《高分子材料研究测试方法》课程教学大纲

《高分子材料研究测试方法》教学大纲课程编号：14180049英文名称：ResearchandTestingMethodsofPolymerMaterials学分：3.5学时：总学时56时，其中理论56学时，实践0学时先修课程：无机化学、分析化学、有机化学1、分析化学实验、高分子化学课程类别：专业主干课程授课对象：高分子材料与工程专业学生教学单位：纺织服装学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标《高分子材料研究测试方法》是为高分子材料与工程专业学生开设的主要专业课程之一，课程主要讲授光谱、色谱、电化学、热分析等的基本理论、研究方法及相关仪器的组成结构及工作原理，并适当介绍现代高分子材料仪器分析发展中的新动态和新方法。其任务是使学生进一步理解各种分析仪器的基本原理、分析对象、方法特点、仪器结构原理、使用方法和应用技术，为后继课程的学习及相关工作打下坚实的基础。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：在专业知识方面，使学生理解各种分析仪器的原理和有关概念；掌握各种仪器分析方法的应用范围和主要分析对象；明确光谱分析、色谱分析、电化学和热分析的基本理论、分析方法和相关仪器的组成结构、工作原理及应用领域。课程目标2：在专业能力方面，掌握各种分析仪器的基本操作方法和实验数据的处理方法，重点掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响；通过各种现代仪器分析实验，具有分析问题、解决问题和实际应用分析仪器的能力，从而为后续课程的学习及毕业论文环节打下良好的基础。课程目标3：在素质发展方面，具备利用各类分析仪器解决科研与生产中实际问题的专业能力，养成团队合作意识与团队协作能力，培养有效的沟通交流能力，养成遵守职业规范的习惯，具有严谨的科学作风和良好的实验素养。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2.3能认识到解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。课程目标1H5.1知晓高分子材料常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性。课程目标2H5.2能够恰当选择与使用高分子相关的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算与设计。课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论基本要求：了解高分子材料仪器分析的任务与作用；熟悉高分子材料仪器分析的内容、分类及特点；熟悉高分子材料仪器分析在科学研究、生产实际中的作用及发展趋势。重点：高分子材料仪器分析在科学研究、生产实际中的作用及发展趋势。难点：高分子材料仪器分析的内容、分类及特点。德育要求：介绍仪器分析发展中的大事件，增强大学生对仪器分析发展的责任感。2集中讲授课程目标1、2、32气相色谱法基本要求：了解气相色谱法的分类，掌握气相色谱法的流出曲线及基本原理；熟悉气相色谱的流程，掌握气相色谱分析的理论基础；熟悉载体、固定相等的选择，掌握柱温等操作条件选择；了解热导、氢焰、电子俘获气相色谱检测器，了解火焰光度检测器的特性；熟悉保留值法定性分析，掌握保留指数法；熟悉校正因子，了解归一化法，掌握内标法和外标法。重点：气相色谱法的流出曲线及基本原理，归一化法、内标法和外标法。难点：气相色谱分析的理论基础，定性定量分析方法。德育要求：科技创新和社会责任，教育学生建立开拓创新、科技兴国的历史使命感和责任感。6集中讲授，现场教学课程目标1、2、33高效液相色谱法基本要求：了解高效液相色谱法的特点；了解高效液相色谱法中的液液分配色谱、液固色谱和离子对色谱，掌握离子交换色谱，熟悉离子色谱和空间排阻色谱；熟悉高效液相色谱仪；掌握高效液相色谱分离类型的选择，熟悉高效液相色谱法的应用。重点：高效液相色谱法的特点与种类。难点：高效液相色谱分离类型的选择与应用。德育要求：培养学生的安全与环保意识，三废的排放与治理等重大工程伦理问题。