《功能材料》课程教学大纲

《功能材料》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称功能材料课程编号330020132课程性质专业选修课课程类别专业课开课单位新材料教研室授课学期第6学期学分/学时2/30课内学时30理论授课30上机学时0课内实践0实验学时0课外学时45适用专业新能源材料与器件是否双语否先修课程《大学物理》、《固体物理》、《半导体物理与器件》、《材料科学基础》、《材料物理性能》后续课程毕业实习、毕业设计（论文）二、课程简介《功能材料》课程是新能源材料与器件专业的专业选修课，课程的新颖性较强。功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以生物功能的新型材料，在信息技术、能源技术等高技术领域有着重要的应用，同时也在改造某些传统产业，如农业、化工、建筑等中起着无可替代的重要作用。通过本课程的学习，使学生学会运用马克思唯物主义观点分析材料结构与性能之间的客观规律，掌握功能材料背后的本质规律与原理，了解当前功能材料的种类、研究现状和发展趋势，突出介绍此类材料在日常生产生活的实际应用。拓展学生的眼界和思维，为他们今后从事新材料开发与研究工作打下坚持基础。培养为人民创造更舒适、安全、美好的产品和生活方式的社会责任感。培养创新精神、科学精神，树立正确的人生观和价值观。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点12-1：有积极向上的人生观和价值观，具备不断拓展知识面和终身学习、适应发展的能力。指标点12-1：掌握良好的学习方法，具有一定的探索知识能力。12-终身学习课程目标2指标点2-1：掌握工程科学基本原理。指标点2-2：具有应用新能源材料与器件的基本原理，并通过文献研究对新能源材料与器件工程领域内复杂工程问题进行识别、分析、表达，以获得有效结论的能力。指标点4-2：具备基于新能源材料与器件原理对新能源材料与器件领域复杂工程问题进行实验设计的能力。2-问题分析4-研究课程目标3指标点7-1：能够理解和评价新能源材料与器件产品或项目对人文和自然环境的影响。7-环境和可持续发展四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元纳米材料（学时数：6学时）1.课程主要内容了解什么是纳米材料和纳米技术，以及其在生产生活中的应用。了解纳米材料的益处与危害。运用马克思唯物主义观点分析纳米材料的本质原理，掌握纳米材料的定义、分类与四个基本特性。展示纳米材料在我国工业生产和人们生活中的重要应用，激发学生对纳米材料的兴趣和热情。2.重点和难点纳米材料的定义、分类与四个基本特性。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，全面阐述纳米材料的定义、结构特点、基本特性；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示纳米材料在生产和生活中的应用实例，突出纳米材料在社会发展中的重要地位；（3）随着纳米材料新结构和新应用的不断增长，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对现代行业或者前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解纳米材料的应用前景，掌握纳米材料的定义、结构、特性和本质原理。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。第二单元催化剂材料（学时数：6学时）1.课程主要内容了解什么是催化剂以应用。理解催化剂的一般原理。运用马克思唯物主义观点分析催化作用的本质原理，掌握催化剂的分类与各种催化剂的特点。展示催化剂在我国工业生产中的重要地位，激发学生对催化剂材料的兴趣和热情。2.重点和难点催化作用的本质原理，催化剂材料的分类和影响因素。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，全面阐述催化剂的定义、分类、催化作用的本质原理；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示催化剂在生产和生活中的应用实例，突出催化剂在社会发展中的重要地位；（3）随着催化剂新结构和新应用的不断增加，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对催化剂应用的最新进展和前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解催化剂材料的应用前景，掌握催化作用的本质原理。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。第三单元高分子材料（学时数：6学时）1.课程主要内容了解什么是高分子材料和命名方式。掌握高分子材料的特点和应用，能够区分低分子材料与高分子材料，理解其本质区别。展示高分子材料在我国工业生产、人们生活中的重要地位，激发学生对高分子材料的兴趣和热情。2.重点和难点高分子的结构特点及其本质原理，高分子的分类及其应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，全面阐述高分子材料的定义、分类、高分子的结构特点及其本质原理；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示高分子材料在生产和生活中的应用实例，突出高分子材料在社会发展中的重要地位；（3）随着高分子新结构和新应用的不断增加，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对高分子材料应用的最新进展和前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解高分子材料的应用前景，掌握高分子的结构特点及其本质原理。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。第四单元碳纤维与活性碳纤维材料（学时数：4学时）1.课程主要内容了解碳材料的定义与大致分类。掌握碳纤维材料的物理、化学性能。掌握碳纤维独特的表面化学结构特点与应用优势。展示碳纤维材料在我国工业生产、人们生活中的重要应用，激发学生对碳纤维材料的兴趣和热情。2.