1、現代材料表征技術（新創碳谷）教學大綱（Modern material characterization techniques）一、課程概況課程代碼：2501058學 分：2學 時：32先修課程：分析化學、無機化學、物理化學、儀器分析與實驗等適用專業：化學工程與工藝建議教材：材料分析測試技術與應用，馬毅龍 著，化學工業出版社，2017-10-01；課程歸口：化工與材料學院課程團隊：壯亞峰、吳澤穎、魏雪姣、張歡等課程的性質與任務：本課程是化學工程與工藝專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習，使學生在已學過化學分析、物理化學、儀器分析與實驗等課程的基礎上，學習和掌握現代材料表征的常用方法和儀器，理解

2、基本理論、各類儀器分析的基本原理、儀器構造和定性定量分析方法，培養學生根據實際問題的需要，應用各類儀器分析方法對材料進行表征（定性或定量）的能力，同時培養學生具有辯證思維能力，樹立理論聯系實際的科學觀，為學生畢業后從事相關工作打下良好的基礎。課程目標對畢業要求觀測點的支撐序號課程目標支撐畢業要求觀測點畢業要求1目標1：理解并掌握儀器分析方法的基本原理、理論、儀器構造；掌握相關分析結果的分析方法，能夠進行定性、定量分析。觀測點5.1：了解現代材料表征常用的方法、儀器、信息技術工具、分析軟件和模擬軟件；掌握的使用原理和方法，理解其局限性。畢業要求1工程知識：能夠掌握數學、自然科學、工程基礎和專業知

3、識并用于解決化學工程與工藝領域的復雜工程問題。畢業要求5使用現代工具：能夠針對化學工程與工藝領域的復雜工程問題，開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括對化學工程與工藝領域的復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。2目標2：能夠根據材料的特征和需求，選擇合適的表征方法、儀器和分析條件；能夠把所學的儀器分析基本理論、原理、分析方法和技能，運用到具體的材料表征中去；能夠用相應專業軟件分析表征結果并應用。觀測點4.1：能夠比較和選擇研究路線，設計實驗方案，分析和應用表征結果。畢業要求2問題分析：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析

4、化學工程與工藝領域的復雜工程問題，以獲得有效結論。畢業要求4研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。課程內容及要求序號教學內容思政元素預期學習成果教學學時教學方式支撐課程目標1實驗室一般知識：分析實驗室安全規則；分析實驗室用水的規格和制備、玻璃儀器的洗滌、化學試劑的級別、保管和使用；分析試樣的準備、保存和分解；特殊材料的使用、氣體鋼瓶的使用及注意事項。質量控制目的；方法評價指標；方法驗證過程。傳感器的基本特性；物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器的基本原理和基本結構；傳感器在現代分析儀器中的重要作用。重點和難點：

5、分析試樣準備、保存和使用的要求。正確使用儀器設備、處理化學試劑的重要性，培養學生具備安全意識和環保意識。理解基礎科學與科研工具的重要性，培養學生具備勇敢探索精神、認識動手能力重要性。能夠了解分析實驗室安全規則；能夠理解準備、保存和使用分析試樣的要求和方法；能夠了解實驗室水、儀器、試劑的使用要求。能夠理解傳感器的重要性；能夠掌握傳感器的分類、原理、結構、特點與局限。2（講授）講授/討論/實例教學等目標12X射線衍射分析原理、方法及應用：晶體的結構、X射線的產生與特征、晶體對X射線的衍射作用、X射線衍射儀的結構與基本原理、粉末狀材料的X射線衍射分析方法、X射線衍射分析數據的分析軟件與應用。重點和難

6、點：晶體對X射線的衍射作用，衍射數據分析與應用；介紹分析方法的產生、推廣對科學發展的促進作用，激發學生大膽謹慎的科學探索精神，目標動手、團隊合作的重要性。理解晶體結構，對X射線的衍射作用，掌握衍射數據分析軟件，并能夠實際應用。12（講授）講授/實例/討論/等目標1目標23掃描電子顯微分析：掃描電子顯微鏡基本工作原理和結構；電子束與樣品相互作用產生的信號類型；掃描電子顯微鏡襯度原理；電子探針的基本原理及構造；電子背散射衍射的結構及基本原理；樣品的斷口類型與制備方法；重點和難點：掌握不同分析方法的優缺點；能夠根據需要制備相應的樣品斷口。正確的方法選擇及實驗操作對分析結果的重要性，培養學生具備職業道

7、德和敬業精神。理解掃描電子顯微鏡基本工作原理和結構；能夠掌握不同方法應用范圍；能夠更具樣品和需要制備合適的斷口。6（講授）講授/討論/實例教學等目標1目標24透射電子顯微分析：透射電子顯微鏡的結構與成像原理；電子衍射基本原理與衍射花樣標定；透射電子顯微鏡襯度原理；掃描透射電子顯微鏡的工作原理與基本結構；透射電子顯微鏡樣品制備方法；重點和難點：透射電子顯微鏡的基本結構與原理；電子衍射基本原理與衍射花樣標定；透射電子顯微鏡樣品制備方法；正確的方法選擇及實驗操作對分析結果的重要性，培養學生具備職業道德和敬業精神。理解透射電子顯微鏡的基本結構與原理；掌握樣品制備方法；掌握衍射花樣標定、形貌與晶體結構分

