《纳米材料概论》课程教学大纲

《纳米材料概论》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123014课程名称（中/英文）：纳米材料概论/NanometerMaterials课程类别：专业选修课程学分：1总学时：16理论学时：16实验/实践学时：0适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：大学物理，材料科学基础教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《纳米材料概论》是无机非金属材料工程专业一门专业选修课。其目的是通过本课程的学习，使学生掌握纳米材料的基本概念和基本性质，了解纳米材料的制备方法和基本性能，熟悉纳米技术的种类及发展；利用双语教学，提高学生的口语表达能力，开拓学生眼界，提高学生汲取先进知识的自主意识与能力，为学生以后的深造与发展打下必要的基础；同时通过对最新的纳米科技的介绍，激发学生学习热情，增强对祖国先进材料及工艺事业的信心；引导学生了解祖国实力，分析祖国不足，激发学生爱国、建国、强国的意识，以及他们积极投身于祖国新材料、新技术的科学研究领域的热情。2.对接培养的岗位能力使学生能够了解和掌握最新的材料技术发展趋势，具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流；能够具有自主学习的意识和能力，能够主动汲取新知识，利用现代化手段解决实际工程问题。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点10.2]了解无机非金属材料的发展趋势、研究热点，理解和尊重世界不同语言、文化的差异性和多样性。[毕业要求指标点10.3]具备跨文化交流的语言和书面表达能力，能就无机非金属材料专业问题，在跨文化背景下进行基本沟通和交流。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：具备纳米材料制备、性能分析的能力，具备纳米材料简单研发设计、改性和提高能力，具有能在新能源材料相关领域工作的能力，能够进行纳米材料的相关分析，能够进行相关纳米体系的设计与实验。支撑毕业要求指标点10.2。教学目标2：对纳米材料有全面的认知，有将所学知识与实际生活相结合的能力，能够通过分析、推导、总结的方法解决实际问题。具备汲取先进知识的自主意识与能力。支撑毕业要求指标点10.2。教学目标3：能够处理解决纳米材料与纳米技术实际应用过程中的相关问题；能够具有一定的外语能力，有效地在跨文化背景下进行沟通交流。支撑毕业要求指标点10.3。四、教学课时安排学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1纳米材料概述2202、3主题2纳米材料的基本效应2201、3主题3纳米材料的性能2201、2、3主题4纳米材料的制备4401、2、3主题5扫描隧道显微镜和原子力显微镜4401、2、3主题6碳纳米材料的合成2202、3五、教学内容及教学设计主题1纳米材料概述纳米科技的兴起、纳米材料的基本概念、纳米材料的研究历史和主要研究内容等基础知识。纳米材料发展趋势和我国对世界材料发展的贡献，介绍材料科学技术在工业发展中的地位和作用，激发学生的身为工科学生的自豪感和专业学习的兴趣，投身祖国建设的理想。纳米科技的基本概念，纳米科技及纳米材料的关系与发展现状。纳米科技与纳米材料的关系，纳米材料的概念。纳米科技与纳米材料的关系，纳米材料的概念。以老师课堂讲授为主，通过多媒体课件的展示，结合学生课堂讨论。主题2材料概述纳米材料的小尺寸效应；纳米材料的量子尺寸效应；纳米材料的表面效应；纳米材料的隧穿效应。纳米材料的量子尺寸效应；纳米材料的表面效应。纳米材料的隧穿效应。纳米材料的隧穿效应。以老师课堂讲授为主，通过多媒体课件的展示，结合学生课堂讨论。主题3纳米材料的性能纳米材料的力学性能，纳米材料的热学性能及纳米材料的光学性能，纳米材料各种性能的举例。纳米材料的Hall-Petch关系式的斜率，纳米材料的磁学特性。纳米材料的力学性能、热学性能、磁学性能和光学性能。纳米材料的磁学特性。以多媒体授课为主要形式，采用理论联系实际的教学方法，结合具体的案例进行教学。