《電化學(xué)原理》課程教學(xué)大綱

《電化學(xué)原理》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)電化學(xué)原理課程編號(hào)330020061課程性質(zhì)必修課課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)核心課開(kāi)課單位無(wú)機(jī)材料教研室授課學(xué)期第五學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3.5/60課內(nèi)學(xué)時(shí)60理論授課60上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)72適用專(zhuān)業(yè)新能源材料與器件是否雙語(yǔ)否先修課程物理化學(xué)、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理后續(xù)課程燃料電池與器件、鋰離子電池材料、電化學(xué)研究方法、電化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、鋰離子電池原理與技術(shù)、鋰離子電池專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、太陽(yáng)能電池專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)二、課程簡(jiǎn)介電化學(xué)原理課程是新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)核心課。該課程主要講述了電化學(xué)熱力學(xué)、電極與溶液界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)和重要的實(shí)用電化學(xué)過(guò)程等四大部分內(nèi)容通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電化學(xué)的基本知識(shí)和基本原理，了解現(xiàn)代電化學(xué)的進(jìn)展。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)：電化學(xué)原理教學(xué)以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。通過(guò)電化學(xué)原理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生掌握電解質(zhì)的電導(dǎo)、活度和活度系數(shù)；掌握相間電位，平衡電極電位；掌握電毛細(xì)現(xiàn)象，雙電層的微分電容，雙電層的結(jié)構(gòu)和零電荷電位；掌握電極的極化現(xiàn)象，原電池和電解池的極化規(guī)律以及電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握液相傳質(zhì)的三種方式和穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟的影響，電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；掌握氫電極的陰極過(guò)程及電催化劑的選擇原則，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)：通過(guò)課程教學(xué)，學(xué)生能夠運(yùn)用電化學(xué)的基本原理，分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)：能夠基于電化學(xué)原理的基本知識(shí)對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，能夠正確評(píng)價(jià)新能源材料對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全和可持續(xù)發(fā)展的影響。理解工程人員應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1.4：掌握用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題的新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測(cè)等，解決新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題。1-工程知識(shí)課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2.3：具有應(yīng)用新能源材料與器件的基本原理，并通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)新能源材料與器件工程領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析、表達(dá)，以獲得有效結(jié)論的能力。指標(biāo)點(diǎn)3.3：新能源材料與器件產(chǎn)品或項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中能夠綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。問(wèn)題分析3-設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)8.1：具有良好的思想素質(zhì)和社會(huì)道德。指標(biāo)點(diǎn)8.2具有正確的世界觀和人生觀。8-職業(yè)規(guī)范四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容電化學(xué)的研究對(duì)象、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)；電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)；電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)；電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)。難點(diǎn)：電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)、電解質(zhì)溶液的活度。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明本課程的主要研究?jī)?nèi)容。結(jié)合電化學(xué)案例，講述電化學(xué)的發(fā)展史，使學(xué)生了解電化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及發(fā)展趨勢(shì)，學(xué)習(xí)先輩們的科學(xué)和探索精神，從而增強(qiáng)了民族自豪感和勇于擔(dān)當(dāng)、振興祖國(guó)的責(zé)任感。