《高分子材料結(jié)構(gòu)分析》課程教學(xué)大綱

《高分子材料結(jié)構(gòu)分析》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123103課程名稱（中/英文）：高分子材料結(jié)構(gòu)分析/StructuralAnalysisofPolymericMaterials課程類別：專業(yè)選修課程學(xué)分：1.5總學(xué)時：24理論學(xué)時：24實驗/實踐學(xué)時：0適用專業(yè)：高分子材料與工程適用對象：本科先修課程：大學(xué)物理、有機化學(xué)、高分子化學(xué)、高分子物理教學(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)與目的本課程是高分子材料與工程專業(yè)的選修課。高分子材料結(jié)構(gòu)分析是利用應(yīng)用近代儀器分析的基本原理，研究聚合物鏈的結(jié)構(gòu)、單體結(jié)構(gòu)單元、譜圖解析、分析試樣及各種儀器在高聚物中應(yīng)用的一門科學(xué)。本課程是聯(lián)系基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的橋梁和紐帶，是高分子材料、化工等相關(guān)專業(yè)本科生從事高分子材料科學(xué)研究不可或缺的鋪墊知識。通過對國內(nèi)外先進儀器的介紹，進而了解國家對大型分析儀器和重大設(shè)備儀器制造的支持，了解我國發(fā)展大型儀器設(shè)備的實力，進一步增強學(xué)生將來從事本專業(yè)相關(guān)工作的信心。本課程貫徹社會主義思想核心價值觀，落實立德樹人根本任務(wù)，教育引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到課程學(xué)習之中。通過對各種分析儀器和分析測試方法的介紹，同學(xué)們能夠認識到大型分析儀器對國家和行業(yè)的發(fā)展具有重大的影響，同時能夠認識到我國在發(fā)展大型分析儀器道路上遇到的困難，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.對接培養(yǎng)的崗位能力通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生掌握光譜學(xué)、熱分析、電子顯微鏡等相關(guān)儀器的分析測試原理與方法，并熟練應(yīng)用于高分子材料的分析測試中，適應(yīng)高分子材料領(lǐng)域內(nèi)的分析表征工作。熟悉各種測試分析技術(shù)的制樣要求，并能順利制備測試樣品，并對測試結(jié)果進行初步分析判斷。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2.2]能基于高分子知識、科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達高分子材料、聚合物基復(fù)合材料或塑料模具相關(guān)復(fù)雜工程問題。[畢業(yè)要求指標點4.1]能夠基于科學(xué)原理和專業(yè)理論，通過文獻研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析高分子材料、聚合物基復(fù)合材料或塑料模具領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案。[畢業(yè)要求指標點4.4]能夠運用科學(xué)的方法正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，并通過信息綜合獲得合理有效的結(jié)論。[畢業(yè)要求指標點5.2]能夠選擇與使用恰當?shù)膬x器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對高分子材料、聚合物基復(fù)合材料或塑料模具領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進行分析、計算與設(shè)計。2.課程教學(xué)目標教學(xué)目標1.使學(xué)生掌握紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）教學(xué)目標2.使學(xué)生掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。（支撐畢業(yè)要求指標點4.1）教學(xué)目標3.能夠利用紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等分析手段和方法，對高分子材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行檢測、獲得信息，并對信息進行分析得出有關(guān)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面的結(jié)論。（支撐畢業(yè)要求指標點4.4）教學(xué)目標4.培養(yǎng)學(xué)生綜合利用本課程所學(xué)知識，分析掌握生產(chǎn)、科研中有關(guān)材料結(jié)構(gòu)、性能之間關(guān)系的能力。