《納米材料與納米技術(shù)（雙語）》課程教學(xué)大綱

《納米材料與納米技術(shù)（雙語）》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101145123204課程名稱（中/英文）：納米材料與納米技術(shù)（雙語）/Nano-materialsandNanotechnology(Bilingual)課程類別：個(gè)性化選修課程學(xué)分：1總學(xué)時(shí)：16理論學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：材料物理適用對(duì)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(jiǎn)介1.課程任務(wù)與目的通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(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(dá)能力，開拓學(xué)生眼界，提高學(xué)生汲取先進(jìn)知識(shí)的自主意識(shí)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(shí)通過對(duì)最新的納米科技的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)對(duì)祖國(guó)先進(jìn)材料及工藝事業(yè)的信心；引導(dǎo)學(xué)生了解祖國(guó)實(shí)力，分析祖國(guó)不足，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)、建國(guó)、強(qiáng)國(guó)的意識(shí)，以及他們積極投身于祖國(guó)新材料、新技術(shù)的科學(xué)研究領(lǐng)域的熱情。2.對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力通過本課程學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠了解和掌握最新的材料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流；能夠具有自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力，能夠主動(dòng)汲取新知識(shí)，利用現(xiàn)代化手段解決實(shí)際工程問題；能夠具有創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力，用于擔(dān)責(zé)，勇于迎接挑戰(zhàn)，投身于祖國(guó)工業(yè)的復(fù)興。三、課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1]掌握太陽能光伏和鋰離子電池等新能源材料制備、加工及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3]具備跨文化交流的語言和書面表達(dá)能力，能就新能源材料領(lǐng)域的問題，在跨文化背景下進(jìn)行有效溝通和交流。2.課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3、10，具體內(nèi)容如下：教學(xué)目標(biāo)1：具備納米材料制備、性能分析的能力，具備納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、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；對(duì)納米材料有全面的認(rèn)知，了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的相關(guān)因素。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.1）教學(xué)目標(biāo)2：能夠處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)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(jìn)行溝通交流。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3）四、教學(xué)課時(shí)安排學(xué)時(shí)分配主題或知識(shí)點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)完成課程教學(xué)目標(biāo)講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主題1納米材料概述2201、2主題2納米材料的基本效應(yīng)2201、2主題3納米材料的性能4401、2主題4納米材料的制備4401、2主題5掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡2201、2主題6碳納米材料的合成2201、2五、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容等基礎(chǔ)知識(shí)。結(jié)合納米材料的發(fā)展歷史，幫學(xué)生樹立正確的科學(xué)觀，引導(dǎo)學(xué)生建立科技興國(guó)的理想，鼓勵(lì)學(xué)生投身祖國(guó)的科技發(fā)展事業(yè)。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納米材料的基本效應(yīng)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)。納米材料的效應(yīng)決定了材料的性能，由此引導(dǎo)學(xué)生正確理解透過現(xiàn)象看本質(zhì)的真正含義，啟發(fā)學(xué)生將理論所學(xué)知識(shí)的深層含義帶入到生活中，真正做到理論指導(dǎo)實(shí)踐，能夠客觀看待分析問題，不盲從不偏信。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。材料的性能由納米效應(yīng)決定，但是制造環(huán)境能因素亦會(huì)影響性能，由此可啟發(fā)學(xué)生將理論與實(shí)際結(jié)合，正確理解環(huán)境的影響作用，引導(dǎo)學(xué)生客觀理性看待環(huán)境的影響作用，集合自身實(shí)際情況，做好自我的發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)啟發(fā)學(xué)生合理分析國(guó)際環(huán)境，激發(fā)學(xué)生愛國(guó)熱情及實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興的動(dòng)力。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(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)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(guó)的納米技術(shù)水平，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，提高我國(guó)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(diǎn)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(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)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(jiǎn)單的原理完成復(fù)雜的設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生自主思考，聯(lián)系各個(gè)學(xué)科，為提高我國(guó)科研水平努力。2.教學(xué)重點(diǎn)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(cè)模式。3.教學(xué)難點(diǎn)原子力顯微鏡的檢測(cè)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(diǎn)；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。