（2）通過(guò)課堂練習(xí)和課堂討論，展示電化學(xué)的快速發(fā)展以及在工程實(shí)際領(lǐng)域中的重要地位；（3）隨著電化學(xué)的不斷開(kāi)發(fā)，電化學(xué)知識(shí)也需隨之增長(zhǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生課下查閱文獻(xiàn)，進(jìn)一步加深對(duì)電化學(xué)行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)的了解，培育學(xué)生的科學(xué)思維和探索創(chuàng)新的精神。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本單元學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)了解電化學(xué)原理課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、目的和主要內(nèi)容，了解電化學(xué)的研究對(duì)象、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)；掌握電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)；掌握電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)。對(duì)電化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史及催化學(xué)科面臨的新挑戰(zhàn)有充分的認(rèn)識(shí)與理解，能應(yīng)用知網(wǎng)等文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)查閱催化方面的相關(guān)文獻(xiàn)，并能進(jìn)行整理歸納。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)：電化學(xué)原理教學(xué)以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。通過(guò)電化學(xué)原理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生掌握電解質(zhì)的電導(dǎo)、活度和活度系數(shù)；掌握相間電位，平衡電極電位；掌握電毛細(xì)現(xiàn)象，雙電層的微分電容，雙電層的結(jié)構(gòu)和零電荷電位；掌握電極的極化現(xiàn)象，原電池和電解池的極化規(guī)律以及電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握液相傳質(zhì)的三種方式和穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟的影響，電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；掌握氫電極的陰極過(guò)程及電催化劑的選擇原則，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二單元電化學(xué)熱力學(xué)（學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容相間電位和電極電位；電化學(xué)體系；平衡電極電位和不可逆電極。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：相間電位和電極電位；電化學(xué)體系；平衡電極電位。難點(diǎn)：相間電位和電極電位。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明相間電位和電極電位；電化學(xué)體系；平衡電極電位和不可逆電極，豐富學(xué)生對(duì)電化學(xué)熱力學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)；（2）通過(guò)電化學(xué)體系案例講解原電池、電解池和腐蝕電池等電化學(xué)體系，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，加強(qiáng)知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力與反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本單元學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)掌握相間電位和電極電位；掌握電化學(xué)體系；掌握平衡電極電位和不可逆電極。理解并掌握各類(lèi)電化學(xué)體系的應(yīng)用領(lǐng)域。通過(guò)講腐蝕電池加深學(xué)生對(duì)腐蝕與防護(hù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)：電化學(xué)原理教學(xué)以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。通過(guò)電化學(xué)原理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生掌握電解質(zhì)的電導(dǎo)、活度和活度系數(shù)；掌握相間電位，平衡電極電位；掌握電毛細(xì)現(xiàn)象，雙電層的微分電容，雙電層的結(jié)構(gòu)和零電荷電位；掌握電極的極化現(xiàn)象，原電池和電解池的極化規(guī)律以及電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握液相傳質(zhì)的三種方式和穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟的影響，電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；掌握氫電極的陰極過(guò)程及電催化劑的選擇原則，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)：通過(guò)課程教學(xué)，學(xué)生能夠運(yùn)用電化學(xué)的基本原理，分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)：能夠基于電化學(xué)原理的基本知識(shí)對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，能夠正確評(píng)價(jià)新能源材料對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全和可持續(xù)發(fā)展的影響。理解工程人員應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。第三單元電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容電極/溶液界面性質(zhì)的意義；電毛細(xì)現(xiàn)象；雙電層的微分電容；雙電層的結(jié)構(gòu)；零電荷電位；電極/溶液界面的吸附現(xiàn)象。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電毛細(xì)現(xiàn)象；雙電層的微分電容；雙電層的結(jié)構(gòu)；零電荷電位。難點(diǎn)：電毛細(xì)現(xiàn)象；雙電層的微分電容。