（支撐畢業(yè)要求指標點5.2）四、教學(xué)課時安排（一）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或知識點1緒論22001主題或知識點2熱重分析22001、2、3、4主題或知識點3差示掃描量熱法22001、2、3、4主題或知識點4動態(tài)力學(xué)分析22001、2、3、4主題或知識點5透射電子顯微鏡22001、2、3、4主題或知識點6掃描電子顯微鏡22001、2、3、4主題或知識點7電子顯微鏡的應(yīng)用22001、2、3、4主題或知識點8紫外光譜22001、2、3、4主題或知識點9紅外光譜44001、2、3、4主題或知識點10核磁共振波譜44001、2、3、4合計242400五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計主題1緒論1.教學(xué)內(nèi)容高分子材料分析測試中結(jié)構(gòu)測試和性能測試的內(nèi)容，高分子遠程結(jié)構(gòu)、近程結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。聚合物近代測試的研究對象，聚合物近代儀器分析方法及儀器，聚合物的研究和分析概述。通過對各種分析儀器和分析測試方法的介紹，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到專業(yè)課程學(xué)習之中，使學(xué)生能夠認識到大型分析儀器對國家和行業(yè)的發(fā)展具有重大的影響，同時能夠認識到我國在發(fā)展大型分析儀器道路上遇到的困難，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.教學(xué)重點聚合物近代測試的研究對象、聚合物的研究和分析概述。3.教學(xué)難點高分子遠程結(jié)構(gòu)、近程結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題2熱重分析1.教學(xué)內(nèi)容熱重法（TG）基本原理，熱重法（TG）曲線的影響因素及測試中須注意的問題，微商熱重法(DTG)。通過對TG儀器和測試方法的介紹，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到專業(yè)課程學(xué)習之中，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.教學(xué)重點熱重法（TG）曲線的影響因素。3.教學(xué)難點熱重法（TG）基本原理、方法。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題3差示掃描量熱法1.教學(xué)內(nèi)容差示掃描量熱分析（DSC）概述，差示掃描量熱分析（DSC）基本原理，DSC在高聚物研究中的應(yīng)用。通過本章的教學(xué)，使學(xué)生了解我國在高精密儀器設(shè)備領(lǐng)域的現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、辯證統(tǒng)一的認識論和方法論，提高學(xué)生對事物認知的綜合分析水平和能力，樹立科研報國的使命感和責任感。2.教學(xué)重點差示掃描量熱分析（DSC）基本原理，DSC在高聚物研究中的應(yīng)用。3.教學(xué)難點差示掃描量熱分析（DSC）基本原理。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題4動態(tài)力學(xué)分析1.教學(xué)內(nèi)容動態(tài)熱機械分析（DMA）概述，動態(tài)熱機械分析的基本原理，DMA在高聚物研究中的應(yīng)用。在實際教學(xué)中增加關(guān)于辯證統(tǒng)一方法論的實際應(yīng)用案例，并通過對比中外動態(tài)熱機械分析（DMA）發(fā)展簡史，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷。期望通過本章的教學(xué)，提高學(xué)生對事物科學(xué)認知的綜合分析水平和能力，樹立科研報國的使命感和責任感。2.教學(xué)重點動態(tài)熱機械分析的基本原理，DMA在高聚物研究中的應(yīng)用。3.教學(xué)難點動態(tài)熱機械分析的基本原理。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題5透射電子顯微鏡（TEM）1.教學(xué)內(nèi)容光學(xué)凸透鏡的聚焦和放大作用，光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)的理論極限；透射電鏡的構(gòu)造和電子圖像的形成，阿貝成像原理，電子衍射和衍射襯度，制樣技術(shù)。通過對TEM儀器和測試方法的介紹，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到專業(yè)課程學(xué)習之中，使學(xué)生能夠認識到大型分析儀器對國家和行業(yè)的發(fā)展具有重大的影響，同時能夠認識到我國在發(fā)展大型分析儀器道路上遇到的困難，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.教學(xué)重點透射電鏡的構(gòu)造和電子圖像的形成，制樣技術(shù)和方法。3.教學(xué)難點透射電鏡的構(gòu)造和電子圖像的形成原理。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題6掃描電子顯微鏡（SEM）1.教學(xué)內(nèi)容高能電子束，掃描電鏡結(jié)構(gòu)，掃描電鏡的放大倍數(shù)和分辨本領(lǐng)，掃描電鏡的襯度及調(diào)節(jié)，制樣技術(shù)和方法。通過對SEM儀器和測試方法的介紹，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到專業(yè)課程學(xué)習之中，使學(xué)生能夠認識到大型分析儀器對國家和行業(yè)的發(fā)展具有重大的影響，同時能夠認識到我國在發(fā)展大型分析儀器道路上遇到的困難，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.