《材料合成与制备技术》课程教学大纲（材料化学专业）

《材料合成与制备技术》课程教学大纲一、课程简介课程中文名材料合成与制备技术课程英文名TechnologiesofMaterialsSynthesizationandPreparation双语授课□是否课程代码21112001课程学分3总学时数48（含劳动教育2学时）课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质必修□选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告课堂表现□阶段性测试平时作业其他（可多选）开课学院材料科学与工程学院开课系(教研室)材料化学教研室面向专业材料化学开课学期第5学期先修课程材料科学基础、材料物理性能后续课程材料现代测试方法、功能材料及应用选用教材朱继平主编.材料合成与制备技术(第1版)[M].北京:化学工业出版社,2018年.参考书目1.许春香编著.材料制备新技术[M].北京:化学工业出版社,2010年.2.李爱东编著.先进材料合成与制备技术[M].北京:科学出版社,2013年.3.马景灵编著.材料合成与制备[M].北京:化学工业出版社，2016年.课程资源教案、PPT、在线资源、视频等。课程简介本课程是材料化学专业的一门重要的学专业核心课程，是该专业学生研究材料及其合成制备技术的重要理论基础。本课程主要为专业课的学习提供有关材料制备的基础知识，为后继专业课程的学习、同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。本课程的教学目标是使学生充分掌握无机材料制备技术，深入理解材料的组成、结构、性能和加工的规律及相互联系，掌握包括经典合成方法、软化学合成方法、特殊合成方法、薄膜材料与制备技术、晶体材料的制备、非晶态材料的制备、新能源材料的制备及应用等基本方法和知识。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1通过本课程的学习，使学生对各类材料的合成与制备原理、常用方法、加工工艺等形成初步认知，能够熟记一些重要基本原理、牢记主要知识点，对一些新材料制备技术能够做到整体概括复述、重要详细描述，初步具有对一般材料进行选定合理的合成方法和制备技术的能力。课程目标2通过本课程学习，学生熟悉几种典型的新材料的制备工艺流程和工艺方法控制手段，对材料的形成机理进行深入分析和研究，培养学生发现问题、分析问题和解决材料合成相关问题的基本能力。根据所学知识。熟悉多种功能材料产品开发流程、开发方法和技术，了解影响不同材料合成的各种因素。课程目标3培养学生尊重劳动、热爱劳动的态度，鼓励学生树立不惧困难、自立自强的意志品质，培养正确的人生观、价值观和爱国主义精神。课程目标4通过本课程学习，学生能将材料学、化学、物理等学科内容融入材料合成与制备技术中，采用现代仪器设备和分析检测方法能够针对具体要求制定材料的合成与制备工艺，能够完成新材料合成与制备某技术的专题研究任务。课程目标5培养崇尚科学、实事求是精神和可持续发展理念，能够从经济、能源、环境和社会可持续发展的角度针对复杂工程问题探索和提供解决方案。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求2：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析化工、有机高分子材料领域复杂工程问题，以获得有效结论。【L】指标点2.2：能基于数学、自然科学和工程科学的基本原理和数学模型方法正确表达复杂工程问题。课程目标1毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对化工、有机高分子材料领域复杂工程问题的解决方案，设计与制备满足特定要求的有机高分子材料，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。【M】指标点3.1：掌握材料化学领域工程设计和产品开发全周期、全流程的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标2指标点3.4：在高分子材料设计与制备过程中能够考虑公共健康与安全、节能减排与环境保护、法律与伦理，以及社会与文化等制约因素。课程目标3毕业要求4：研究：能够综合运用专业理论知识和技术方法分析并解决化工、有机高分子材料相关领域的复杂工程问题，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合处理得到。【H】指标点4.2：能够根据高分子材料的特征，选择研究路线，设计实验方案。课程目标4毕业要求7：环境和可持续发展：能够理解和评价针对复杂工程问题的材料化学专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。【H】指标点7.2：了解高分子材料合成、制备与加工产业对环境和社会可持续发展的影响。课程目标5三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1经典合成方法1.高温合成1.拓展阅读：查阅热电偶的种类、工作原理及应用。2.线上学习：常见高温合成设备课件、视频；前测作业。3.主题讨论：材料合成与制备技术的主要内容及地位？课程目标1重点：1.高温的获得与测量、高压的获得与测量、低温的获得与测量；2.其他几种参量的获得与测量方法；难点：1．针对科研与生产需要合理选择材料合成与制备环境参量的设备。1.讲授法：能够引导学生学习领域内的基本原理62.低温合成和分离课程目标23.高压合成课程目标4，52软化学合成方法1.概述1.拓展阅读：精读一篇软化学法制备纳米材料的研究论文。2.线上学习：掌握软化学合成方法的基本操作，学习劳动安全知识，培养安全意识。课程目标1重点：1.软化学合成方法的基本原理、分类及表征技术；2.软化学合成方法的实践操作与安全知识。难点：1．针对科研与生产实际需要合理选择软化学材料合成方法与制备环境参量。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理；2.