納米科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論

《納米科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(中文)納米科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論(英文)IntroductiontoNanoscienceandTechnology課程代碼課程性質(zhì)選修開課院部生物科技與大健康學(xué)院課程負(fù)責(zé)人陳玲課程團隊卿寧、趙娟、吳智謀、賀拂授課學(xué)期第七學(xué)期學(xué)分/學(xué)時2學(xué)分/32學(xué)時課內(nèi)學(xué)時32理論學(xué)時32實驗學(xué)時實訓(xùn)（含上機）實習(xí)其他授課語言中文對先修的要求先修《無機與分析化學(xué)》、《有機化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《高分子化學(xué)與物理》。具備無機、有機化學(xué)物質(zhì)的基本性能的知識，能夠認(rèn)知和理解高分子材料的性能，及其制備和加工技術(shù)。對后續(xù)的支撐對《畢業(yè)設(shè)計（論文）》課程提供納米和納米材料的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法等納米科技的基礎(chǔ)知識，為化工產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)、優(yōu)化提供參考。課程思政設(shè)計《納米科學(xué)與技術(shù)》課程在教學(xué)過程中貫徹“立德樹人”的宗旨，有機融入“科技創(chuàng)新”、“工匠精神”、“愛國主義”等的教育。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)計本課程涉及領(lǐng)域廣，內(nèi)容日新月異。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育點有：引入前沿科技動態(tài)，提供科學(xué)家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事跡，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維；進(jìn)行學(xué)生分組專題研討，制作PPT，以展示、發(fā)言或辯論的形式，開展互動型和討論型教學(xué)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性和提高其團隊協(xié)作能力；設(shè)置相關(guān)實驗，鍛煉學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力；嘗試“創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師進(jìn)課堂，學(xué)生創(chuàng)新進(jìn)企業(yè)”等課堂教學(xué)改革新模式。課程簡介本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科學(xué)生的選修課。本課程主要內(nèi)容包括納米科技的一般概念、納米材料學(xué)、聚合物基納米復(fù)合材料學(xué)、納米無機復(fù)合材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物醫(yī)學(xué)、納米測量與表征學(xué)、納米經(jīng)濟學(xué)等的介紹。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解、掌握納米材料的概念、分類及其特點；了解納米材料的物理性能和化學(xué)性能；了解納米材料的主要制備方法及其原理、工藝過程和適用范圍；掌握納米材料粒度、成分、結(jié)構(gòu)、形貌的測試和表征方法；了解納米材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景以及研究進(jìn)展。培養(yǎng)學(xué)生在交叉學(xué)科和創(chuàng)新能力等方面的綜合能力。同時也為學(xué)生今后研究新材料、新性能、新工藝打下理論基礎(chǔ)。本課程將以學(xué)生獲得知識能力為目標(biāo)，采用大量的集中講授、研討，并將課堂教授結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工具如微助教等方式貫穿教學(xué)的全過程。二、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐序號課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點畢業(yè)要求1目標(biāo)1：能夠掌握納米和納米材料的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法等納米科技的基礎(chǔ)知識，并能運用到納米材料工程問題的表述中。1.1能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、化工的基礎(chǔ)和專業(yè)知識、工程科學(xué)的語言工具用于復(fù)雜化工問題的表述。1能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)以及化學(xué)工程與工藝專業(yè)知識用于解決化工產(chǎn)品開發(fā)、化工生產(chǎn)過程中的復(fù)雜工程問題。2目標(biāo)2：能夠整合納米科技的知識，根據(jù)材料的性能特點和應(yīng)用范圍，用納米技術(shù)改性材料。4.1能夠基于專業(yè)理論，根據(jù)對象特征，對化工過程中的復(fù)雜工程問題選擇可行工藝合成路線，設(shè)計可行的實驗方案。