方法，能够进行定性、定量分析。观测点5.1：了解现代材料表征常用的方法、仪器、信息技术工具、分析软件和模拟软件；掌握的使用原理和方法，理解其局限性。毕业要求1工程知识：能够掌握数学、自然科学、工程基础和专业知

3、识并用于解决化学工程与工艺领域的复杂工程问题。毕业要求5使用现代工具：能够针对化学工程与工艺领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对化学工程与工艺领域的复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。2目标2：能够根据材料的特征和需求，选择合适的表征方法、仪器和分析条件；能够把所学的仪器分析基本理论、原理、分析方法和技能，运用到具体的材料表征中去；能够用相应专业软件分析表征结果并应用。观测点4.1：能够比较和选择研究路线，设计实验方案，分析和应用表征结果。毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析

4、化学工程与工艺领域的复杂工程问题，以获得有效结论。毕业要求4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。课程内容及要求序号教学内容思政元素预期学习成果教学学时教学方式支撑课程目标1实验室一般知识：分析实验室安全规则；分析实验室用水的规格和制备、玻璃仪器的洗涤、化学试剂的级别、保管和使用；分析试样的准备、保存和分解；特殊材料的使用、气体钢瓶的使用及注意事项。质量控制目的；方法评价指标；方法验证过程。传感器的基本特性；物理传感器、化学传感器、生物传感器的基本原理和基本结构；传感器在现代分析仪器中的重要作用。重点和难点：

5、分析试样准备、保存和使用的要求。正确使用仪器设备、处理化学试剂的重要性，培养学生具备安全意识和环保意识。理解基础科学与科研工具的重要性，培养学生具备勇敢探索精神、认识动手能力重要性。能够了解分析实验室安全规则；能够理解准备、保存和使用分析试样的要求和方法；能够了解实验室水、仪器、试剂的使用要求。能够理解传感器的重要性；能够掌握传感器的分类、原理、结构、特点与局限。2（讲授）讲授/讨论/实例教学等目标12X射线衍射分析原理、方法及应用：晶体的结构、X射线的产生与特征、晶体对X射线的衍射作用、X射线衍射仪的结构与基本原理、粉末状材料的X射线衍射分析方法、X射线衍射分析数据的分析软件与应用。重点和难

6、点：晶体对X射线的衍射作用，衍射数据分析与应用；介绍分析方法的产生、推广对科学发展的促进作用，激发学生大胆谨慎的科学探索精神，目标动手、团队合作的重要性。理解晶体结构，对X射线的衍射作用，掌握衍射数据分析软件，并能够实际应用。12（讲授）讲授/实例/讨论/等目标1目标23扫描电子显微分析：扫描电子显微镜基本工作原理和结构；电子束与样品相互作用产生的信号类型；扫描电子显微镜衬度原理；电子探针的基本原理及构造；电子背散射衍射的结构及基本原理；样品的断口类型与制备方法；重点和难点：掌握不同分析方法的优缺点；能够根据需要制备相应的样品断口。正确的方法选择及实验操作对分析结果的重要性，培养学生具备职业道

7、德和敬业精神。理解扫描电子显微镜基本工作原理和结构；能够掌握不同方法应用范围；能够更具样品和需要制备合适的断口。6（讲授）讲授/讨论/实例教学等目标1目标24透射电子显微分析：透射电子显微镜的结构与成像原理；电子衍射基本原理与衍射花样标定；透射电子显微镜衬度原理；扫描透射电子显微镜的工作原理与基本结构；透射电子显微镜样品制备方法；重点和难点：透射电子显微镜的基本结构与原理；电子衍射基本原理与衍射花样标定；透射电子显微镜样品制备方法；正确的方法选择及实验操作对分析结果的重要性，培养学生具备职业道德和敬业精神。理解透射电子显微镜的基本结构与原理；掌握样品制备方法；掌握衍射花样标定、形貌与晶体结构分

8、析。6（讲授）讲授/实验/讨论/等目标1目标25原子力显微镜：原子力显微镜工作原理、结构、功能；在材料科学方面中的应用。重点和难点：原子力显微镜的优势与局限性；样品制备技术。正确的方法选择及实验操作对分析结果的重要性，培养学生具备职业道德和敬业精神。理解原子力显微镜的基本原理、仪器结构、功能；了解显微分析技术的优势与局限性。4（讲授）讲授/实验/讨论/等目标1目标26其他近代材料测试方法：电子探针的结构、分析方法和应用；离子探针、低能电子衍射、俄歇电子能谱、X射线光电子能谱的结构、分析方法和应用。重点和难点：各种测试方法的优势与局限性；样品制备技术。理解其他材料测试方法的基本原理、仪器结构、功

