《固体化学与光谱》课程教学大纲

《固体化学与光谱》课程教学大纲一、课程简介课程中文名固体化学与光谱课程英文名Solid-stateChemistryandspectroscopictechniques双语授课□是否课程代码21122028课程学分2总学时数32（不含实践）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)材料科学系面向专业材料科学与工程开课学期第5学期先修课程材料科学基础、半导体物理后续课程毕业论文、毕业实习选用教材薄茂林，李函泽.固体化学与光谱（第一版）[M].重庆:重庆大学出版社,2024.参考书目孙长庆，黄勇力，王艳.化学键的弛豫（第一版）[M].北京:高等教育出版社,2023.孙长庆,杨学弦,黄勇力.电子声子计量谱学（第一版）[M].北京:高等教育出版社,2023.课程资源/profile/Maolin-Bo课程简介固体化学与光谱，是研究固体的化学性质、电子结构、化学键、电子运动规律及它们相互关系的学科。属材料化学的重要分支，其涉及到力学、热学、电学、磁学和光学等各方面的内容。它是先进的微电子、光电子、光子等各项技术和材料科学的基础。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，能比较系统陈述固体化学与光谱的基础知识。通过众多理想模型的建立和应用，能根据问题的性质和需要，抓住主要因素，忽略次要因素，对所研究的复杂问题进行合理简化处理的能力。通过运用理论、观点、方法，以及所掌握的高等数学工具，初步具有分析、研究、计算或估算一般难度问题的能力，并能对结果的合理性做出判断。课程目标2通过本课程学习，在形成化学键概念、掌握科学规律的进程，接受方法论的教育，感悟化学键概念和光谱规律建构过程中体现的诸如分析与综合、演绎与归纳、类比与联想、猜测与试探以及理想化、模型化、半定量、实验、统计等研究方法。课程目标3从科学家成长经历中，树立科学的世界观，实事求是的科学态度和刻苦钻研的工作作风，激发起求知的热情、探索的精神、创新的欲望以及敢于向旧观念挑战的精神。认识材料化学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，树立起科学的审美观，能用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。表2-1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标指标点1.1：掌握数学、自然科学、工程基础和专业基础知识，并能够理解智能材料、光电材料等功能复合材料及其相关领域的基本原理及应用背景。能够运用数学、自然科学、工程基础和专业基础知识解决智能材料、光电材料等功能复合材料产业生产一线中关于新材料设计和制备-结构性能分析-新材料技术开发等复杂工程问题。1毕业要求4：设计/开发解决方案(M)指标点4.2：能够通过对新材料成分、结构、性能之间的关系，选择研究路线和设计实验方案。2毕业要求9：个人和团队(L)指标点9.3：能够解释团队的整体目标和分期目标，实施团队工作的过程管理，有效地指挥团队完成工程实践任务3三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3-1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课程目标学习任务学习重点难点教学方法学时1量子力学基础1.光电效应1、2、3拓展阅读：《量子力学》章节小结：波函数与薛定谔方程重点：薛定谔方程波尔氢原子模型难点：波粒二象性讲授法：能够促进学生对量子力知识的学习42.波尔氢原子模型1、33.波粒二象性1、34.波函数与薛定谔方程1、32固体物理基础1.紧束缚近似1、2、31.拓展阅读：《固体物理》2．个人作业:紧束缚近似研究石墨烯程序3.章节小结：紧束缚近似重点：紧束缚近似难点：实例紧束缚近似计算石墨烯能带讲授法：能够引导学生熟悉紧束缚近似、自由电子近似原理62.自由电子近似1、2、33密度泛函理论基本原理1.前密度泛函理论1、3拓展阅读：前沿研究文献个人作业:Si能带密度泛函理论计算重点：密度泛函理论理论难点：密度泛函理论计算1. 讲授法：学生熟悉密度泛函理论基本原理2.调研：能够提高学生查阅文献能力62.后密度泛函理论1、34键驰豫理论和BBC模型原理1.键驰豫理论1、3拓展阅读：《量子力学》、《电子声子计量谱学》、个人作业:Si化学键电子结合能计算重点：1.BBC模型2.键驰豫理论难点：公式的推导1. 讲授法：学生熟悉掌握键驰豫理论与BBC模型原理2.案例教学:促进学生对配位键前沿领域的了解62.BBC模型原理1、35解谱规则及键性能计算方法1.解谱规则1、2个人作业：金属表面解谱拓展阅读：前沿研究文献重点：1.固体表面解谱规则2.键性能计算方法难点：解谱规则1.讲授法：学生熟悉掌握解谱规则及键性能计算方法2.小组讨论：引导团队成员有效、包容地沟通与合作62.键性能计算方法1、36异质界面和价键电子学原理1.异质界面成键1、2个人作业：价键电子学分析表面成键拓展阅读：前沿研究文献重点：价键电子学原理难点：异质界面成键1.讲授法：学生熟悉掌握异质界面成键和价键电子学原理2.小组讨论：引导团队成员有效、包容地沟通与合作42.价键电子学原理1、3四、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1波函数与薛定谔方程前密度泛函理论紧束缚近似键驰豫理论1-330%期末论文，小组讨论，课后作业，课堂表现课程目标2解谱规则异质界面成键BBC模型原理后密度泛函理论4-640%期末论文，小组讨论，课后作业，课堂表现课程目标3键性能计算方法2.