教學(xué)重點掃描電鏡結(jié)構(gòu)，掃描電鏡的放大倍數(shù)和分辨本領(lǐng)，掃描電鏡的襯度及調(diào)節(jié)，制樣技術(shù)和方法。3.教學(xué)難點掃描電鏡結(jié)構(gòu)，放大倍數(shù)，掃描電鏡的襯度及調(diào)節(jié)，4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題7電子顯微鏡的應(yīng)用1.教學(xué)內(nèi)容TEM/SEM在高聚物研究中的應(yīng)用。我們擬結(jié)合本章的特點，在對學(xué)生進行系統(tǒng)教授專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認識論、辯證統(tǒng)一的認識論和方法論等本領(lǐng)，提高學(xué)生對事物認知的綜合分析水平和能力，樹立科研報國的使命感和責任感。2.教學(xué)重點電子顯微鏡在材料學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用。對材料顯微分析判斷、簡單制樣和形貌觀察和微區(qū)成份分析。3.教學(xué)難點材料微觀形貌的觀察、分析和微區(qū)成份的分析、初步判斷。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題8紫外光譜1.教學(xué)內(nèi)容紫外光譜的基本原理，儀器結(jié)構(gòu)；紫外光譜吸收譜帶的類型以及生色團和助色團的概念；紫外吸收光譜譜圖的解析步驟。紫外光譜技術(shù)在高聚物中的應(yīng)用。針對具體知識，增加關(guān)于古代、現(xiàn)代中國科技發(fā)展、同時期世界文明發(fā)展概況介紹，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。通過近代之后我國與發(fā)達國家在該領(lǐng)域發(fā)展的對比，使學(xué)生認識到本專業(yè)發(fā)展的必要性，引發(fā)學(xué)生追求技術(shù)進步的緊迫感和自信心，提高學(xué)生的科研報國熱情。2.教學(xué)重點紫外光譜的基本原理，紫外光譜吸收譜帶的類型以及生色團和助色團；紫外光譜技術(shù)在高聚物中的應(yīng)用。3.教學(xué)難點紫外光譜的基本原理，紫外光譜吸收譜帶的類型以及生色團和助色團。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題9紅外光譜1.教學(xué)內(nèi)容紅外光譜基本原理及分子結(jié)構(gòu)對光的振動吸收，聚合物典型紅外光譜吸收峰，紅外光譜技術(shù)在高聚物分析鑒定中的應(yīng)用，聚合物典型紅外光譜吸收峰。紅外光譜的解析。通過對紅外光譜儀器和測試方法的介紹，引導(dǎo)學(xué)生把愛國情、強國志、報國行自覺融入到專業(yè)課程學(xué)習之中，使學(xué)生能夠認識到大型分析儀器對國家和行業(yè)的發(fā)展具有重大的影響，同時能夠認識到我國在發(fā)展大型分析儀器道路上遇到的困難，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和斗志，多學(xué)知識，為國家的發(fā)展做貢獻。2.教學(xué)重點紅外光譜基本原理及分子結(jié)構(gòu)對光的振動吸收，紅外光譜技術(shù)在高聚物分析鑒定中的應(yīng)用。3.教學(xué)難點紅外光譜基本原理及分子結(jié)構(gòu)對光的振動吸收，紅外光譜的解析。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。主題10核磁共振波譜1.教學(xué)內(nèi)容核磁共振波譜基本原理核磁共振波譜儀；化學(xué)位移及自旋-自旋分裂，譜圖表示方法，化學(xué)位移、耦合常數(shù)和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，譜圖舉例；13C-NMR和1H-NMR的比較，質(zhì)子去藕技術(shù)，碳譜核磁譜圖信息；高分子鑒別，共聚物組成的測定，高聚物立構(gòu)規(guī)整性的測定，共聚物序列結(jié)構(gòu)的研究。實際教學(xué)過程中，依據(jù)課程進度、章節(jié)特點，適時提出一些具體問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。在問題設(shè)計上，結(jié)合歷史、時事等與專業(yè)課程相關(guān)的知識，引導(dǎo)學(xué)生樹立科研報國的熱情，考察學(xué)生綜合分析、辯證認識事物本質(zhì)的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用本章所學(xué)知識，針對特定問題，提出解決辦法，并能夠進行正確分析的能力。2.教學(xué)重點核磁共振波譜基本原理核磁共振波譜儀；譜圖表示方法，化學(xué)位移及自旋-自旋分裂，化學(xué)位移、耦合常數(shù)和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。碳譜核磁譜圖。3.教學(xué)難點核磁共振波譜基本原理核磁共振波譜儀；氫譜（1H-NMR）、碳譜核磁譜圖（13C-NMR）的解讀。4.教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）采用線上線下混合式教學(xué)，課堂多媒體與板書相結(jié)合，授課過程中采用問題討論式、案例式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法。