9、能，了解各自的优势与局限性。2（讲授）讲授/实验/讨论/等目标1目标2四、课程实施（一）教学方法与教学手段1.采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。2.课程讲授与启案例教学、课堂讨论、设计实验方案、解释实际现象、线上网络教学、实验设计及实施等多种教学方式结合，实行互动研究型教学，重点培养学生的理论素养和实践操作能力。因此，本课程要求课前必须阅读教材的相关部分和参考文献；课上主动参与讨论；课后按时完成布置的作业，积极进行教学互动交流。（二）课程实施与保障主要教学环节质量要求1备课1.掌握本课程教学大纲内容，严格按照教学大纲要求进行课

10、程教学内容的组织。2.熟悉教材各章节，借助专业书籍资料，并依据教学大纲编写授课计划进度表3.根据各部分教学内容，构思授课思路、技巧，选择合适的教学方法。2讲授1.要点准确、推理正确、条理清晰、重点突出，能够理论联系实际，熟练地解答和讲解例题。2.采用多种教学方式（如启发式教学、案例分析教学、讨论式教学、多媒体示范教学等），注重培养学生发现、分析和解决问题的能力。3.能够采用现代信息技术辅助教学。4.表达方式应能便于学生理解、接受，力求形象生动，使学生在掌握知识的过程中，保持较为浓厚的学习兴趣。3作业布置与批改学生必须完成规定数量的作业，作业必须达到以下基本要求：1.按时按量完成作业，不缺交，不

11、抄袭。2.书写规范、清晰。3.解题方法和步骤正确。教师批改和讲评作业要求如下：1.学生的作业要按时全部批改，并及时进行讲评。2.教师批改和讲评作业要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。3.学生作业的平均成绩应作为本课程总评成绩中平时成绩的重要组成部分。4课内实验学生必须完成规定数量的课内实验，课内实验必须达到以下基本要求：1.按时按量完成预习报告和实验报告，不缺交，不抄袭。2.书写规范、清晰。3.实验步骤、操作和结果处理正确。教师批改和讲评作业要求如下：1.学生的预习报告和实验要按时全部批改，并及时进行讲评。2.教师批改和讲评预习报告和实验报告要认真、细致，按百分制评定成绩并写明日期。3.

12、学生课内实验的平均成绩应作为本课程总评成绩中实验成绩。5课外答疑为了解学生的学习情况，帮助学生更好地理解和消化所学知识、改进学习方法和思维方式，培养其独立思考问题的能力，课外答疑方式、时间、地点要跟学生商量共同确定，灵活安排。6成绩考核本课程考核的方式为闭卷笔试。考试监考由学院统一安排。有下列情况之一者，总评成绩为不及格：1.缺交作业次数达1/3以上者。2.缺课次数达本学期总授课学时的1/3以上者。3.实验考核不及格。五、课程考核（一）课程考核包括期末考试、作业、平时测验考核和实验（实践）考核等，期末考试采用开卷考试方式。（二）课程总评成绩=平时成绩10% +作业10% +平时测验10%+课内

13、实验30%+期末考试成绩40%。具体内容和比例如表所示。考核环节成绩比例考核内容与评价细则支撑目标目标1目标2平时表现30%课堂不定期点名，考核能否按时到勤，对于旷课、迟到和早退者适当扣分，根据平时课堂笔记、课堂回答问题等情况确定平时表现分数。还包括平时布置的调研报告、案例分析、小组讨论、实验报告和小设计等，赋予平时成绩。15%15%作业10%重点章节对应有思考题和习题，考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握度。对每次作业完成情况做记录并百分制打分。5%5%测 验10%网络课堂测验，考察学生对教学内容的掌握情况，以课堂测试的形式进行。5%5%期末试卷50%题型考核内容及相应试题选择题主要考核

14、仪器分析方法的原理和使用范围、仪器构造等4%4%判断题主要考核仪器分析方法的原理和使用范围、仪器构造等4%4%简答题主要考核仪器方法选择、实验方案设计、数据分析等。8%8%计算题主要考核定量定性方法，方法评价等。4%4%合 计100%50%50%备注：课程目标达成度计算方法如下：六、有关说明（一）持续改进本课程根据课后作业、实验、考勤、期末考试等考核情况，以及学生、教学督导的反馈意见，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进提高。针对课程目标设计出课程考核的方式、内容和评分标准，确保课程内容与教学方式能有效实现课程目标，使得考核结果能够证明课程目标达成。（二）参考书目及学习资料仪器分析（第三版），陈浩，科学出版社，2018.9现代仪器分析实验技术：上册，孙东平、李羽让、纪明中、唐卫华，科学出版社，2018.8仪器分析（第5版），朱明华、胡坪，高等教育出版社，2019-03-01；现代仪器分析，袁存光 等 编，化学工业出版社