《納米材料概論》課程教學(xué)大綱

《納米材料概論》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123014課程名稱（中/英文）：納米材料概論/NanometerMaterials課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：1總學(xué)時：16理論學(xué)時：16實驗/實踐學(xué)時：0適用專業(yè)：無機非金屬材料工程適用對象：本科先修課程：大學(xué)物理，材料科學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的《納米材料概論》是無機非金屬材料工程專業(yè)一門專業(yè)選修課。其目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握納米材料的基本概念和基本性質(zhì)，了解納米材料的制備方法和基本性能，熟悉納米技術(shù)的種類及發(fā)展；利用雙語教學(xué)，提高學(xué)生的口語表達能力，開拓學(xué)生眼界，提高學(xué)生汲取先進知識的自主意識與能力，為學(xué)生以后的深造與發(fā)展打下必要的基礎(chǔ)；同時通過對最新的納米科技的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強對祖國先進材料及工藝事業(yè)的信心；引導(dǎo)學(xué)生了解祖國實力，分析祖國不足，激發(fā)學(xué)生愛國、建國、強國的意識，以及他們積極投身于祖國新材料、新技術(shù)的科學(xué)研究領(lǐng)域的熱情。2.對接培養(yǎng)的崗位能力使學(xué)生能夠了解和掌握最新的材料技術(shù)發(fā)展趨勢，具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流；能夠具有自主學(xué)習(xí)的意識和能力，能夠主動汲取新知識，利用現(xiàn)代化手段解決實際工程問題。三、課程教學(xué)目標1.課程對畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標點10.2]了解無機非金屬材料的發(fā)展趨勢、研究熱點，理解和尊重世界不同語言、文化的差異性和多樣性。[畢業(yè)要求指標點10.3]具備跨文化交流的語言和書面表達能力，能就無機非金屬材料專業(yè)問題，在跨文化背景下進行基本溝通和交流。2.課程教學(xué)目標對應(yīng)畢業(yè)要求指標點，具體內(nèi)容如下教學(xué)目標1：具備納米材料制備、性能分析的能力，具備納米材料簡單研發(fā)設(shè)計、改性和提高能力，具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的能力，能夠進行納米材料的相關(guān)分析，能夠進行相關(guān)納米體系的設(shè)計與實驗。支撐畢業(yè)要求指標點10.2。教學(xué)目標2：對納米材料有全面的認知，有將所學(xué)知識與實際生活相結(jié)合的能力，能夠通過分析、推導(dǎo)、總結(jié)的方法解決實際問題。具備汲取先進知識的自主意識與能力。支撐畢業(yè)要求指標點10.2。教學(xué)目標3：能夠處理解決納米材料與納米技術(shù)實際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；能夠具有一定的外語能力，有效地在跨文化背景下進行溝通交流。支撐畢業(yè)要求指標點10.3。四、教學(xué)課時安排學(xué)時分配主題或知識點教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時完成課程教學(xué)目標講課實驗實踐主題1納米材料概述2202、3主題2納米材料的基本效應(yīng)2201、3主題3納米材料的性能2201、2、3主題4納米材料的制備4401、2、3主題5掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡4401、2、3主題6碳納米材料的合成2202、3五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題1納米材料概述納米科技的興起、納米材料的基本概念、納米材料的研究歷史和主要研究內(nèi)容等基礎(chǔ)知識。納米材料發(fā)展趨勢和我國對世界材料發(fā)展的貢獻，介紹材料科學(xué)技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的地位和作用，激發(fā)學(xué)生的身為工科學(xué)生的自豪感和專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，投身祖國建設(shè)的理想。納米科技的基本概念，納米科技及納米材料的關(guān)系與發(fā)展現(xiàn)狀。納米科技與納米材料的關(guān)系，納米材料的概念。納米科技與納米材料的關(guān)系，納米材料的概念。以老師課堂講授為主，通過多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題2材料概述納米材料的小尺寸效應(yīng)；納米材料的量子尺寸效應(yīng)；納米材料的表面效應(yīng)；納米材料的隧穿效應(yīng)。納米材料的量子尺寸效應(yīng)；納米材料的表面效應(yīng)。納米材料的隧穿效應(yīng)。納米材料的隧穿效應(yīng)。以老師課堂講授為主，通過多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題3納米材料的性能納米材料的力學(xué)性能，納米材料的熱學(xué)性能及納米材料的光學(xué)性能，納米材料各種性能的舉例。納米材料的Hall-Petch關(guān)系式的斜率，納米材料的磁學(xué)特性。納米材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、磁學(xué)性能和光學(xué)性能。納米材料的磁學(xué)特性。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進行教學(xué)。主題4納米材料的制備Top-down與Bottom-up方法；納米材料的固相制備方法；納米材料PVD的制備方法；納米材料的化學(xué)汽相沉積法、液相合成法和綠色納米合成；介紹我國的納米技術(shù)水平，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，提高我國科技水平的斗志。