2集中讲授课程目标1、24电位分析法基本要求：了解电化学分析法分类，掌握电位法的原理；掌握溶液pH值的测定；熟悉离子选择性电极的种类，了解其特性参数；熟悉测定离子活度的方法，掌握标准曲线法、标准加入法等定量方法；熟悉影响测定的因素及测试仪器；掌握离子选择性电极的特点，了解其应用。重点：电位法的原理，pH值的测定。难点：溶液pH值的测定，标准曲线法、标准加入法。德育要求：强调踏实、务实的工作作风，培养学生实事求是的科学精神。4集中讲授课程目标1、25伏安分析法基本要求：掌握极谱分析的基本原理；掌握扩散电流方程式，了解半波电位；了解干扰电流，掌握其消除方法；明确极谱分析的特点，了解其存在的问题。重点：极谱分析的基本原理，扩散电流方程式。难点：扩散电流方程式。德育要求：培养学生精益求精，一丝不苟的科学精神。4集中讲授课程目标1、26原子吸收光谱分析基本要求：掌握原子吸收光谱法的基本原理；熟悉原子吸收分光光度计，掌握光源和原子化系统，熟悉光学系统及检测系统；掌握标准曲线法及标准加入法等定量分析法，熟悉灵敏度、特征浓度和检出限；了解原子吸收光谱分析法的特点及应用；熟悉原子荧光光谱法。重点：原子吸收光谱法的基本原理，原子吸收光谱分析法的特点及应用。难点：标准加入法等定量分析法。德育要求：培养学生创新的精神强调科学技术现代化，培养学生创新的精神。4集中讲授课程目标1、27紫外吸收光谱分析基本要求：了解分子吸收光谱；掌握紫外吸收光谱与分子结构的关系；掌握紫外及可见光分光光度计，了解其结构与主要部件，熟悉二极管阵列检测器；了解特点和应用（有机化合物的鉴定、定量测定）。重点：紫外及可见光分光光度计的特点和应用。难点：紫外吸收光谱的原理。德育要求：引导学生注重踏实、务实的工作作风。4集中讲授课程目标1、2、38红外吸收光谱分析基本要求：掌握红外吸收光谱的基本原理；掌握红外吸收光谱的产生条件，了解分子振动的方程式及形式；掌握官能团的特征频率，熟悉影响基团频率位移的因素；熟悉红外光谱仪，掌握傅里叶变换红外光谱仪的使用方法；熟悉样品的处理，掌握定性及结构分析，了解定量分析。重点：红外吸收光谱的基本原理，定性及结构分析。难点：定性及结构分析。德育要求：引导学生透过现象看本质，通过了解事物的本质属性才能分析、解释一些独特现象产生的原因，激发学生的科研兴趣，好奇心与求知欲。6集中讲授、小组讨论课程目标1、2、39分子发光分析基本要求：掌握荧光分析和磷光分析的基本原理；熟悉荧光和磷光分析仪的结构，了解主要部件；了解荧光和磷光分析法的特点，掌握荧光和磷光分析法的应用；掌握化学发光分析的基本原理，了解化学发光分析所用到的测量仪器。重点：荧光分析和磷光分析的基本原理，荧光和磷光分析法的应用。难点：荧光和磷光分析法的应用。德育要求：了解并掌握材料荧光性能及其机理，激发学生在科学研究中勇于创新、开拓进取的精神。2集中讲授课程目标1、210核磁共振波谱分析基本要求：掌握核磁共振的基本原理，熟悉原子核的自旋，掌握核磁共振和驰豫；熟悉核磁共振仪的结构，了解主要部件；掌握学位化移，熟悉影响化学位移的因素和核磁共振谱；掌握自旋偶合和自旋裂分，熟悉一级谱图的解析，了解复杂图谱的简化方法；了解13C核磁共振谱。重点：核磁共振的基本原理，学位化移，自旋偶合和自旋裂分。难点：谱图的解析。德育要求：在教学过程中，激发学生的科研兴趣，强调与时俱进，科技创新。6集中讲授、小组讨论课程目标1、2、311质谱分析基本要求：掌握质谱分析的基本原理；掌握质谱仪的真空系统和进样系统，熟悉离子源和质量分析器的工作原理，了解离子检测器；掌握分子离子峰和同位素峰，熟悉碎片离子峰、重排离子峰及两价离子峰，了解离子分子反应和亚稳离子峰；掌握分子量的测定，熟悉分子式的测定和化合物的鉴定；了解联用技术（GC-MC，LC-MS）。重点：质谱分析的基本原理，碎片离子峰、重排离子峰。难点：分子式的测定和化合物的鉴定。德育要求：引入核军工文化，如“两弹一星”精神，引导学生深刻理解“事业高于一切，责任重于一切，严细融入一切，进取成就一切”的核工业精神内涵，融入日常学习与生活的一言一行。增强大学生的家国情怀，传承奋斗、奉献和担当精神。