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明電極/溶液界面性質(zhì)的意義；電毛細(xì)現(xiàn)象；雙電層的微分電容；雙電層的結(jié)構(gòu)；零電荷電位；電極/溶液界面的吸附現(xiàn)象，拓寬學(xué)生的知識(shí)面；（2）通過(guò)電極/溶液界面的案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)融合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本單元學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)了解電極/溶液界面性質(zhì)的意義；了解電毛細(xì)現(xiàn)象；掌握雙電層的微分電容；掌握雙電層的結(jié)構(gòu)；掌握零電荷電位；掌握電極/溶液界面的吸附現(xiàn)象。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)：電化學(xué)原理教學(xué)以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。通過(guò)電化學(xué)原理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生掌握電解質(zhì)的電導(dǎo)、活度和活度系數(shù)；掌握相間電位，平衡電極電位；掌握電毛細(xì)現(xiàn)象，雙電層的微分電容，雙電層的結(jié)構(gòu)和零電荷電位；掌握電極的極化現(xiàn)象，原電池和電解池的極化規(guī)律以及電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握液相傳質(zhì)的三種方式和穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟的影響，電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；掌握氫電極的陰極過(guò)程及電催化劑的選擇原則，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)：通過(guò)課程教學(xué)，學(xué)生能夠運(yùn)用電化學(xué)的基本原理，分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)：能夠基于電化學(xué)原理的基本知識(shí)對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，能夠正確評(píng)價(jià)新能源材料對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全和可持續(xù)發(fā)展的影響。理解工程人員應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。第四單元電極過(guò)程（學(xué)時(shí)數(shù)：34學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）電極過(guò)程概述掌握電極的極化現(xiàn)象及原因；了解原電池和電解池的極化圖；掌握電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握電極過(guò)程的特征。（2）液相傳質(zhì)步驟動(dòng)力學(xué)掌握液相傳質(zhì)的三種方式；了解液相傳質(zhì)的三種方式的相對(duì)比較和相互影響；掌握穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握溶度極化的規(guī)律和溶度極化的判別方法。（3）電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響；掌握電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)；掌握穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；了解多電子的電極反應(yīng)；掌握雙電層結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)速率的影響；了解電化學(xué)極化與濃度極化共存時(shí)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。（4）氣體電極過(guò)程了解研究氫電極過(guò)程的重要意義；掌握氫電極的陰極過(guò)程；掌握氫電極的陽(yáng)極過(guò)程；了解研究氧電極過(guò)程的意義和存在的困難；掌握氧的陽(yáng)極析出反應(yīng)；掌握氧的陰極還原過(guò)程。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電極的極化現(xiàn)象及原因；電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；電極過(guò)程的特征；液相傳質(zhì)的三種方式；穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；溶度極化的規(guī)律和溶度極化的判別方法；非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響；電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)；穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；雙電層結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)速率的影響；氫電極的陰極過(guò)程。難點(diǎn)：電極的極化現(xiàn)象及原因；溶度極化的規(guī)律和溶度極化的判別方法；非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明電極過(guò)程，加深學(xué)生對(duì)電極過(guò)程的認(rèn)知與理解；（2）通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)及文獻(xiàn)查閱，加深學(xué)生對(duì)電極過(guò)程的理解，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析綜合的的能力，發(fā)展學(xué)生的合作能力；（3）通過(guò)案例教學(xué)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本單元學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)掌握電極的極化現(xiàn)象及原因；了解原電池和電解池的極化圖；掌握電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握電極過(guò)程的特征。掌握液相傳質(zhì)的三種方式；了解液相傳質(zhì)的三種方式的相對(duì)比較和相互影響；掌握穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握溶度極化的規(guī)律和溶度極化的判別方法；掌握非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；了解滴汞電極的擴(kuò)散電流。掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速度的影響；掌握電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)；掌握穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；了解多電子的電極反應(yīng)；掌握雙電層結(jié)構(gòu)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)速率的影響；了解電化學(xué)極化與濃度極化共存時(shí)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律；了解電子轉(zhuǎn)移步驟量子理論簡(jiǎn)介。了解研究氫電極過(guò)程的重要意義；掌握氫電極的陰極過(guò)程；掌握氫電極的陽(yáng)極過(guò)程；了解研究氧電極過(guò)程的意義和存在的困難；掌握氧的陽(yáng)極析出反應(yīng)；掌握氧的陰極還原過(guò)程。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)目標(biāo)：電化學(xué)原理教學(xué)以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力的技術(shù)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。通過(guò)電化學(xué)原理課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生掌握電解質(zhì)的電導(dǎo)、活度和活度系數(shù)；掌握相間電位，平衡電極電位；掌握電毛細(xì)現(xiàn)象，雙電層的微分電容，雙電層的結(jié)構(gòu)和零電荷電位；掌握電極的極化現(xiàn)象，原電池和電解池的極化規(guī)律以及電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟；掌握液相傳質(zhì)的三種方式和穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程；掌握電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟的影響，電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律；掌握氫電極的陰極過(guò)程及電催化劑的選擇原則，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)2：能力目標(biāo)：通過(guò)課程教學(xué)，學(xué)生能夠運(yùn)用電化學(xué)的基本原理，分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：素質(zhì)目標(biāo)：能夠基于電化學(xué)原理的基本知識(shí)對(duì)新能源材料與器件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，能夠正確評(píng)價(jià)新能源材料對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全和可持續(xù)發(fā)展的影響。理解工程人員應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，并能采取有效措施降低或避免其不利影響。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元緒論講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、241:1.2第二單電化學(xué)熱力學(xué)講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、2、3、4141:1.2第三單電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、2、3、481:1.2第四單電極極化講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、2、3、4341:1.2合計(jì)6072五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)40%作業(yè)（百分制）40本門(mén)課程六次作業(yè)，考核內(nèi)容：電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)，平衡電極電位，電毛細(xì)曲線(xiàn)及雙電層的微分電容，電極極化及過(guò)程，液相傳質(zhì)步驟、電子轉(zhuǎn)移步驟等內(nèi)容，作業(yè)評(píng)分的具體標(biāo)準(zhǔn)（作業(yè)正確率等）目標(biāo)分值=0.4*作業(yè)平均成績(jī)測(cè)驗(yàn)（百分制）40考核內(nèi)容主要包括電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)，平衡電極電位，電毛細(xì)曲線(xiàn)及雙電層的微分電容，電極極化及過(guò)程，液相傳質(zhì)步驟、電子轉(zhuǎn)移步驟等內(nèi)容。考試題型包括選擇、判斷、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題等。目標(biāo)分值=0.4*測(cè)驗(yàn)成績(jī)課堂表現(xiàn)（百分制）20考核內(nèi)容：其一，課堂上是否與教師互動(dòng)，是否主動(dòng)回答問(wèn)題以及問(wèn)題回答的正確性；其二，課程出勤情況。分別占比50%。目標(biāo)分值=0.2*課堂表現(xiàn)成績(jī)期末考試60%知識(shí)40考核內(nèi)容：電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)，平衡電極電位，電毛細(xì)曲線(xiàn)及雙電層的微分電容，電極極化及過(guò)程，液相傳質(zhì)步驟、電子轉(zhuǎn)移步驟等。考試題型：填空、單選、多選、判斷、名詞解釋、簡(jiǎn)答、計(jì)算等。評(píng)價(jià)細(xì)則：填空占20%、選擇占20%、判斷占10%、名詞解釋占10%、簡(jiǎn)答占15%、計(jì)算占25%。能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論1緒論1.1研究對(duì)象1.2電化學(xué)科學(xué)在實(shí)際生活中應(yīng)用1.3電化學(xué)科學(xué)發(fā)展1.4電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)1.5電解質(zhì)溶液的活度和活度系數(shù)作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2第二單電化學(xué)熱力學(xué)2電化學(xué)熱力學(xué)2.1相間電位和電極電位2.2電化學(xué)體系2.3平衡電極電位2.4不可逆電位作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3、4第三單電極/溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3電極溶液界面的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.1概述3.2電毛細(xì)現(xiàn)象3.3雙電層的微電容3.4雙電層的結(jié)構(gòu)3.5零電荷電位3.6電極/溶液界面的吸附現(xiàn)象作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