六、學(xué)生成績評定1.課程考核方式及比例本課程總成績包括形成性評價（平時成績）和結(jié)果性評價（期末考試）。形成性評價（平時成績）占40%，結(jié)果性評價（期末考試）占60%。平時成績主要包括出勤（10%）、作業(yè)（10%），課堂表現(xiàn)（10%）及階段測驗（10%）。期末考試采用閉卷方式，滿分100分，折算60%計入總成績。學(xué)生成績評定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%10101010602.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（%）過程性考核期末考試合計出勤及課堂表現(xiàn)作業(yè)及階段測驗教學(xué)目標1指標點2.2445~1510~20教學(xué)目標2指標點4.1445~1510~20教學(xué)目標3指標點4.46615~2020~30教學(xué)目標4指標點5.26615~2020~30合計2020601003.課程成績評價標準平時成績評定及考核標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及課堂表現(xiàn)（20%）無遲到、早退、曠課現(xiàn)象。積極參加課堂討論，并有自己獨到的見解，能夠準確回答問題，并有自己獨到的見解偶爾有遲到、早退現(xiàn)象。較為積極參加課堂討論，能夠準確回答問題，并提出自己的見解有遲到、早退現(xiàn)象。能夠主動參加課堂討論，能夠回答問題有遲到、早退、偶爾有曠課現(xiàn)象。參與課堂討論，基本能回答相關(guān)問題遲到、早退、曠課較多。不能有效參加課堂討論，回答不出所有問題作業(yè)（10%）能夠獨立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量優(yōu)秀，能夠靈活運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論能夠獨立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運用所學(xué)知識和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論基本能夠獨立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運用所學(xué)知識和理論解決問題的能力基本符合要求不能獨立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運用所學(xué)知識和理論解決問題的能力階段測驗（10%）完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)閮?yōu)秀完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評定分，總評成績?yōu)閮?yōu)良完成所有階段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)橹械韧瓿伤须A段測驗，根據(jù)參考答案評分，總評成績?yōu)榧案駴]有完成階段測試，根據(jù)參考答案評分，總評成績不及格課程教學(xué)目標評價標準考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標準評估項目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教學(xué)目標1熟練掌握紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理。準確掌握紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理。掌握紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理?；菊莆兆贤夤庾V、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理。不能掌握紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等研究方法的基本原理。教學(xué)目標2熟練掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。準確掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。基本掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。不能掌握解析紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微鏡等技術(shù)獲得的圖譜、圖像信息的一般原理和方法。教學(xué)目標3熟練掌握利用紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等分析手段和方法，對高分子材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行檢測、獲得信息，并對信息進行分析得出有關(guān)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面的結(jié)論。準確掌握利用紫外光譜、紅外光譜、熱分析、核磁共振和電子顯微技術(shù)等分析手段和方法，對高分子材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行檢測、獲得信息，并對信息進行分析得出有關(guān)