无机非金属材料工程《材料研究与测试方法》课程教学大纲.docx

材料研究与测试方法课程教学大纲一、第程基本情况课程代码：1011139003课程名称中/英文）：材料研究与测试方法，MatCriakResearchMch<1.s邨程类别：专业必修课学分：2.5总学时：40理论学时：28实整实践学时：12适用专业：无机非金屈材料，程适用对象：本科先修课程：商等数学、大学物理、工程化学、材料科学基础教学环境：城下或混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的本课程是面向无机非金出材料工程专业学生开设的一门专业必怪基础课.课程主体内容为介绢材料物相、结构、成分分析原理、方法等基础知识,重点介绍X射线衍射分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等无机非金属材料常用测试仪器的使用原理和方法,使学生能将针对具体工程问题，选择恰当的仪器进行材料性能检测和分析.通过对测试结果进行信息分析得到合理干j效的结论，解决实际工程问题。在本课程的教学过程行中，加入我国在材料研究与测试领域技术发展历程和取得的伟大成就，激发学生笑国热情，以及文化自信、道路自估等信念.2 .对接培养的岗位能力通过本课程的学习,使学生能修明确材料学常用现代分析仪潺的使用原理和方法：能鲂选择与使用恰当的现代分析仪器，对材料相关的女杂工程问卷进行分析：掌握常用材料研究测试聪本原理和操作方法的职业词位能力，具备建立材料检测信息与材料设计、冽;和性能之间的联系的淙合素养。三、源程教学目标I.课程对毕业要求的支撑毕业要求指标点2.31能认识到解决无机：金属材料领域红架工程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，毕业要求指标点4.3能移合理选用无机非金典材料研发与生产设法，并采用科学、合理的实蕤方法和步骤，安全地开展实验研究，正确地采集实照数据，毕业要求指标点4.41能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据.时实验结果进行分析和解择.并通过信息综合获得合理有效的结论.毕业要求指标点5.2能酩选舞与使用恰当的仪涔、信息资源.工程工具和专业模拟软件，对无机非金属材料领域发杂工程问题进行分析、计算与设计。2.豫程做学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标h通过对本课程以及相关材料研究检测方面的文献资料学习，学生应能坡根据材料成分/组织结构、制符合成，加匚工之、材料固有性能和材科使用性能之间内在联系作为分析和研究工程同跑的判据,利用物相组成、微观结构以及热分析等测试方法,来判断无机非金属材料制需,加工、使用过程中影响材料质量的关键环节和影响因泰。（支撑毕业要求的指标点23>教学目标2：通过本课程的学习，学生应能根据物相分析、显澈分析和热分析等方法的基本深埋,依据无机非金W材料的性能与使用条件等实际工程向起需求,选择科学合埋的分析测试技术进行检测和分析.（支撑毕业整求的指标点4.3）教学目标3：通过本课程的学习，学生能够正确采集和整理物和分析、显微结构观察以及热分析等相关实粉的测试数据,通过实脸数据分析和解杼相关实脸结果，得出合理有饮的结论。支揖毕业要求的指标点4.4）教学目标4：通过本课程的学习，学生能鲂根据材料制;以及相关性能核测的需要来选择与使用恰当的仪器、伯息资源、工程J1.具和专业模拟软件,进行材料信息去征和性能分析.（支押事业要求的指标点5.2）四、教学课时安排（一）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SS1.结论及背卷知识2200I主题2X射线衍射分析技木1410401、2、3,4主题3电子显微分析技术1410401、2、3、4主题4热分析技术84401、2、3、4主遨5光诣和其他分析方法22O0k2、3、4合计4028120（-:实践教学安排（指含有实验或实践内容的课程）序号实验项目名称如心学时实脸类型实验要求mAft备注IX射线衍射分析4标合性必做8-102扫描电子显微镜的认识与调节4粽合性必做8-103煤合热分析4综合性必做8-10五、假学内容及教学设计主Ji1.缗论及背景知火1 .