3、4第四單電極極化4電極過(guò)程概述4.1電極的極化現(xiàn)象4.2原電池和電解池的極化圖4.3電極過(guò)程的基本歷程和速度控制步驟4.4電極過(guò)程的特征5液相傳質(zhì)步驟動(dòng)力學(xué)5.1液相傳質(zhì)的三種方式5.2液態(tài)擴(kuò)散過(guò)程5.3濃差極化的規(guī)律和判別方法6電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)6.1電極電位對(duì)電子轉(zhuǎn)移步驟反應(yīng)速率的影響6.2電子轉(zhuǎn)移步驟的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)6.3穩(wěn)態(tài)電化學(xué)極化規(guī)律7氣體電極過(guò)程7.1研究氫氣電極過(guò)程的重要意義7.2氫氣電極的陰極過(guò)程7.3氫氣電極的陽(yáng)極過(guò)程7.4研究氧氣電極過(guò)程的重要意義和存在和困難7.5氧的陽(yáng)極析出反應(yīng)7.6氧的陰極析出反應(yīng)作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3、4六、使用教材、相關(guān)推薦書(shū)目及課程資源（一）使用教材李狄.電化學(xué)原理（第四版）.北京航空航天大學(xué)出版社，2021（二）相關(guān)推薦書(shū)目[1]高鵬，朱永明.電化學(xué)基本教程.化學(xué)工業(yè)出版社，2013[2](美)巴德(BardA.J.)，(美)福克納(FaulknerL.R.).電化學(xué)方法原理和應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2005[3]高穎.電化學(xué)基礎(chǔ).化學(xué)工業(yè)出版社，2007（三）課程資源學(xué)生可依據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容為主線(xiàn)，應(yīng)用“愛(ài)課程”中的《電化學(xué)》、《應(yīng)用電化學(xué)》等課程資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。在線(xiàn)開(kāi)放課程學(xué)習(xí)資源如下：浙江大學(xué)在線(xiàn)課程《電化學(xué)》：/course/ZJU-1206700860西安交通大學(xué)在線(xiàn)課程《應(yīng)用電化學(xué)》：/course/XJTU-1206496806《半導(dǎo)體物理與器件》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)半導(dǎo)體物理與器件課程編號(hào)330020062課程性質(zhì)必修課課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)課開(kāi)課單位無(wú)機(jī)材料教研室授課學(xué)期第五學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3.5/60課內(nèi)學(xué)時(shí)60理論授課60上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)90適用專(zhuān)業(yè)新能源材料與器件是否雙語(yǔ)否先修課程《固體物理》后續(xù)課程《太陽(yáng)能電池原理與技術(shù)》、《光電化學(xué)與材料》及《硅材料科學(xué)與技術(shù)》二、課程簡(jiǎn)介《半導(dǎo)體物理與器件》課程是新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)必修的核心課，也是電子科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)、光電信息工程等其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課之一。本課程較全面地論述了半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)知識(shí)，也分析討論了半導(dǎo)體基本器件的工作原理及工作特性?！栋雽?dǎo)體物理與器件》課程能夠?yàn)樾履茉床牧吓c器件專(zhuān)業(yè)的學(xué)生后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中起到重要作用。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)半導(dǎo)體物理與器件對(duì)新能源專(zhuān)業(yè)及社會(huì)發(fā)展的重要意義，了解半導(dǎo)體器件的發(fā)展歷程，學(xué)習(xí)科學(xué)先輩們敢為人先和勇攀高峰的科研精神，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任感；掌握半導(dǎo)體物理的基本原理及各類(lèi)常用的半導(dǎo)體器件的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神，樹(shù)立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，激發(fā)學(xué)生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學(xué)生善于思考，勇于實(shí)踐。課程目標(biāo)2.學(xué)生能夠初步認(rèn)識(shí)量子物理基礎(chǔ)理論，掌握半導(dǎo)體物理的種類(lèi)、晶格結(jié)構(gòu)、能帶等基本知識(shí)，理解載流子濃度、載流子輸運(yùn)、費(fèi)平衡半導(dǎo)體等基本原理，掌握半導(dǎo)體物理器件基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3.能夠系統(tǒng)的了解和掌握PN結(jié)、MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件、金半接觸以及異質(zhì)結(jié)，半導(dǎo)體發(fā)光器件等的結(jié)構(gòu)形式、工作機(jī)理以及伏安特性。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)1-4:掌握用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題的新能源材料與器件專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測(cè)等，解決新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題。1-工程知識(shí)課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)2-3：具有應(yīng)用新能源材料與器件的基本原理，并通過(guò)文獻(xiàn)研究對(duì)新能源材料與器件工程領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析、表達(dá)，以獲得有效結(jié)論的能力。