案例教学：结合教师的科研课题讲述相关知识，引导学生动手操作。102.先驱物法课程目标23.溶胶-凝胶法课程目标4，54．低热固相反应法课程目标25．水热与溶剂热合成法课程目标2，46.化学气相沉积法课程目标3，47.插层反应与支撑和接枝工艺法课程目标4，58.结合理论学习，培养学生对劳动的认识和理解，提高劳动能力3特殊合成方法1.电解合成1.个人作业：查阅自蔓延高温合成法制备材料的应用举例。2.线上学习：查阅电解铝制备工艺视频。课程目标1重点：1.电解合成、光化学合成、微波合成和自蔓延高温合成的基本原理、实验方法、反应类型；2.电解合成、光化学合成、微波合成和自蔓延高温合成工艺及设备；难点：1．电解合成、光化学合成、微波合成和自蔓延高温合成中的应用。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理82.光化学合成课程目标23.微波合成课程目标34．自蔓延高温合成课程目标2，34薄膜材料与制备技术1．薄膜及其特征1.线上学习：观看CVD法制备硅片的视频，拓展学习芯片的制备工艺。2.主题讨论：PVD和CVD法制备工艺有什么异同？3.小组作业：查阅CVD法制备太阳能电池相关文献。课程目标1重点：1.溅射镀膜的原理、方法和主要类型、薄膜的生长过程及影响薄膜结构的主要因素；2.其他薄膜制备工艺的原理和方法。难点：不同薄膜制备工艺间的比较。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理2.视频学习：拓宽知识面，提高理论联系实际的能力62．薄膜的形成与生长课程目标23．薄膜的物理制备方法课程目标34．薄膜的化学制备方法课程目标1-55．薄膜的表征课程目标16．典型薄膜材料简介课程目标25晶体材料的制备1．人工晶体的发展、分类及应用1.线上学习：搜索并观看多种晶体生长技术的仪器设备和相关视频2.小组作业：查阅碳纤维制备工艺相关文献。课程目标1重点：重点是晶体生长的方法和技术，包括水溶液生长法和熔体生长法。难点：1．晶体生长基础。包括晶体成核理论、晶体生长的界面过程。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理2.专题研讨：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯62．晶体生长基础课程目标13．晶体生长的方法和技术课程目标2-56非晶态材料的制备1.非晶态材料的结构1.个人作业：非晶态玻璃与非晶态合金制备过程的异同点。课程目标3重点：非晶态材料的制备技术。非晶态合金的性能及应用难点：1．非晶态合金的形成理论与形成规律。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理42.非晶态合金的形成理论课程目标23.非晶态合金的形成规律课程目标24.非晶态材料的制备技术课程目标1，2，4，55.非晶态合金的性能及应用课程目标1，2，4，57新能源材料的制备及应用1.概述1.拓展阅读：查阅关于锂离子电池和太阳能电池的制备工艺。2.线上学习：观看太阳能电池材料、锂离子电池材料最新进展相关视频。课程目标1-5重点：1.常见电池材料和电容器材料合成的原理、工艺流程及应用；难点：1．常见电池材料和电容器材料合成方法在实际生产的应用。1.讲授法：引导学生学习领域内的基本原理2.视频学习：拓宽知识面，提高理论联系实际的能力82.锂离子电池材料课程目标1-53.太阳能电池材料课程目标1-54.燃料电池材料课程目标2，45.超级电容器材料课程目标2，4四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4.1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.设计与制备满足特定要求的典型的薄膜材料、非晶态合金材料以及新能源材料第5，7章10%课堂表现课后作业期末考试2.经典合成方法：（1）高温合成，（2）低温合成和分离，（3）高压合成第1章课程目标21.软化学合成方法：先驱物法，溶胶-凝胶法，低热固相反应法，水热与溶剂热合成法，化学气相沉积法，插层反应与支撑和接枝工艺法第4章15%课堂表现课后作业网络学习期末考试2.特殊合成方法：光化学合成法，电解法第5章3.光化学合成技术，自蔓延高温合成第3章课程目标3非晶态材料的结构与形成理论，非晶态合金的形成规律，非晶态材料的制备技术，非晶态合金的性能及应用第1-7章20%课堂表现网络学习期末考试素质考核是否具有安全与环保意识、可持续发展理念、社会责任感；是否具有辨证唯物主义的世界观和人生价值观课程目标41.薄膜材料的制备方法：物理气相沉积，化学气相沉积2.晶体材料的制备：水溶液生长法和熔体生长法、提拉法、区熔法第6章30%课堂表现课后作业期末考试课程目标5新能源的制备技术：包括CVD法制备薄膜，单晶制备技术，新能源材料的应用：锂离子电池、太阳能电池第4，7章25%课堂表现网络学习期末考试表4.2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比期末考试成绩比例70%课堂表现成绩比例5%课后作业成绩比例5%网络学习比例15%素质考核成绩比例5%课程目标110%10%20%0010%课程目标215%20%10%30%015%课程目标320%20%20%20%100%20%课程目标430%40%50%030%课程目标525%20%050%025%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（16.7%）：通过学生在课堂上的表现情况、回答提问情况，来评价学生对知识的掌握和相关的能力。（2）预习与作业完成情况（16.7%）：提高学生学习的自主性，考核学生对所学知识的巩固情况，帮助学生将定义转化为自己的理解。（3）网络学习（50%）：了解学生在平时学习掌握理论知识的情况；检验学生对劳动技能、劳动方法的掌握，考察学生的劳动态度与劳动意识。(4)思想素质考核（16.7%）：主要包括学生在言行中表现出的家国情怀、社会责任、学科专业意识、世界观与人生价值观、学习纪律、学习态度、学习兴趣、科学精神、创新精神与创新能力水平与终身学习意识。