4能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對化工過程中的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。3目標(biāo)3：能夠查閱文獻(xiàn)了解納米科技的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢。10.2具備一定的國際視野，理解和尊重世界不同文化的差異性和多樣性，能夠追蹤化工產(chǎn)品和技術(shù)的國際發(fā)展趨勢和研究熱點。10能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1納米科學(xué)技術(shù)概論納米科學(xué)技術(shù)基本概念；納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的意義；納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景重點：納米科學(xué)技術(shù)基本概念思政內(nèi)容導(dǎo)入：分析我國在納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域近年來的發(fā)展，鼓勵同學(xué)樹立遠(yuǎn)大理想，增強民族榮譽感和自信心。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：引入前沿科技動態(tài)。（1）認(rèn)知納米、納米科學(xué)技術(shù)的涵義。（2）認(rèn)知納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的意義。（3）認(rèn)知納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展概況及前景。2講授講授：納米科學(xué)技術(shù)的概念、意義和發(fā)展前景。目標(biāo)12納米材料學(xué)納米材料的概念；納米材料的分類；納米材料的性質(zhì)；納米材料的制備；納米粉體表面改性；納米材料的應(yīng)用；納米結(jié)構(gòu)材料；納米粉體分散體系及應(yīng)用。研討：納米粉體表面改性的方法。文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：無機納米粒子制備技術(shù)的進(jìn)展及其應(yīng)用。重點：納米材料的概念和性質(zhì)；納米材料的制備；納米粉體表面改性。難點：納米材料的制備；納米分體表面改性。思政內(nèi)容導(dǎo)入：介紹廣東江門恩平的一位企業(yè)家，他是南美華僑，看到我國在納米碳酸鈣制備技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距，毅然回家鄉(xiāng)投資設(shè)廠，從設(shè)備、工藝等方面進(jìn)行革新和攻關(guān)，應(yīng)學(xué)習(xí)他的“工匠精神”和愛國主義精神。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：提供科學(xué)家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事跡。（1）理解納米材料的概念；（2）認(rèn)知納米材料常見的分類；（3）分析納米材料的基本性質(zhì)；（4）掌握納米材料常用的制備方法；（5）掌握納米粉體常用的表面改性方法；（6）認(rèn)知納米結(jié)構(gòu)材料的概念、性能和應(yīng)用；（7）認(rèn)知納米分散體系的制備方法及應(yīng)用；6講授/討論講授：納米材料的相關(guān)知識點；討論：分組討論或微助教等新媒體形式文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：中國知網(wǎng)、維普、超星、百度、谷歌等途徑調(diào)研學(xué)習(xí)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)33聚合物基納米復(fù)合材料學(xué)納米復(fù)合材料的定義；納米復(fù)合材料的命名與分類；納米復(fù)合材料的性能與特點；納米復(fù)合材料的制備；聚合物基納米復(fù)合材料的發(fā)展；納米復(fù)合橡膠；納米復(fù)合塑料；納米復(fù)合纖維；納米復(fù)合涂料研討：聚合物基納米復(fù)合材料制備的關(guān)鍵，方法，以及各種制備方法的優(yōu)缺點文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：納米復(fù)合塑料或納米復(fù)合涂料的研究進(jìn)展重點：納米復(fù)合材料的性能與特點；納米復(fù)合材料的制備難點：納米復(fù)合材料的制備思政內(nèi)容導(dǎo)入：介紹中科院在納米復(fù)合聚氨酯彈性體的研究成果，該研究成果使得塑膠運動場地的原料可以國產(chǎn)化，應(yīng)學(xué)習(xí)科學(xué)家的“不怕困難”“勇于創(chuàng)新”的精神。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：進(jìn)行學(xué)生分組專題研討，制作PPT，以展示、發(fā)言或辯論的形式，開展互動型和討論型教學(xué)。（1）認(rèn)知納米復(fù)合材料的定義；（2）認(rèn)知聚合物基納米復(fù)合材料的命名與分類；（3）掌握聚合物基納米復(fù)合材料的性能；（4）掌握聚合物基納米復(fù)合材料的制備方法；（5）認(rèn)知聚合物基納米復(fù)合材料的發(fā)展；（6）認(rèn)知納米復(fù)合橡膠、納米復(fù)合塑料、納米復(fù)合纖維、納米復(fù)合涂料的制備、性能和發(fā)展。