主题4纳米材料的制备Top-down与Bottom-up方法；纳米材料的固相制备方法；纳米材料PVD的制备方法；纳米材料的化学汽相沉积法、液相合成法和绿色纳米合成；介绍我国的纳米技术水平，激发学生努力学习，提高我国科技水平的斗志。Top-down与Bottom-up方法；纳米材料的PVD与CVD制备方法。纳米材料的绿色合成，自组装。3.教学难点纳米材料的PVD与CVD制备方法。以多媒体授课为主要形式，采用理论联系实际的教学方法，结合具体的案例进行教学。主题5扫描隧道显微镜和原子力显微镜1.教学内容扫描隧道显微镜和原子力显微镜的相关工作原理和应用；从基本原理入手，启发学生思考，如何用简单的原理完成复杂的设计，激发学生自主思考，联系各个学科，为提高我国科研水平努力。2.教学重点扫描隧道显微镜和原子力显微镜的相关工作原理及工作模式。原子力显微镜的检测模式。3.教学难点原子力显微镜的检测模式。以老师课堂讲授为主，通过多媒体课件的展示，结合学生课堂讨论。主题6碳纳米材料的合成碳同素异形体的的特点；碳元素的不同形态和存在方式；C60的制备与合成；碳纳米管的性能与制备。C60的制备；碳纳米管的结构特点与性能。碳纳米管的制备。3.教学难点碳纳米管的结构特点。以多媒体授课为主要形式，采用理论联系实际的教学方法，结合具体的案例进行教学。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程采用双语的授课模式，为了达成课程的教学目的，提高学生的口语表达能力，故采用口试的形式进行，以全面地考核学生对于专业知识的掌握以及对于英语的使用。学生成绩评定样表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√成绩比例%101010702.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）出勤作业课堂表现期末考试合计教学目标1指标点10.24633043教学目标2指标点10.22322027教学目标3指标点10.34152030合计101010701003.课程成绩评价标准优（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教学目标1熟练了解和掌握纳米材料的分类、性能、制造方法及发展趋势；对各类纳米材料的基本概念及相关知识有明确的了解和认识。准确了解和掌握纳米材料的分类、性能、制造方法及发展趋势；对各类纳米材料的基本概念及相关知识有较清晰的了解和认识。了解和掌握纳米材料的分类、性能、制造方法及发展趋势；对各类纳米材料的基本概念及相关知识有一定的了解和认识。基本了解和掌握纳米材料的分类、性能、制造方法及发展趋势；对各类纳米材料的基本概念及相关知识有基本的了解和认识。不能了解和掌握纳米材料的分类、性能、制造方法及发展趋势，对各类纳米材料的基本概念及相关知识没有了解和认识。教学目标2熟练掌握系统分析纳米材料的基本思路；能够利用所学知识体系及工具熟练分析各种纳米材料相关特性。准确掌握系统分析纳米材料的基本思路；能够利用所学知识体系及工具准确分析各种纳米材料相关特性。掌握系统分析纳米材料的基本思路；能够利用所学知识体系及工具对各种纳米材料相关特性进行一定分析。基本掌握系统分析纳米材料的基本思路；能够利用所学知识体系及工具对各种纳米材料相关特性进行基本分析。不能掌握系统分析纳米材料的基本思路；不能够利用所学知识体系及工具分析各种纳米材料相关特性。教学目标3熟练掌握了解纳米材料相关的英文词汇以及科技文献的常用规范，能够主动汲取先进的材料知识准确掌握了解纳米材料相关的英文词汇以及科技文献的常用规范，能够较为主动汲取先进的材料知识掌握了解纳米材料相关的英文词汇以及科技文献的常用规范，能够汲取先进的材料知识基本掌握了解纳米材料相关的英文词汇以及科技文献的常用规范，能够汲取一定的先进材料知识不能了解纳米材料相关的英文词汇以及科技文献的常用规范，不能够主动汲取先进的材料知识七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：张耀君主编.纳米材料基础（双语版）.化学工业出版社，2011.主要参考书：（1）卫英慧主编.纳米材料概论.化学工业出版社，2009.（2）丁秉钧主编.纳米材料.机械工业出版社，2004.（3）李晓俊主编.纳米材