《探索微观物质世界》课程教学大纲

课程教学大纲课程基本信息（CourseInformation）课程代码（CourseCode）PH904*学时（CreditHours）32*学分（Credits）2*课程名称（CourseName）（中文）探索微观物质世界（英文）Toexploremicrocosmbyscientificapparatus-ofwhatispast,passingandtocome课程性质(CourseType)通识教育课授课对象（TargetAudience）2年级以上的大学本科生，专业覆盖文理医各科对微观物质世界有兴趣的同学。授课语言(LanguageofInstruction)中文*开课院系（School）分析测试中心先修课程（Prerequisite）大学物理、普通化学*课程简介（Description）探索微观物质世界是一门面向不同学科背景学生的课程。教学宗旨为培养学生综合科学素质，了解对物质世界微观探索的发展历程，掌握对微观世界探索的的基本概念和方法。课程教学以科学发现的事件为背景，以微观世界的认识过程和探索微观世界的现代科学仪器为主要内容，集多种教学模式为一体，培养学生形成科学思维方法、触类旁通的科学意识，增强学生在科学领域发展的潜力，为以后的学习打下良好的基础。课程性质：此课程是作为文科类学生的通识课程，也可作为理科类学生的通识课程。教学目标：以人类在探索微观物质世界的历史为主线，围绕近现代科学技术的手段和方法，培养学生掌握微观物质世界的概念，探索微观物质世界的方法和分析技术的基本原理，也使文科学生了解科学工作者探索微观物质世界的科学方法和技术手段。

具体内容：1：微观物质结构的概念及显微技术的发展。

2：X射线表征微观物质世界的技术方法，包括衍射，散射和形貌术。

3：电子表征技术，包括TEM和SEM等。

4：扫描隧道显微镜表征技术等。（中文300-500字，含课程性质、主要教学内容、课程教学目标等）*课程简介（Description）（英文300-500字）ToexploremicrocosmbyscientificapparatusisaliberaleducationcoursewhatbefacetowholestudentsofShanghaiJiaoTongUniversity,includetheundergraduatesandgraduates.Theaimofthiscourseistofosterstudentswithcomprehensivescientificattainment,tointroducethemthescientificbreakthroughsanddiscoversofnewmeasurementmethods,andpersonage,eventhenaturalandsocialbackgroundduringtheprogressofexploringmicrocosm.Especially,thecoursewillmainexpatiatetothegreatsupportroleofexploringmicrocosmformodernhumansociety.Thecoursecontainsthebasicknowledgeofmatter,thecharacterizationmethodsofmicrostructuresuchasopticalmicroscopy,X-raydiffractometry,X-rayscattering,ScanningElectronMicroscopy,TransmissionElectronMicroscopy,ScanningTunnelingMicroscopeandAtomicForceMicroscopyetc.Forstudents,Itisusefultodeveloptheirpotentialskillsinscientificresearch,andbeneficialtoimprovetheabilityofideationindependent.课程教学大纲（CourseSyllabus）*学习目标(LearningOutcomes)了解近现代科学技术的手段和方法，使学生掌握物质世界的微观探索的基本概念、方法和分析技术的基本原理，也使文理科学生相互交融，建立起探索微观物质世界的科学思维方法。具体体现在以下几方面：1．深入思考和用语言准确表达的能力。2．敏锐观察，发现、分析和解决问题的能力3．批判性思辩和创作性的能力。4．不同学科背景的人合作学习的能力。5，汇集、整理信息的能力。*教学内容进度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教学内容学时教学方式作业及要求基本要求考查方式课程概述、微观探索的历史沿革2课堂讲授课后作业：人类的对微观世界探索的驱动力对微观世界的探索从猜想到科学观测课后作业近、现代对微观物质世界的探索3课堂讲授及课堂讨论课堂讨论：发言踊跃，有独道见解掌握道尔顿原子论的建立课堂讨论和课后作业光学的发展及光学显微镜的发明2课堂讲授及影视资料观看课后作业：光学显微镜的功能类型掌握光学显微镜的分类方法课后作业对光本质的争论怎样促进微观世界的认识2课堂讲授及课堂讨论课后作业：光的波粒二象性是近代物质观的基础光的性质的争论演变课后作业和期末考试

晶体的对称性及晶体结构2课堂讲授课后作业：掌握7大晶系、14种布拉菲点阵的概念晶体、非晶等基本概念课后作业X射线的发现及衍射技术的形成3课堂讲授及课堂讨论课后作业及课堂讨论：X射线衍射对光的本质认识的支持X射线的性质课后作业和课堂讨论X射线的广泛应用及仪器实验课2现场参观和上机操作弄清楚XRD的工作过程及测试程序了解光学显微镜和XRD的仪器构造课后作业和期末考试利用同步辐射等大型装置探索微观世界2课堂讲授及影视资料观看课堂讨论及课后作业：同步辐射及FXEL等发生原理同步辐射作为光源的主要应用范围课后作业电子的发现及电子显微镜的发明2课堂讲授及课堂讨论物质波的重要意义电子显微镜的重要元件课后作业和课堂讨论

透射电子显微镜的原理及应用2课堂讲授及影视资料观看透射电子显微镜的工作原理磁透镜、电子枪等部件课后作业和期末考试扫描电子显微镜的原理及应用2课堂讲授及影视资料观看扫描电子显微镜的成像原理扫描电子显微镜的工作模式课后作业和期末考试量子理论的出现及物质波的讨论2课堂讲授及课堂讨论讨论：物质波对量子理论形成的重要开启作用隧道效应课后作业和课堂讨论扫描隧道显微镜的发明及应用2课堂讲授及影视资料观看扫描隧道显微镜的种类和基本工作原理原子力显微镜的两种工作模式课后作业和期末考试电子及原子力显微镜实验课2现场参观和上机操作弄清两种显微镜的工作过程和操作程序了解电子显微镜和隧道扫描显微镜的主要区别课后作业*考核方式(Grading)最终成绩由课堂表现，平时作业，课后大作业，小组讨论和最后考试成绩确定。各部分所占比例如下：

平时作业和课堂参与程度为20%。主要考察对知识的掌握能力和表达能力。

大作业为20%。主要考察分析问题和创作型能力。

考试为60%。主要考察对微观探测仪器的基本原理和操作的熟练程度。*教材或参考资料(Textbooks&OtherMaterials)（必含信息：教材名称，作者，出版社