2-問(wèn)題分析課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)12-3:具有了解和跟蹤本專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)的能力。12-終身學(xué)習(xí)四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一章固體的晶格結(jié)構(gòu)（學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）固體的晶格結(jié)構(gòu)。（2）量子力學(xué)初步。（3）晶體中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)量子力學(xué)的基本原理及波函數(shù)的物理意義。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明本課程的主要研究?jī)?nèi)容。以近代物理發(fā)展歷程為線(xiàn)索，使學(xué)生了解量子力學(xué)理論的建立離不開(kāi)偉大的科學(xué)家們敢為人先、孜孜以求、不斷探索、勇攀高峰的科學(xué)精神。使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探索的精神，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生成為有責(zé)任、有擔(dān)當(dāng)?shù)挠兄厩嗄?。?）通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)量子力學(xué)理論建立的過(guò)程，探索相關(guān)實(shí)驗(yàn)及理論相互印證的實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和科學(xué)探索能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)了解近代物理體系的構(gòu)建過(guò)程，理解量子物理基本理論，并且能掌握固體的晶體結(jié)構(gòu)及缺陷，能夠用量子力學(xué)的理論解釋電子能帶的形成，電子共有化運(yùn)動(dòng)，掌握泡利不相容原理，能量最低原理，理解波函數(shù)的物理意義及薛定諤方程的含義等，為下面章節(jié)的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)半導(dǎo)體物理與器件對(duì)新能源專(zhuān)業(yè)及社會(huì)發(fā)展的重要意義，了解半導(dǎo)體器件的發(fā)展歷程，學(xué)習(xí)科學(xué)先輩們敢為人先和勇攀高峰的科研精神，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任感；掌握半導(dǎo)體物理的基本原理及各類(lèi)常用的半導(dǎo)體器件的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神，樹(shù)立學(xué)生現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀，激發(fā)學(xué)生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學(xué)生善于思考，勇于實(shí)踐。第二章平衡半導(dǎo)體中載流子濃度（學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）狀態(tài)密度函數(shù)和費(fèi)米狄拉克分布函數(shù)。（2）平衡載流子的濃度，包括本征半導(dǎo)體載流子濃度以及費(fèi)米能級(jí)位置。（3）含一種或多種雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度計(jì)算，施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)相關(guān)概念。（4）雜質(zhì)半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)位置的判斷以及簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的相關(guān)性質(zhì)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章的教學(xué)重點(diǎn)時(shí)施主雜質(zhì)及受主雜質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別，以及不同類(lèi)型雜質(zhì)摻雜對(duì)半導(dǎo)體材料微觀能帶結(jié)構(gòu)的影響。教學(xué)難點(diǎn)是半導(dǎo)體中載流子濃度及費(fèi)米能級(jí)位置的計(jì)算方法，包括本征半導(dǎo)體和摻雜雜質(zhì)的半導(dǎo)體。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合講授相關(guān)概念、公式推導(dǎo)、讓學(xué)生掌握公式的物理意義及應(yīng)用。（2）采用案例式教學(xué)，通過(guò)對(duì)典型習(xí)題講練結(jié)合，讓學(xué)生能夠熟練運(yùn)用公式計(jì)算半導(dǎo)體物理載流子濃度及能級(jí)位置等，通過(guò)計(jì)算結(jié)果能夠判斷半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及材料類(lèi)型。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體材料的微觀結(jié)構(gòu)與能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響有較為深刻的理解，掌握載流子濃度的計(jì)算，并能根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷材料類(lèi)型。因?yàn)殡娏魇怯奢d流子定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，所以載流子濃度的計(jì)算能夠推導(dǎo)出材料的電流-電壓特性，從而掌握半導(dǎo)體器件的工作原理，因此，本節(jié)內(nèi)容的熟練掌握為后面半導(dǎo)體器件的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)2.學(xué)生能夠初步認(rèn)識(shí)量子物理基礎(chǔ)理論，掌握半導(dǎo)體物理的種類(lèi)、晶格結(jié)構(gòu)、能帶等基本知識(shí)，理解載流子濃度、載流子輸運(yùn)、費(fèi)平衡半導(dǎo)體等基本原理，掌握半導(dǎo)體物理器件基礎(chǔ)。第三章載流子的輸運(yùn)（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）載流子的漂移運(yùn)動(dòng)；（2）載流子的散射機(jī)制和遷移率；（3）載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)（4）愛(ài)因斯坦關(guān)系。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章的教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)包括載流子的散射機(jī)制，載流子遷移率隨溫度和摻雜濃度的變化規(guī)律。