重点和难点碳纤维材料的物理、化学性能及其应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，阐述碳纤维材料的定义、结构特点、物理、化学性能及其本质原理；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示碳纤维材料在生产和生活中的应用实例，突出碳纤维材料在社会发展中的重要地位；（3）随着碳纤维新应用的不断增加，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对碳纤维材料应用的最新进展和前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解碳纤维材料的应用前景，掌握碳纤维的结构特点及其物理、化学性能。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。第五单元膜材料（学时数：4学时）1.课程主要内容了解膜的分类，掌握有机分离膜、无机分离膜的优缺点。理解膜分离的本质原理，掌握膜分离技术的定义与特点。了解膜分离技术在食品工业、废水处理、气体分离以及石油化工领域的具体应用。激发学生对膜材料的兴趣和热情。2.重点和难点膜分离的本质原理、膜材料的分类及其应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，阐述膜材料的定义、结构特点、膜分离的本质原理；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示膜材料在生产和生活中的应用实例，突出膜材料在社会发展中的重要地位；（3）随着膜材料新应用的不断增加，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对膜材料应用的最新进展和前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解膜材料的应用前景，掌握膜分离的本质原理。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。课程目标3.使学生了解功能材料对社会经济、能源、环境和可持续发展的影响，应用相应的功能材料避免其不利影响。培育学生环境意识、绿色发展意识，培养社会责任。第六单元发光材料（学时数：4学时）1.课程主要内容了解发光材料的种类与特点。了解色坐标概念。理解常见的发光材料的发光原理。掌握发光材料的基本表征方法。学会分析简单的光谱。展示发光材料在生产和生活中的重要应用。激发学生学习的兴趣和热情。2.重点和难点发光材料发光的本质原理、发光材料的分类及其应用。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，阐述发光材料的定义、结构特点、发光的本质原理；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示发光材料在生产和生活中的应用实例，突出发光材料在社会发展中的重要地位；（3）随着新型发光材料的不断增加，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对发光材料的最新进展和前沿科学发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解发光材料的应用前景，掌握发光过程的本质原理。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解功能材料的分类、性能及其应用。功能材料是具有光、电、磁等特性材料的总称，品种繁多，用途广泛，是当今材料科学研究发展及其重要的关键技术之一。通过本课程的学习，通过功能材料在国民经济、日常生活中的重要作用，塑造学生的爱国主义情怀，培育学生的科学兴趣，激发为学生将来从事有关功能材料领域的学习和工作的热情。课程目标2.使学生理解材料功能特性产生的内在本质，掌握功能材料的结构特点与性能之间存在基本科学原理，获得材料功能的分析、判断和改进的科学方法。通过本课程的学习，培育学生的科学思维和分析能力，为学生将来从事有关材料领域的研究打下良好基础。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元纳米材料讲授法、课堂练习、专题讨论课程目标1、2、361:1.5第二单元催化剂材料讲授法、专题讨论、专题讨论课程目标1、2、361:1.5第三单元高分子材料讲授法、专题讨论、专题讨论课程目标1、2、361:1.5第四单元碳纤维与活性碳纤维材料讲授法、专题讨论、专题讨论课程目标1、2、341:1.5第五单元膜材料讲授法、专题讨论、专题讨论课程目标1、2、341:1.5第六单元发光材料讲授法、专题讨论、专题讨论课程目标1、241:1.5合计30五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩70%作业60本门课程6次作业，每次10分。主要考核内容：阶段性重点难点作业评分的具体标准：能按时认真完成布置的作业，书写工整，答案正确合理（9-10分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案正确（7.5-8.9分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按时完成布置的作业，作业撰写潦草，答案不准确（0-5.9分）。课堂练习20考核内容：各章节基本知识点，题型主要以选择填空的形式。及评价细则：2次课堂练习，每次10分。课堂表现20课堂表现包括出勤和课堂讨论，其中出勤10分，课堂表现10分：缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，无故缺勤8次以上出勤记0分。原则上设置不少于8次课堂讨论或提问，每参加一次记2分，最高10分。结课测验30%知识40考核内容：学科动态、工艺原理、工艺方法、考试题型：选择、判断、填空、综合评价细则：选择、判断和填空等客观题每题1分，综合题主要考察学生对各种功能材料的本质原理的理解。在分析问题时候体现创新意识。具体分值根据题目数量调整。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元纳米材料1-1纳米基本概念1-2纳米材料分类及基本特性1-3纳米材料制备与应用作业、课堂练习、结课测验课程目标1、2、3第二单元催化剂材料2-1催化剂