《学科前沿知识专题讲座》课程教学大纲

《学科前沿知识专题讲座》教学大纲一、课程基本信息课程名称学科前沿知识专题讲座SpecialLectureonFrontierKnowledgeofDisciplines课程编码MAT422211010开课院部材料科学与工程学院课程团队学科前沿专题讲座学分1.0课内学时16讲授16实验0上机0实践0课外学时0适用专业材料化学授课语言中文先修课程课程简介（必修）本课程是为材料化学所开设的综合性专业提高课程。主要介绍材料科学学科所涉及的有重大影响或发展前景的理论发展方向，和在实际生产过程中具有应用价值或应用潜力的新发展方向或技术前沿。包括先进功能材料有机半导体、太阳能的转化与利用、基于晶态多孔材料的分离膜、多尺度模拟在材料科学领域的应用、分子模拟在非常规油气田开发中的应用等。通过本课程的学习，使学生能更多地了解本专业目前所要解决的主要问题，对新能源转化材料，新分离材料，新材料设计分析方法等的新理论及热点问题有较全面和深入的理解，掌握材料化学前沿的新理论和新技术的研究动态，以开阔学生的视野，拓宽学生的知识面，为提高学生的创新能力、分析问题和解决问题的能力奠定基础。Thiscourseisacomprehensiveprofessionalimprovementcourseformaterialschemistry.Itmainlyintroducesthetheoreticaldevelopmentdirectionwithsignificantinfluenceordevelopmentprospectinvolvedinthematerialsciencediscipline,andthenewdevelopmentdirectionortechnologicalfrontierwithapplicationvalueorapplicationpotentialintheactualproductionprocess.Thisisincludingadvancedfunctionalmaterials-organicsemiconductormaterials,theconversionandutilizationofsolarenergy,separationmembranesbasedoncrystallineporousmaterials,theapplicationofmulti-scalesimulationinthefieldofmaterialsscience,andtheapplicationofmolecularsimulationinthedevelopmentofunconventionaloilandgasfields.Throughthestudyofthiscourse,studentscanlearnmoreaboutthemainproblemstobesolvedinthismajor.Theyhaveamorecomprehensiveandin-depthunderstandingofnewtheoriesandhotissuessuchasnewenergyconversionmaterials,newseparationmaterials,andnewmaterialdesignanalysismethods.Understandandmasterthenewtheoriesandnewtechnologyresearchtrendsinthefrontiersofmaterialschemistry,tobroadenstudents'horizonsandbroadentheirknowledge,andlaythefoundationforimprovingstudents'abilitytoinnovate,analyzeandsolveproblems.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解材料科学领域最新动态，获得新材料行业发展趋势。是2.42M2目标2：能够用外语进行信息交流及阅读材料化学专业文献资料。是8.23M3目标3：具有自主学习的能力，包括对材料化学专业技术的理解、总结和提出问题的能力。是9.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1课程简介课程简介：开设学科前沿讲座的必要性与时俱进，紧跟与专业方向有关的前沿领域进展/////2专题一专题一：有机半导体材料本章重点难点：酞菁类化学的特点和在各领域应用中的优势/////31.11.1有机半导体材料和场效应晶体管材料信息材料发展的重要性，芯片材料的前世今生，有机场效应晶体管（OFET）的发展概况及趋势；目前研究报道的表现优良（p-型、n-型以及双极）OFET性能材料的结的基本特征，OFET器件构造及工作原理；OFET研究的通常思路，国际先进水平的OFET器件的特点及应用进展，经典案例：酞菁基有机场效应晶体管（OFET）材料的研究之路M12讲授2文献阅读、作业41.21.2化学传感材料为什么要做这个工作，酞菁类化学传感器的优点；p-型、n-型以及双极半导体传感材料的相应特点，化学传感器件的构筑策略；本科生部分科研工作展示。