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，載流子輸運(yùn)的類(lèi)型及成因進(jìn)行切入，深入理解載流子散射機(jī)制等，從而得出載流子的遷移率隨溫度和摻雜濃度的變化規(guī)律；（2）通過(guò)新舊知識(shí)點(diǎn)貫穿融合，結(jié)合歐姆定律的微分形式的推導(dǎo)及上一章節(jié)載流子濃度計(jì)算公式，學(xué)習(xí)討論本章載流子輸運(yùn)的規(guī)律。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生應(yīng)熟悉并掌握擴(kuò)散和漂移這兩種載流子的輸運(yùn)機(jī)制及影響這兩種載流子輸運(yùn)的因素及影響規(guī)律。能夠運(yùn)用理論知識(shí)載流子輸運(yùn)規(guī)律推導(dǎo)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率、載流子濃度、費(fèi)米能級(jí)位置等。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)2.學(xué)生能夠初步認(rèn)識(shí)量子物理基礎(chǔ)理論，掌握半導(dǎo)體物理的種類(lèi)、晶格結(jié)構(gòu)、能帶等基本知識(shí)，理解載流子濃度、載流子輸運(yùn)、費(fèi)平衡半導(dǎo)體等基本原理，掌握半導(dǎo)體物理器件基礎(chǔ)。第四章過(guò)剩載流子（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）熱平衡狀態(tài)，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合；（2）過(guò)剩載流子的性質(zhì)；2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章非熱平衡狀態(tài)載流子濃度包括平衡載流子濃度和過(guò)剩載流子濃度，其中過(guò)剩載流子的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律是本章的重點(diǎn)難點(diǎn)。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明熱平衡狀態(tài)，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合，產(chǎn)生率和復(fù)合率等概念，讓學(xué)生理解半導(dǎo)體器件導(dǎo)電的基本原理；（2）采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)及文獻(xiàn)查閱，拓寬學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體材料與器件的導(dǎo)電原理及基本結(jié)構(gòu)有深入的了解，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析綜合的的能力，發(fā)展學(xué)生的合作能力；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生掌握了過(guò)剩載流子的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，運(yùn)用這些規(guī)律可以討論它們對(duì)電流的貢獻(xiàn)，確定半導(dǎo)體器件的工作原理。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)2.學(xué)生能夠初步認(rèn)識(shí)量子物理基礎(chǔ)理論，掌握半導(dǎo)體物理的種類(lèi)、晶格結(jié)構(gòu)、能帶等基本知識(shí)，理解載流子濃度、載流子輸運(yùn)、費(fèi)平衡半導(dǎo)體等基本原理，掌握半導(dǎo)體物理器件基礎(chǔ)。第五章PN結(jié)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）平衡PN結(jié)的形成及其基本結(jié)構(gòu)、能帶、參數(shù)；（2）正偏PN結(jié)和反偏PN結(jié)；（3）PN結(jié)的電容效應(yīng)和擊穿2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章的重點(diǎn)是平衡PN結(jié)的形成，難點(diǎn)是能夠準(zhǔn)確區(qū)分正偏和反偏PN結(jié)的形成過(guò)程，理解不同外加偏壓的PN結(jié)載流子的輸運(yùn)動(dòng)態(tài)變化、濃度的變化、能帶結(jié)構(gòu)的變化等規(guī)律和性質(zhì)。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明外加正向偏壓和反向偏壓對(duì)PN結(jié)電學(xué)性質(zhì)的影響等知識(shí)點(diǎn)；（2）線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合，為了讓學(xué)生直觀感受PN結(jié)的導(dǎo)電的機(jī)理，選擇優(yōu)質(zhì)教學(xué)視頻，結(jié)合動(dòng)畫(huà)視頻，闡明PN結(jié)在不同外加電壓下的運(yùn)行原理。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生掌握了PN結(jié)的基本工作原理，由于PN結(jié)不僅是復(fù)雜半導(dǎo)體器件的基本章，它本身也是最簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，對(duì)半導(dǎo)體器件工作原理有基本的認(rèn)識(shí)，為后面MOSFET等復(fù)雜半導(dǎo)體器件的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)3.能夠系統(tǒng)的了解和掌握PN結(jié)、MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件、金半接觸以及異質(zhì)結(jié)，半導(dǎo)體發(fā)光器件等的結(jié)構(gòu)形式、工作機(jī)理以及伏安特性。第六章金屬半導(dǎo)體接觸和異質(zhì)結(jié)（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）金屬半導(dǎo)體接觸；（2）異質(zhì)結(jié)；2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章的重難點(diǎn)是金半接觸的基本原理，從而掌握兩種類(lèi)型半導(dǎo)體材料構(gòu)成理想金半接觸的特性，理解整流接觸和歐姆接觸的區(qū)別。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明功函數(shù)、親和能等知識(shí)點(diǎn)，講解理想金半接觸的過(guò)程和基本原理等；（2）采用啟發(fā)式教學(xué)，圍繞材料類(lèi)型的不同舉一反三，分析不同類(lèi)型材料組成金半接觸的導(dǎo)電過(guò)程及基本原理，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和能動(dòng)性。