2.期末成绩评定期末考核主要考察学生对各类材料的合成与制备原理、常用方法、加工工艺的理解与掌握以及运用能力。考核方式为闭卷考试。要求学生熟悉各类材料合成制备技术的基本概念，理解并掌握相关基本原理、基本方法，综合所学知识对所遇到的问题进行判断、分析、研究，并灵活运用相关方法将问题解决。3.总成绩评定总成绩（100%）=平时成绩（30%）+期末成绩（70%）（三）评分标准具体评分细则以试卷参考答案及评分细则为准。表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现（1）课堂纸练习、回答问题正确，且能进行解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，问题有深度、有创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题正确，但解释欠清楚（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，但问题无深度或无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题大部分正确，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点基本正确，但问题无深度、无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率在30~50%之间，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点有部分错误，或逻辑不严密（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率超过50%，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点错误，思路不清晰，逻辑不严密（50%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0课后作业（1）答案正确率超过90%（80%）。（2）部分作业完成方法、思路有创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在80~89%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在70-79%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写较规范，无抄袭，态度基本端正（10%）。（1）作业正确率在60-69%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不够规范，或有少量抄袭痕迹（10%）。（1）作业正确率在60%以下（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不规范，有明显抄袭，或有部分作业未完成（10%）。未提交作业记0分网络学习（1）按时学完全部任务点课件与视频（40%）。（2）按时完成全部测验，正确率在90－100%（20%）。（3）按时完成全部作业，正确率在90－100%（15%）。（4）按时完成考试，正确率在90－100%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点正确，问题有深度、有创新（5%）。（6）章节学习次数超过300次（5%）。（1）学完任务点课件与视频80-89%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在80-89%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在80-89%（15%）。（4）完成考试，正确率在80-89%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点正确，但问题深度、创新性不够（5%）。（6）章节学习次数在250-300次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频70-79%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在70-79%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在70-79%（15%）。（4）完成考试，正确率在70-79%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点基本正确，但问题深度、创新性不够（5%）。（6）章节学习次数在200-250次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频60-69%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在60-69%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在60-69%（15%）。（4）完成考试，正确率在60-69%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，但观点部分不正确，或存在明显复制现象（5%）。（6）章节学习次数在150-200次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频不足60%（40%）。（2）未全部完成测验，或正确率在60%以下（20%）。（3）未全部完成作业，或正确率在60%以下（15%）。（4）完成考试，正确率在60%以下（15%）。（5）未全部完成平台讨论，或观点不正确，或存在明显复制现象（5%）。（6）章节学习次数低于150次（5%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0分。素质考核（1）学习态度端正，能按时完成课前网络平台学习任务；学习兴趣