纳米材料概论实验课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称纳米材料概论实验（Synthetical Experiments of Introduction to Nanomaterials）课程代码072503202295课程属性专业知识课时/学分16/0.5课程性质选修实践学时16责任教师课外学时0一、 课程介绍 1.课程描述： 纳米材料概论实验是在纳米材料概论理论课的基础上，开展纳米材料综合性设计性的专业实验课程，是研究纳米材料制备、结构和性能的一门实验科学，是对纳米材料概论专业基础课、材料化学专业基础课的知识实践与应用。本课程主要包括纳米材料制备、材料热分析以及热处理过程、材料性能测试分析以及

2、相关数据处理软件应用等内容。通过实验使学生能够理论结合实践，深化和拓展材料专业理论教学的内容；进一步加深材料专业知识特别是纳米材料方面的理解，掌握纳米材料制备的基本原理、操作过程、测试方法、数据采集、数据分析与处理、实验知识和技能。通过综合性和设计性实验内容，使学生理解材料制备工艺对材料物理性能、晶型结构性能等方面的影响，培养学生严谨的科学态度与创新思维方法。2.设计思路：本课程采用综合型设计型模式开展实验课程，以材料科学基础和纳米材料概论理论课程为基础，以纳米材料制备与性能检测为主线，课程内容包括四个模块：纳米材料制备、材料热分析、纳米材料后处理、纳米材料XRD分析表征及性能分析，以分组方式

3、进行实验。实验设计过程中考虑多种因素对纳米材料制备和性能的影响，通过分组实验，使学生将掌握的纳米材料制备设计理论知识及时应用在实际实验中；通过对实验过程的观察和实验数据的分析，使学生了解纳米材料制备工艺对其物理性能和其他性能等方面的影响，提高学生综合分析及解决实际问题的能力。 3. 课程与其他课程的关系纳米材料概论实验课程需要先修课程为材料科学与工程基础，同时选修纳米材料概论理论课。本课程与这两门课程密切相关，纳米材料概论实验是前面这两门理论课程的实践和应用，强调理论在实验过程中的相关性和综合性分析；将无机材料方面研究的科研成果融入到实验课教学中。二、课程目标本课程的目标是结合纳米材料概论教学

4、课程内容，使学生更好的理解和掌握纳米材料制备与性能之间关系。通过本课程学习，系统地掌握纳米材料制备、表征及性能测试完整的过程，增加学生对材料制备及应用感性认识，加深理论知识的理解，培养学生认真的科学态度和严谨的科研作风，使学生具备一定的从事科学研究的思维方法和实验能力。 三、学习要求纳米材料概论实验是一门涉及到环保、经济、工程和技术等诸多学科综合设计性的课程，在提高学生要有扎实的理论基础和熟练的专业技能同时，要培养学生有一定的安全意识和环保常识。要达到以上学习任务，学生必须：1、学生必须严格遵守实验室的相关规章制度，严禁违反实验室安全要求的任何行为。2、实验前认真阅读讲义，实验前进行预习，就实

5、验目的、原理、实验注意事项等书写预习报告。实验必须准时，不能擅自更换实验时间。3、实验时要认真操作，认真观察现象，做好记录。必须准备实验记录本，所有原始记录（实验数据及现象）均记录在记录本上，不允许记在他处。不允许篡改，编造实验数据与记录。4、实验时，遵守操作规程，注意安全。与实验相关问题，小组成员讨论并及时与老师交流，未经教师同意不得更改实验操作步骤。实验室内不能高声喧哗，谈笑，从事与实验无关行为。 5、实验报告独立完成（数据处理除外），在下一次实验时交给任课教师。实验报告的内容包括如下：实验名称、学生姓名、组员、班号和实验日期；实验目的和要求；实验原理；实验仪器、设备与药品；实验步骤；实验

6、原始记录；实验数据处理与分析，讨论实验指导书中提出的思考题，对实验中的异常现象需探讨原因。另外，可以提出问题及对实验的改进意见，也可以写自己在实验中的心得与体会（非必须项）。节约水电、药品，爱护仪器设备，损坏要报告老师进行登记。由于自身操作失误造成的仪器损毁，依据学校和实验室相关规定赔偿。非本次实验仪器设备不得乱动。公用仪器、药品及工具用后放回原处，非经教师同意不得带出室外。7、实验产生的废液应倒入指定的废液瓶，不得倾入水池。实验结束后，关好水电，值日生做好清理工作。 四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1. BaTiO3纳米晶粉的溶胶-凝胶法制备制备方法介绍、影响因素分析等4熟悉并掌