Top-down與Bottom-up方法；納米材料的PVD與CVD制備方法。納米材料的綠色合成，自組裝。3.教學(xué)難點納米材料的PVD與CVD制備方法。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進行教學(xué)。主題5掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡1.教學(xué)內(nèi)容掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的相關(guān)工作原理和應(yīng)用；從基本原理入手，啟發(fā)學(xué)生思考，如何用簡單的原理完成復(fù)雜的設(shè)計，激發(fā)學(xué)生自主思考，聯(lián)系各個學(xué)科，為提高我國科研水平努力。2.教學(xué)重點掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的相關(guān)工作原理及工作模式。原子力顯微鏡的檢測模式。3.教學(xué)難點原子力顯微鏡的檢測模式。以老師課堂講授為主，通過多媒體課件的展示，結(jié)合學(xué)生課堂討論。主題6碳納米材料的合成碳同素異形體的的特點；碳元素的不同形態(tài)和存在方式；C60的制備與合成；碳納米管的性能與制備。C60的制備；碳納米管的結(jié)構(gòu)特點與性能。碳納米管的制備。3.教學(xué)難點碳納米管的結(jié)構(gòu)特點。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進行教學(xué)。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例本課程采用雙語的授課模式，為了達成課程的教學(xué)目的，提高學(xué)生的口語表達能力，故采用口試的形式進行，以全面地考核學(xué)生對于專業(yè)知識的掌握以及對于英語的使用。學(xué)生成績評定樣表考核方式平時成績期中考試期末考試出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測驗答辯項目小論文其他√√√成績比例%101010702.課程考核方式評價權(quán)重本課程教學(xué)目標與考核方式評價權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標支撐畢業(yè)要求指標點考核評價方式權(quán)重（%）出勤作業(yè)課堂表現(xiàn)期末考試合計教學(xué)目標1指標點10.24633043教學(xué)目標2指標點10.22322027教學(xué)目標3指標點10.34152030合計101010701003.課程成績評價標準優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學(xué)目標1熟練了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢；對各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識有明確的了解和認識。準確了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢；對各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識有較清晰的了解和認識。了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢；對各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識有一定的了解和認識?；玖私夂驼莆占{米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢；對各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識有基本的了解和認識。不能了解和掌握納米材料的分類、性能、制造方法及發(fā)展趨勢，對各類納米材料的基本概念及相關(guān)知識沒有了解和認識。教學(xué)目標2熟練掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識體系及工具熟練分析各種納米材料相關(guān)特性。準確掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識體系及工具準確分析各種納米材料相關(guān)特性。掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識體系及工具對各種納米材料相關(guān)特性進行一定分析?；菊莆障到y(tǒng)分析納米材料的基本思路；能夠利用所學(xué)知識體系及工具對各種納米材料相關(guān)特性進行基本分析。不能掌握系統(tǒng)分析納米材料的基本思路；不能夠利用所學(xué)知識體系及工具分析各種納米材料相關(guān)特性。教學(xué)目標3熟練掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻的常用規(guī)范，能夠主動汲取先進的材料知識準確掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻的常用規(guī)范，能夠較為主動汲取先進的材料知識掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻的常用規(guī)范，能夠汲取先進的材料知識基本掌握了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻的常用規(guī)范，能夠汲取一定的先進材料知識不能了解納米材料相關(guān)的英文詞匯以及科技文獻的常用規(guī)范，不能夠主動汲取先進的材料知識七、教材、參考書目、重要文獻以及課程網(wǎng)絡(luò)資源建議教材：張耀君主編.納米材料基礎(chǔ)（雙語版）.化學(xué)工業(yè)出版社，2011.主要參考書：（1）衛(wèi)英慧主編.納米材料概論.化學(xué)工業(yè)出版社，2009.（2）丁秉鈞主編.納米材料.機械工業(yè)出版社，2004.（3）李曉俊主編.納米材