价键电子学原理5-630%期末论文，小组讨论，课后作业，课堂表现表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论文比例60%小组讨论成绩比例10%平时作业成绩比例20%课堂参与成绩比例10%课程目标130%30%30%30%30%课程目标240%40%40%40%40%课程目标330%30%30%30%30%备注：以上考核方式类型及占比均为示例，需确保每一列占比总和为100%。（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（10%）：通过学生在课堂上的表现情况、发言与提问情况，翻转课堂，课堂纪律来评价学生专业认同、理想信念、家国情怀、社会责任、学习态度、学习兴趣、团队合作与终身学习意识。（2）课后作业（20%）：围绕课程的学习目标进行作业的设计。考核学生对考核学生对专业知识的理解情况。（5）小组学习（10%）：包括项目任务、专题研讨、主讲课程等，老师可根据需要选择一种或几种方式。主要考查学生收集资料能力、研究设计能力、合作学习能力、创新能力和展示与汇报能力等。2.期末成绩评定期末论文（60%）：学生收集资料能力，研究设计能力，解决实际问题能力和合作研究能力；3.总成绩评定总成绩（100%）=平时成绩（40%）+期末成绩（60%）。（三）评分标准非试卷考核项目可参照以下评分标准。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。课程论文（1）论文选题符合课程性质，选题范围适中，具有较高的研究价值和意义，表现出很强的问题意识。（2）论证过程严谨，所使用的证据或材料充分，结论清晰，具有相当的说服力和解释力。（3）文章结构合理，组织严密，连贯一致。（4）语言表达准确，叙述清楚，所使用的教育专业术语规范。（5）论文符合学术规范。（1）论文选题恰当合理，具有较高的研究价值和意义，表现出较强的问题意识。（2）论证过程较为严谨，所使用的证据或材料较为充分，结论清晰，具有较强的说服力和解释力。（3）文章结构合理，组织较为严密，连贯一致。（4）语言表达较为准确，叙述清楚，所使用的教育专业术语较为规范。（5）论文基本符合学术规范，无明显错误。（1）论文选题较为合理，具有一定的研究价值和意义，表现出一定的问题意识。（2）论证过程具有一定的严谨性，所使用的证据或材料较为充分，结论清晰，具有一定的说服力和解释力。（3）文章结构较为合理，组织较为严密。（4）语言表达较为准确，叙述较为清楚，所使用的教育专业术语较为规范。（5）论文基本符合学术规范，有部分错误。（1）论文主题具有一定的研究价值和意义，但选题凝练不够，问题意识欠佳。（2）论证过程较为合理但不太严谨，具有一定的证据或材料但不够充分，结论基本清晰。（3）文章结构较为合理，组织具有一定的严密性，但存在部分不连贯现象。（4）语言表达基本清楚，所使用的教育专业术语基本规范。（5）论文基本符合学术规范，有部分错误。（1）论文选题不符合课程性质，或主题不明确。（2）论证过程随意，所使用的证据或材料极其不充分，结论不清晰。（3）文章结构混乱，存在前后不连贯现象。（4）语言不通顺，所使用的教育专业术语不规范。（5）论文明显不符合学术规范，或存在抄袭现象。小组汇报（1）声音宏亮，吐字清晰；服装整洁优雅、仪态自然大方；能目视观众，不长时间盯着PPT或回头看投影（10%）。（2）语言表达逻辑性强，内容能讲清，重点突出，详略得当，无重复口语化表达（30%）。（3）准备充分，展示内容信息量大，教学设计或研究方案有创新，内容、观点正确，且联系学科前沿或有创新（30%）。（4）PPT制作精美流畅，视频、图片与文字比例恰当，有美感（10%）。（5）本团队成员全部积极参与汇报、补充、提问或回答问题，组内成员分工明确，配合默契（20%）。（1）声音宏亮，吐字清晰；服装整洁、仪态较大方，但有较多时间盯着PPT或回头看投影（10%）。（2）内容能讲清，重点比较突出，但逻辑性不够清晰，有个别卡顿或口语重复（30%）。（3）准备较充分，展示内容较丰富，内容、观点正确，但未联系学科前沿或创新性不足（30%）。（4）PPT图片与文字比例不够恰当，文字太多，或字体颜色不够鲜明（10%）。（5）本团队3人以上成员积极参与汇报、补充、提问或回答问题，组内成员分工较明确，配合较默契（20%）。（1）声音不够宏亮，或吐字不够清晰；服装整洁，但仪态不够自然；长时间看PPT或投影（10%）。（2）内容基本能讲清，但重点不突出，逻辑性不强，口语化表达较严重（30%）。（3）准备不够充分，内容、观点少数不正确，未联系学科前沿或无创新（30%）。（4）PPT图片与文字比例不够恰当，文字较多，或字体颜色单一，字号太小（10%）。（5）本团队2人参与汇报、补充、提问或回答问题，组内成员有明确分工，但配合欠默契（20%）。（1）声音较小，或吐字不清晰；服装不整洁，或仪态不自然；长时间看PPT或投影（10%）。（2）表达思路不够清晰，内容讲解不够清楚，口语化表达严重（30%）。（3）准备不充分，内容、观点多处不正确，未联系学科前沿，无创新（30%）。（4）PPT图片与文字比例不恰当，文字太多，字体颜色单一，字号太小（10%）。（5）本团队1人参与汇报、补充、提问或回答问题，组内成员分工不够明确，且配合欠默契（20%）。（1）声音太小，吐字不清晰，听不清楚；服装不整洁，仪态不自然；照PPT念（