6講授/討論講授：聚合物基納米復(fù)合材料的相關(guān)知識點；討論：分組討論或微助教等新媒體形式文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：中國知網(wǎng)、維普、超星、百度、谷歌等途徑調(diào)研學(xué)習(xí)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)34無機納米復(fù)合材料學(xué)納米陶瓷概況；納米陶瓷粉體的分散；納米陶瓷素坯成形；納米陶瓷的燒結(jié)技術(shù)；納米陶瓷的力學(xué)性質(zhì)；納米陶瓷的發(fā)展；納米金屬材料性質(zhì)；納米金屬材料的制備；典型的無機基納米復(fù)合材料研討：納米陶瓷的增強增韌機理重點：納米陶瓷粉體的分散；納米陶瓷的力學(xué)性質(zhì)；納米金屬材料的性質(zhì)和制備難點：納米陶瓷粉體的分散；納米金屬材料的制備（1）認(rèn)知納米陶瓷的概念、分類和用途；（2）掌握納米陶瓷的制備技術(shù)；（3）認(rèn)知納米陶瓷的基本性能；（4）認(rèn)知納米陶瓷的發(fā)展前景；（5）掌握納米金屬材料的基本性能；（6）掌握納米金屬材料的制備方法；（7）認(rèn)知典型的無機基納米復(fù)合材料的性能、制備方法和發(fā)展概況6講授/討論講授：無機納米復(fù)合材料的相關(guān)知識點；研討：分組討論或微助教等新媒體形式；目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)35納米電子學(xué)納米電子學(xué)概念；納米電子器件類型；納米電子器件；納米有機器件；納米電子學(xué)的發(fā)展；納米加工技術(shù)（納米電子學(xué)的內(nèi)容只要求達(dá)到認(rèn)知的程度，不設(shè)重點和難點）（1）認(rèn)知納米電子學(xué)的概念；（2）認(rèn)知納米電子器件的性能和制備方法；（3）認(rèn)知納米電子學(xué)的發(fā)展概況2講授講授：納米電子學(xué)的相關(guān)知識點目標(biāo)1目標(biāo)36納米生物醫(yī)學(xué)納米生物醫(yī)學(xué)概念；納米藥物；納米醫(yī)用材料；納米藥物載體；功能性納米給藥系統(tǒng)；納米生物材料；納米生物器件；納米生物醫(yī)學(xué)診斷與檢測技術(shù)；納米生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展研討：納米機器人應(yīng)用中存在的問題（納米電子學(xué)的內(nèi)容只要求達(dá)到認(rèn)知的程度，不設(shè)重點和難點）（1）認(rèn)知納米生物醫(yī)學(xué)的概念；（2）認(rèn)知納米藥物的概念和發(fā)展概況；（3）認(rèn)知納米醫(yī)用材料的概念和發(fā)展概況；（4）認(rèn)知納米藥物載體的概念和發(fā)展概況；（5）認(rèn)知功能性納米給藥系統(tǒng)的概念和發(fā)展概況；（6）認(rèn)知納米生物材料的概念和發(fā)展概況；（7）認(rèn)知納米生物器件的概念和發(fā)展概況；（8）認(rèn)知納米生物醫(yī)學(xué)診斷與檢測技術(shù)的發(fā)展概況。3講授/討論講授：納米生物醫(yī)學(xué)的相關(guān)知識點；討論：分組討論或微助教等新媒體形式目標(biāo)1目標(biāo)37納米表征學(xué)納米表征的概念；納米表征儀器；納米材料的結(jié)構(gòu)表征；納米表征技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：納米材料結(jié)構(gòu)域表征的技術(shù)進(jìn)展重點：納米表征儀器；納米材料的結(jié)構(gòu)表征難點：納米材料的結(jié)構(gòu)表征創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：設(shè)置相關(guān)實驗。（1）認(rèn)知納米表征的概念；（2）掌握目前常用的納米表征儀器的原理、結(jié)構(gòu)、使用方法及其在納米材料表征中的應(yīng)用；（3）掌握納米材料的結(jié)構(gòu)表征方法；（4）認(rèn)知納米表征技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展概況5講授講授：納米表征學(xué)的相關(guān)知識點；文獻(xiàn)學(xué)習(xí)：中國知網(wǎng)、維普、超星、百度、谷歌等途徑調(diào)研學(xué)習(xí)目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)38納米經(jīng)濟浪潮納米科技經(jīng)濟化；納米科技的基礎(chǔ)研究；納米科技沖擊波；納米科技標(biāo)準(zhǔn)化重點：納米產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化（1）認(rèn)知納米科技基礎(chǔ)研究的意義；（2）認(rèn)知納米科技對經(jīng)濟發(fā)展的影響2講授講授：納米科技對經(jīng)濟發(fā)展的影響及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。目標(biāo)3課程考核序號課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點）考核內(nèi)容評價依據(jù)及成績比例(%)成績比例(%)平時表現(xiàn)課程論文開卷考試1目標(biāo)1：能夠掌握納米和納米材料的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法等納米科技的基礎(chǔ)知識，并能運用到納米材料工程問題的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.1）（1）認(rèn)知和理解納米和納米材料的概念、性能和特點；（2）認(rèn)知和理解納米材料及其復(fù)合材料的制備技術(shù)；（3）認(rèn)知和理解納米材料的結(jié)構(gòu)表征技術(shù)。