8、析。6（講授）講授/實驗/討論/等目標1目標25原子力顯微鏡：原子力顯微鏡工作原理、結構、功能；在材料科學方面中的應用。重點和難點：原子力顯微鏡的優勢與局限性；樣品制備技術。正確的方法選擇及實驗操作對分析結果的重要性，培養學生具備職業道德和敬業精神。理解原子力顯微鏡的基本原理、儀器結構、功能；了解顯微分析技術的優勢與局限性。4（講授）講授/實驗/討論/等目標1目標26其他近代材料測試方法：電子探針的結構、分析方法和應用；離子探針、低能電子衍射、俄歇電子能譜、X射線光電子能譜的結構、分析方法和應用。重點和難點：各種測試方法的優勢與局限性；樣品制備技術。理解其他材料測試方法的基本原理、儀器結構、功

9、能，了解各自的優勢與局限性。2（講授）講授/實驗/討論/等目標1目標2四、課程實施（一）教學方法與教學手段1.采用多媒體教學手段，配合例題的講解及適當的思考題，保證講課進度的同時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛。2.課程講授與啟案例教學、課堂討論、設計實驗方案、解釋實際現象、線上網絡教學、實驗設計及實施等多種教學方式結合，實行互動研究型教學，重點培養學生的理論素養和實踐操作能力。因此，本課程要求課前必須閱讀教材的相關部分和參考文獻；課上主動參與討論；課后按時完成布置的作業，積極進行教學互動交流。（二）課程實施與保障主要教學環節質量要求1備課1.掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行課

10、程教學內容的組織。2.熟悉教材各章節，借助專業書籍資料，并依據教學大綱編寫授課計劃進度表3.根據各部分教學內容，構思授課思路、技巧，選擇合適的教學方法。2講授1.要點準確、推理正確、條理清晰、重點突出，能夠理論聯系實際，熟練地解答和講解例題。2.采用多種教學方式（如啟發式教學、案例分析教學、討論式教學、多媒體示范教學等），注重培養學生發現、分析和解決問題的能力。3.能夠采用現代信息技術輔助教學。4.表達方式應能便于學生理解、接受，力求形象生動，使學生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學習興趣。3作業布置與批改學生必須完成規定數量的作業，作業必須達到以下基本要求：1.按時按量完成作業，不缺交，不

11、抄襲。2.書寫規范、清晰。3.解題方法和步驟正確。教師批改和講評作業要求如下：1.學生的作業要按時全部批改，并及時進行講評。2.教師批改和講評作業要認真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。3.學生作業的平均成績應作為本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課內實驗學生必須完成規定數量的課內實驗，課內實驗必須達到以下基本要求：1.按時按量完成預習報告和實驗報告，不缺交，不抄襲。2.書寫規范、清晰。3.實驗步驟、操作和結果處理正確。教師批改和講評作業要求如下：1.學生的預習報告和實驗要按時全部批改，并及時進行講評。2.教師批改和講評預習報告和實驗報告要認真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。3.

12、學生課內實驗的平均成績應作為本課程總評成績中實驗成績。5課外答疑為了解學生的學習情況，幫助學生更好地理解和消化所學知識、改進學習方法和思維方式，培養其獨立思考問題的能力，課外答疑方式、時間、地點要跟學生商量共同確定，靈活安排。6成績考核本課程考核的方式為閉卷筆試。考試監考由學院統一安排。有下列情況之一者，總評成績為不及格：1.缺交作業次數達1/3以上者。2.缺課次數達本學期總授課學時的1/3以上者。3.實驗考核不及格。五、課程考核（一）課程考核包括期末考試、作業、平時測驗考核和實驗（實踐）考核等，期末考試采用開卷考試方式。（二）課程總評成績=平時成績10% +作業10% +平時測驗10%+課內

13、實驗30%+期末考試成績40%。具體內容和比例如表所示?？己谁h節成績比例考核內容與評價細則支撐目標目標1目標2平時表現30%課堂不定期點名，考核能否按時到勤，對于曠課、遲到和早退者適當扣分，根據平時課堂筆記、課堂回答問題等情況確定平時表現分數。還包括平時布置的調研報告、案例分析、小組討論、實驗報告和小設計等，賦予平時成績。15%15%作業10%重點章節對應有思考題和習題，考核學生對每節課知識點的復習、理解和掌握度。對每次作業完成情況做記錄并百分制打分。5%5%測 驗10%網絡課堂測驗，考察學生對教學內容的掌握情況，以課堂測試的形式進行。5%5%期末試卷50%題型考核內容及相應試題選擇題主要考核

14、儀器分析方法的原理和使用范圍、儀器構造等4%4%判斷題主要考核儀器分析方法的原理和使用范圍、儀器構造等4%4%簡答題主要考核儀器方法選擇、實驗方案設計、數據分析等。8%8%計算題主要考核定量定性方法，方法評價等。4%4%合 計100%50%50%備注：課程目標達成度計算方法如下：六、有關說明（一）持續改進本課程根據課后作業、實驗、考勤、期末考試等考核情況，以及學生、教學督導的反饋意見，及時對教學中不足之處進行改進，并在下一輪課程教學中改進提高。針對課程目標設計出課程考核的方式、內容和評分標準，確保課程內容與教學方式能有效實現課程目標，使得考核結果能夠證明課程目標達成。（二）參考書目及學習資料儀器分析（第三版），陳浩，科學出版社，2018.9現代儀器分析實驗技術：上冊，孫東平、李羽讓、紀明中、唐衛華，科學出版社，2018.8儀器分析（第5版），朱明華、胡坪，高等教育出版社，2019-03-01；現代儀器分析，袁存光 等 編，化學工業出版社