6集中讲授、小组讨论课程目标1、2、312热分析基本要求：掌握热分析的基本原理；熟悉示差扫描量热法的原理与装置，掌握示差扫描量热法的实验技术，了解示差扫描量热法的数据处理；熟悉热失重分析法的原理与装置，掌握热失重分析法的实验技术，了解热失重分析法的数据处理；明确示差扫描量热法与热失重法在聚合物研究中的应用范围。重点：热分析的基本原理，示差扫描量热法的原理，热失重分析法的原理。难点：示差扫描量热法与热失重分析法的数据处理。德育要求：弘扬“工匠精神”，培养学生科学严谨的工作态度。当下我国各行各业正处于变革时期，敬业和技术创新是解决“卡脖子”问题的决胜法宝。4集中讲授课程目标1、213相对分子质量及其分布的测定基本要求：掌握聚合物相对分子质量及其分布的意义及测定方法；熟悉凝胶渗透色谱仪的工作原理与装置，掌握凝胶色谱的分离机理；熟悉凝胶色谱谱图，了解相对分子质量校正曲线的测定方法，掌握相对分子质量分布的计算，熟悉峰展宽的校正；明确凝胶渗透色谱在高分子研究中的应用范围；熟悉场流分离技术，了解相互作用色谱及基质辅助激光解吸/离子化飞行时间质谱。重点：凝胶渗透色谱仪的工作原理，解析凝胶色谱谱图。难点：相对分子质量校正曲线的测定方法，相对分子质量分布的计算。德育要求：培养大学生爱护环境的价值观，使学生认识的正确的工程伦理价值导向，切实履行社会责任，不为利益所驱使而违背职业道德。4集中讲授课程目标1、214聚合物的扫描电子显微术基本要求：掌握电子束与固体样品的相互作用；熟悉扫描电镜的结构，了解扫描电镜的放大倍数和分辨本领；了解表面形貌及原子序数衬度，掌握扫描电子显微像衬度的调节。重点：扫描电镜的结构。难点：扫描电子显微像衬度的调节。德育要求：引导学生养成自主学习和终身学习的习惯，践行工匠精神。2集中讲授课程目标1、2合计四、课程教学方法该课程采用集中讲授、课堂讨论、现场教学等。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求学业评价和课程考核采用期末考试及平时成绩考核，成绩合格者计入学分。期末考试由学校组织实施，考试成绩按百分制计分，结合平时作业和阶段性考核进行综合评价。分配比例为：期末采取闭卷笔试60%、平时成绩（课后作业）40%，总成绩按百分制计。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101515402期末考试20202060课程目标对应分值303535100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够认识到解决问题有多种方案可选择，会通过文献研究寻求可替代的解决方案。能够恰当选择与使用高分子相关的现代仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算与设计。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好认识到解决问题有多种方案可选择，基本会通过文献研究寻求可替代的解决方案。能够恰当选择与使用高分子相关的现代仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行较好分析、计算与设计。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。基本能够认识到解决问题有多种方案可选择，基本会通过文献研究寻求可替代的解决方案。基本能够选择与使用高分子相关的现代仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行基本分析、计算与设计。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能认识到解决问题有多种方案可选择，不会通过文献研究寻求可替代的解决方案。不能选择与使用高分子相关的现代仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行不会分析、计算与设计。2.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《仪器分析》，胡坪、王氢主编，高等教育出版社，2019年第五版；2．《聚合物近代仪器分析》，杨睿主编，清华大学出版社，2010年6月版。（二）参