101025452目標(biāo)2：能夠整合納米科技的知識，根據(jù)材料的性能特點和應(yīng)用范圍，用納米技術(shù)改性材料。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點4.1）（1）能夠設(shè)計和制備納米復(fù)合材料的能力；（2）能夠運用納米技術(shù)改性材料的能力。0025253目標(biāo)3：能夠查閱文獻(xiàn)了解納米科技的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點10.2）（1）查閱文獻(xiàn)，以及結(jié)合所學(xué)納米科技知識，理解國內(nèi)外納米科技技術(shù)進(jìn)展的能力。（2）凝練綜述的能力030030合計104050100五、教材及參考資料1.教材《納米科技導(dǎo)論》，徐國財，北京:高等教育出版社，2005，978-7-04-017758-9。2.主要參考書[1]《納米材料導(dǎo)論》，曹茂盛、關(guān)長斌、徐甲強，哈爾濱:高哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001，978-7-5603-1645-1；[2]《納米材料科學(xué)導(dǎo)論》，陳敬中、劉劍洪、孫學(xué)良、陳瀛，北京:高等教育出版社，2010，第二版，978-7-04-029781-2；[3]《納米結(jié)構(gòu)和納米材料-合成、性能及應(yīng)用》，董星龍譯，北京:高等教育出版社，2012，978-7-04-032624。六、教學(xué)條件多媒體教室

附錄：各類考核評分標(biāo)準(zhǔn)表平時表現(xiàn)評分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：能夠掌握納米和納米材料的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法等納米科技的基礎(chǔ)知識，并能運用到納米材料工程問題的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.1）在課堂問答和微助教小測中，對納米科技基本知識點的回答很準(zhǔn)確，表達(dá)方法合理正確、完整和清晰，并積極參加課堂討論。在課堂問答和和微助教小測中，對納米科技基本知識點的回答基本正確，有少許錯誤，表達(dá)方法基本合理正確，并能較積極的參加課堂討論。在課堂問答和微助教小測中，對納米科技基本知識點的回答有不少錯誤，表達(dá)方法有一些明顯錯誤。能參加課堂討論。在課堂問答和微助教小測中，對納米科技基本知識點的回答錯誤嚴(yán)重，表達(dá)方法不合理、錯誤較多，不怎么參加課堂討論。10目標(biāo)2：能夠整合納米科技的知識，根據(jù)材料的性能特點和應(yīng)用范圍，用納米技術(shù)改性材料。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點4.1）0目標(biāo)3：能夠查閱文獻(xiàn)了解納米科技的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點10.2）0

課程論文評分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：能夠掌握納米和納米材料的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法等納米科技的基礎(chǔ)知識，并能運用到納米材料工程問題的表述中。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點1.1）按時提交論文；對納米材料及其復(fù)合材料、器件的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法的表述正確，且條理清晰，語言科學(xué)、簡潔。按時提交論文；對納米材料及其復(fù)合材料、器件的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法的表述較正確，條理較清晰，表述基本規(guī)范，但有少許錯誤。按時提交論文；對納米材料及其復(fù)合材料、器件的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法的表述基本正確，但有有一些明顯的錯誤。不按時提交論文；對納米材料及其復(fù)合材料、器件的概念、特點、基本性能、制備技術(shù)，檢測和表征方法的表述錯誤較多，表述不科學(xué)，不規(guī)范。10目標(biāo)2：能夠整合納米科技的知識，根據(jù)材料的性能特點和應(yīng)用范圍，用納米技術(shù)改性材料。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點4.1）0目標(biāo)3：能夠查閱文獻(xiàn)了解納米科技的最新技術(shù)和發(fā)展趨勢（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點10.2）能準(zhǔn)確查閱和分析文獻(xiàn)資料，論文選題合理，內(nèi)容全面，條理清楚，寫作格式規(guī)范。能較準(zhǔn)確全面查閱和分析文獻(xiàn)資料，論文選題合理，內(nèi)容較全面，條理較清楚，寫作格式較規(guī)范。查閱和分析文獻(xiàn)資料基本全面，選題基本合理，內(nèi)容比較全面，條理基本清楚，寫作格式基本規(guī)范有一些錯誤。查閱和分析文獻(xiàn)資料不夠全面，選題欠合理，內(nèi)容不夠全面，條理不清楚，語言表達(dá)不準(zhǔn)確，存在大量錯誤。30

開卷考試評分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-1008