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生掌握金屬與不同導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體接觸形成半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電原理，能夠根據(jù)所給材料分析、判斷、設(shè)計(jì)金半接觸案例。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)3.能夠系統(tǒng)的了解和掌握PN結(jié)、MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件、金半接觸以及異質(zhì)結(jié)，半導(dǎo)體發(fā)光器件等的結(jié)構(gòu)形式、工作機(jī)理以及伏安特性。第七章MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）理想MOS結(jié)構(gòu)；（2）MOSFET基礎(chǔ)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章中的重點(diǎn)是理想MOS結(jié)構(gòu)，其中基于不同外加偏壓下的MOS結(jié)構(gòu)的能帶圖，定性描述在靜態(tài)偏置下MOS結(jié)構(gòu)的電荷、電場(chǎng)和電容，以及在此基礎(chǔ)上對(duì)MOS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性的討論本章難點(diǎn)。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明MOS結(jié)構(gòu)的基本組成及原理，讓學(xué)生理解并掌握外加不同偏壓下MOS結(jié)構(gòu)的工作原理；（2）采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)及文獻(xiàn)查閱，拓寬學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體材料與器件的導(dǎo)電原理及基本結(jié)構(gòu)有深入的了解，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析綜合的的能力，發(fā)展學(xué)生的合作能力；4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生能夠掌握MOS結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類(lèi)型及導(dǎo)電原理，了解場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的分類(lèi)，了解MOSFET器件的應(yīng)用。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)3.能夠系統(tǒng)的了解和掌握PN結(jié)、MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件、金半接觸以及異質(zhì)結(jié)，半導(dǎo)體發(fā)光器件等的結(jié)構(gòu)形式、工作機(jī)理以及伏安特性。第八章半導(dǎo)體中的光器件（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）半導(dǎo)體中的光過(guò)程，光的吸收和發(fā)射；（2）發(fā)光二極管；2.重點(diǎn)和難點(diǎn)本章重點(diǎn)是半導(dǎo)體中光的吸收和發(fā)射原理，難點(diǎn)是發(fā)光二極管的發(fā)光原理。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明熱平衡狀態(tài)，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合，產(chǎn)生率和復(fù)合率等概念，讓學(xué)生理解半導(dǎo)體器件導(dǎo)電的基本原理；（2）線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合，為了讓學(xué)生直觀感受發(fā)光二極管的發(fā)光原理，選擇優(yōu)質(zhì)教學(xué)視頻，結(jié)合動(dòng)畫(huà)視頻，融入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握；（3）采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)及文獻(xiàn)查閱，拓寬學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體材料與器件的導(dǎo)電原理及基本結(jié)構(gòu)有深入的了解，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、分析綜合的的能力，發(fā)展學(xué)生的合作能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果完成本章學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生掌握了過(guò)剩載流子的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，運(yùn)用這些規(guī)律可以討論它們對(duì)電流的貢獻(xiàn)，確定半導(dǎo)體器件的工作原理。5.支撐課程目標(biāo)本章知識(shí)、教學(xué)方式支撐的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)2.學(xué)生能夠初步認(rèn)識(shí)量子物理基礎(chǔ)理論，掌握半導(dǎo)體物理的種類(lèi)、晶格結(jié)構(gòu)、能帶等基本知識(shí)，理解載流子濃度、載流子輸運(yùn)、費(fèi)平衡半導(dǎo)體等基本原理，掌握半導(dǎo)體物理器件基礎(chǔ)。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一章固體的晶格結(jié)構(gòu)講授法、項(xiàng)目式教學(xué)課程目標(biāo)1141:1.5第二章平衡半導(dǎo)體中載流子濃度講授法、案例教學(xué)課程目標(biāo)2121:1.5第三章載流子的輸運(yùn)講授法課程目標(biāo)281:1.5第四章過(guò)剩載流子講授法、項(xiàng)目式教學(xué)課程目標(biāo)281:1.5第五章PN結(jié)講授法、線(xiàn)上線(xiàn)下結(jié)合教學(xué)課程目標(biāo)361:1.5第六章金屬半導(dǎo)體接觸和異質(zhì)結(jié)講授法、啟發(fā)式教學(xué)課程目標(biāo)341:1.5第七章MOS結(jié)構(gòu)及MOSFET器件講授法、項(xiàng)目式教學(xué)課程目標(biāo)341:1.5第八章半導(dǎo)體中的光器件講授法、線(xiàn)上線(xiàn)下結(jié)合、項(xiàng)目是教學(xué)課程目標(biāo)341:1.5合計(jì)601:1.5五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)40%作業(yè)（百分制）35本門(mén)課程四次作業(yè)，考核內(nèi)容：基本概念、載流子