7、握溶胶凝胶制备纳米粉体的原理和方法，通过条件控制制备出干凝胶，了解纳米材料制备原理。2. 溶胶-凝胶法制备的BaTiO3凝胶的TG-DSC分析TG/DSC测试方法应用4熟悉并掌握差热（TG/DSC）分析原理和操作方法；了解粉体的TG/DSC表征信息和特点；掌握TG/DSC曲线的分析方法以及合理选择热处理温度等。3. 溶胶-凝胶法制备的BaTiO3凝胶的热处理煅烧制度制定并实施4学会根据TG/DSC分析结果设定粉体热处理升温制度；掌握高温炉的使用与操作方法；掌握粉末热处理过程中的样品放置与取样方法。4. 溶胶-凝胶法制备的BaTiO3粉体不同温度热处理后的XRD分析物质表征与性能分析4熟悉并掌握

8、X射线衍射（XRD）分析原理及衍射峰的标定方法；了解粉体的XRD表征信息和衍射花样特征；根据步进扫描结果计算粉体粒度；掌握标准卡片的使用方法XRD测试和XRD软件分析；了解热处理温度对粉体结构、粒度以及性能的影响。五、参考教材与主要参考书 纳米材料概论 作者:徐云龙 赵崇军 钱秀珍 出版社:华东理工大学出版社2008年01月材料近代测试与分析实验/ 主编：吕彤 出版社：北京:化学工业出版社,2015材料仪器分析主编：陈智栋, 刘亚 出版社： 北京:中国石化出版社,2016六、成绩评定（一）考核方式 E.其他 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成

9、绩综合评分体系比例%1. 实验预习报告成绩152. 实验操作与课堂表现453. 实验报告成绩40总计100附：评分标准1、实验预习评分标准评分标准得分1、清晰完备的实验预习报告，概念清晰，课前能准确的理解实验原理与实验基本框架，有恰当的提炼与概括，对老师的相关提问能准确回答。A85-100分2、较清晰完备的实验预习报告，概念比较清晰，课前能较准确的理解实验原理与实验基本框架，对老师的相关提问能较准确的回答。B70-84分3、实验预习报告不够清晰完备，课前对实验原理与实验基本框架认识不清，概念不清晰，对老师的相关提问不能准确回答。C50-69分4、实验预习报告不完整或没有实验预习报告，概念模糊

10、，课前对实验原理与实验基本框架不了解，不能回答相关提问，没有进行实验预习。D0-49分2、实验操作评分标准评分标准得分1、遵守实验室纪律，合理着装，实验过程中严肃、认真，能够严格按照操作流程进行实验，规范操作仪器，认真观察记录实验现象和数据，出现问题不慌张，对实验中遇到的问题能够深入思考与恰当应对，能与其他同学愉快合作，完成实验。A85-100分2、能遵守实验室纪律，合理着装，实验过程中较严肃、认真，基本按照操作流程进行实验，正确使用仪器，较认真观察记录实验现象和数据，出现问题不慌张，能适当的进行思考与应对，能与其他同学合作，完成实验。B70-84分3、实验纪律一般，着装不当，实验过程中态度不

11、够端正，不能基本按照操作流程进行实验，仪器使用不规范，观察记录实验现象和数据潦草，出现问题慌张，不知如何应对，不善与其他同学合作配合，勉强完成实验。C50-69分4、不遵守实验室安全操作规范，纪律较差，不合理着装，实验过程中态度不端正，不能按照操作流程进行实验，不能正确使用实验仪器，不观察记录实验现象和数据，出现问题慌张，不能与同学合作配合，实验不能完成。D0-49分3、实验报告评分标准评分标准得分1、实验结束后按时完成实验报告，实验步骤吻合实验过程，实验数据分析处理专业，实验结果真实合理，概念清晰，体现出感性认识上升为理性认识的过程，独立完成实验报告。对实验过程中的实验现象与问题有适当的反思与总结，实验课后思考题回答正确。 A85-100分2、实验结束后按时完成实验报告，实验步骤基本吻合实验过程，实验数据分析处理较得当，实验结果真实合理，概念清晰，能体现出感性认识上升为理性认识的过程，独立完成实验报告。实验课后思考题回答基本正确。B70-84分3、实验结束后不能按时完成实验报告，概念不够清晰，实验步骤不清晰，数据处理错误，讨论浮于形式。实验课后思考题回答基本错误。C50-69分4、实验结束后不能按时完成实验报