從碳納米管被發(fā)現(xiàn)的故事入手，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)、善于思考的品質(zhì)，幫學(xué)生樹立正確的科研觀念。C60的制備；碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能。碳納米管的制備。3.教學(xué)難點(diǎn)碳納米管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。以多媒體授課為主要形式，采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，結(jié)合具體的案例進(jìn)行教學(xué)。六、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定1.課程考核方式及比例本課程考核學(xué)生獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題、創(chuàng)新能力等；考核方式采用作業(yè)評(píng)測(cè)、課堂表現(xiàn)等多種形式、多個(gè)階段等全過程的考核，使學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定更加合理多樣，優(yōu)化課程評(píng)價(jià)體系，進(jìn)一步提升本課程教學(xué)效果。本課程采用雙語的授課模式，為了達(dá)成課程的教學(xué)目的，提高學(xué)生的口語表達(dá)能力，故建議采用口試的形式進(jìn)行，以全面地考核學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的掌握以及對(duì)于英語的使用。學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定表考核方式平時(shí)成績(jī)期中考試期末考試作業(yè)課堂表現(xiàn)階段測(cè)驗(yàn)答辯項(xiàng)目小論文其他√√成績(jī)比例%4020402.課程考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重如表所示：教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評(píng)價(jià)方式權(quán)重（%）過程性考核期末考試合計(jì)作業(yè)課堂表現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)3.120102555教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)10.320101545合計(jì)4020401003.課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)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）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(dú)到的見解，能夠準(zhǔn)確回答問題，并有自己獨(dú)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(zhǔn)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(dòng)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)（40%）能夠獨(dú)立完成作業(yè)，作業(yè)完成質(zhì)量?jī)?yōu)秀，能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論。能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量較高，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問題，并獲得正確結(jié)論。能夠獨(dú)立完成作業(yè)，完成質(zhì)量符合要求，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問題，并獲得有效結(jié)論?；灸軌颡?dú)立完成作業(yè)，部分題目解答存在抄襲現(xiàn)象，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問題的能力基本符合要求。不能獨(dú)立完成作業(yè)，存在明顯抄襲現(xiàn)象，不具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論解決問題的能力。課程教學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學(xué)目標(biāo)1具備全面納米材料制備、性能分析的能力，納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高能力，具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的全面能力；對(duì)納米材料有全面的認(rèn)知，深刻了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的相關(guān)因素。具備較全面納米材料制備、性能分析的能力，納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高能力，具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的較高能力；對(duì)納米材料有相對(duì)全面的認(rèn)知，了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的相關(guān)因素。具備一定納米材料制備、性能分析的能力，納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、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；對(duì)納米材料有大致的認(rèn)知，了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的部分相關(guān)因素。具備部分納米材料制備、性能分析的能力，納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高能力，具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的部分能力；對(duì)納米材料有一定的認(rèn)知，基本了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的相關(guān)因素。不具備納米材料制備、性能分析的能力，納米材料簡(jiǎn)單研發(fā)設(shè)計(jì)、改性和提高能力，不具有能在新能源材料相關(guān)領(lǐng)域工作的能力；對(duì)納米材料沒有全面的認(rèn)知，不了解影響納米材料及技術(shù)發(fā)展的相關(guān)因素。教學(xué)目標(biāo)2能夠熟練處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；具有較高的外語能力，有效地在跨文化背景下進(jìn)行順暢溝通交流。能夠準(zhǔn)確處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；具有一定的外語能力，有效地在跨文化背景下進(jìn)行無障礙溝通交流。能夠處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；具有外語能力，有效地在跨文化背景下進(jìn)行溝通交流。能夠基本處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；具有基本的外語能力，有效地在跨文化背景下進(jìn)行一定的溝通交流。不能夠熟練處理解決納米材料與納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中的相關(guān)問題；不具有較高的外語能力，無法有效地在跨文化背景下進(jìn)行溝通交流。七、教材、參考書目、重要文獻(xiàn)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