M21讲授1文献阅读、作业51.31.3电催化材料酞菁、卟啉分子结构特点、性质及应用；金属酞菁卟啉配合物在ORR中的应用研究进展M31讲授1文献阅读、作业6专题二专题二：太阳能的转化与利用本章重点难点：光电转化原理及热门材料/////72.12.1太阳能的利用和钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池工作原理、研究热点问题。M11讲授1文献阅读、作业82.22.2单线态裂分-光电转化中的新技术电池的光电转化效率、有机材料中的光子剪裁，分子内单线态激子裂分的研究概况。M21讲授1文献阅读、作业92.32.3光解水制氢人工光合作用与光解水制氢人工光合作用：共价键连接的分子聚集体中光物理过程的调控、研究背景及意义、光解水产氢机理、产氢催化剂的研究进展，本组氢能研究工作展示M32讲授2文献阅读、作业10专题三专题三：基于晶态多孔材料的分离膜晶态多孔材料的特点，用于分离膜材料的优势。膜分离过的基本原理，目前分离膜材料面对的主要挑战。/////113.13.1膜分离材料及其应用膜分离的基本定义，膜材料的分类。各类分离膜的应用：氢气分离，天然气甜化，二氧化碳的捕获，污水处理，反渗透除盐，渗透汽化，手性拆分。M32讲授2文献阅读、作业123.23.2晶态多孔材料及其应用孔材料的定义，分类。分子筛，金属有机框架物，共价有机框架物，氢键有机框架物，多孔有机笼分子。晶态多孔材料的应用。M22讲授2文献阅读、作业13专题四专题四：油气的发展现状本专题难点：油气的生成及开发技术，分子模拟技术的应用/////144.1油气的前世今生及开发技术介绍当今世界油气资源的概况，油气的生成、运移和储集，以及油气开发的各种技术。 M22讲授2文献阅读、作业154.2分子模拟技术在石油工程领域中的应用介绍分子模拟技术的概念、原理及在非常规油气开发中的引用，包括油气的赋存、运移，注气开发等。M32讲授2文献阅读、作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1课堂测试1.每次课堂上通过雨课堂发布两道以上的题目。2.题目为当堂所讲的主要的内容和知识点。20%2平时作业1.每周布置1-2道开放型题目，需要学生完成对文献的阅读和总结，提出自己的观点。2.成绩采用百分制，根据文献阅读的深度和广度，提出观点的合理性和创新性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对材料化学基本及前沿知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。30%3期末考试1.开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对材料化学基本及前沿知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有填空题、简答题、论述题。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1课堂测试20%根据8次课随堂测试（雨课堂）的平均分进行评分。2M1平时作业30%A-文献阅读广且深，独立思考，按时完成，思路清晰、结论合理且创新。B-文献阅读广，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论合理且有一定的创新性。C-进行了一些文献阅读，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论比较合理。D-没有阅读文献，作业抄袭，未能按时完成，内容为拼凑所得。3M1期末考试50%（见试卷评分标准）4M2课堂测试20%根据8次课随堂测试（雨课堂）的平均分进行评分。5M2平时作业30%A-文献阅读广且深，独立思考，按时完成，思路清晰、结论合理且创新。B-文献阅读广，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论合理且有一定的创新性。C-进行了一些文献阅读，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论比较合理。D-没有阅读文献，作业抄袭，未能按时完成，内容为拼凑所得。6M2期末考试50%（见试卷评分标准）7M3课堂测试20%根据8次课随堂测试（雨课堂）的平均分进行评分。8M3平时作业30%A-文献阅读广且深，独立思考，按时完成，思路清晰、结论合理且创新。B-文献阅读广，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论合理且有一定的创新性。C-进行了一些文献阅读，独立思考，按时完成，思路比较清晰、结论比较合理。D-没有阅读文献，作业抄袭，未能按时完成，内容为拼凑所得。9M3期末考试50%（见试卷评分标准）评分等级说明：[A