教学内容介绍材料的结构及其层次：总述材料的研究方法及分类：介绍本课程的性质、任务、教学内容及要求：介绍我国在材料研究与测试领域的发展历程和批新伟大成就，叨导学生科技创新意识，激发学生科技报国的热情；通过介绍目前一些大型测试设备或关键部件主要依赖进口的货实，诳一步培养学生报效祖国的员任培、使命感和紧迫感，2 .教学重点材料研咒与分析方法在材料科学与工程四要素中的地位与作用.3 .教学方案设计（含教学方法、教学手段采用现场讲授，井结合案例式的课堂教学.4 12XItte街If分析技术1 .教学内容X射跷的性桢；X射规港：X射跷与物质的相互作用；X射浅的吸收及其应用；X射税衍射的几何条件-劳厄方程、布拉格方程：X射线强度：X射线衍射方法：X射战衍射仪的构造、衍射几何：X射税物和定性、定R分析原埋和方法：X射规衍射分析在其它方面的应用.2 .教学重点布拉格方程，X射线衍射方法，多晶体的研究方法；X射战物相定性分析原理和方法:X射线衍射分析在其它方面的应用。3 .教学难点X射线衍射方法：X射筏衍射仪的构造、衍射几何：X射线物相定性分析.4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂,现场讲授，在知识讲授的过程中，借助X射线学发展历程，通过剖析科学家如何发现问题和颦持我理的过程,启发学生独立思考、帑持不窗的科学精神：XRD数据分折内容来用案例式教学，提高学生教学效果和斛决实际工程问鹿的能力：列举应用X射线衍射原理解决生产生活中的实际问题与相关社会热点问题，开拓学生视野，提升学生对课程学习兴趣和严谦认直的科学态度。主题3电子显微分析技术I.教学内容电子的波性与波长：电子透镜：电/与固体物质的相互作用：透射电了显微镜向造、工作原理：由子衍射：透射电镜的成像操作及衬度理论：透射电愤样品制的：扫描电子显微情的结构、特点和工作原理：扫描电镀图像及衬度：扫描电境样品制需；电子探针仪的构造和工作原理；电子探针分析方法和应用。2 .教学IR点透射也子显微镜构造、工作原理：透射电镜的成像操作及时度埋论：样品制存方法：扫描电子显微镜的结构、特点和工作原理：扫描电镀图像及衬度；扫描电镀样品制备：电子探针仪的构造及工作原理：电子探针分析方法和应用.3 .教学难点电子与固体物侦的相互作用：电子衍射显微成像：扫描电镜图像及衬度；电子探针分析方法和应用。4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用课堂;现场讲报,在知识讲授的过程中，借助建国后我国的电子显微技术的发展历程.引导学生树立热爱祖国.无私奉献.自力更生,艰苦奋斗,先干登攀的爱国精神.SEM图像分析与讨论的内容采用案例式教学。加41.分析技术1 .教学内容热分析方法种类；差热分析范本原理；茶热分析仪器构造；差热分析方法：差热曲戏的判读及其影响因素；差热分析的应用；差示扫描革热分析原理及仪器；差示扫描此热曲戏的判读及其影响因素：差示扫描量热分析的应用：热中分析基本原理及仪器构造：热曳曲缓的判读及其影响因素：热电分析的应用：综合热分析的原理及应用.2 .教学重点热分析方法种类：差热分析方法；差热曲线的判读及其影响因素：差热分析的应用：差示扫描最热曲跳的判读及其影响因素：差示扫描曜热分析的应用；热IR曲线的判读及其影响因素；热Hi分析的应用；综合熟分析的原理及应用，3 .教学难点差热曲线的判读及其影响因索：差示日描技热曲线的判读及其影响因素：热重曲线的判波及其影响因素.4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段采用课堂;现场讲授，在知识讲授的过程中，通过对比常见热分析方法在检测原理上的异同，引导学生从辩证统一的角度来看待问题,热分析数据的内容采用案例式教学。主题5光谱和其他分析方法1 .教学内容光谱的分类：红外啜眩光谱分析的基本原理：红外吸枚光谱图：红外光谱仪：红外光i能样品的制备：纣外光谱的应用：拉亚光谱分析的基本原理：拉曼光谱图：激光拉殳光谱仪:拉曼光谱样品的制需；拉照光谱与红外光谱的比较：拉曼光谱在无机材料中的应用.了解扫描隧遒显微模和原子力显微镜：X射我光电子能i普分析；穆斯堡分析；核俄共振谱分析等方法。2 .教学幽点红外吸收光谱分析的基本原理：红外吸收光谱图：纣外光谱样品的制备：红外光谱的应ff1.3 .教学难点红外允诺的基本原理：红外吸收尤诺图的判读及其影响因素，4 .教学方案设计（含.教学方法、教学手段采用课堂;现场讲校，在知识讲授的过程中，速过介绍其他分析方法的测试原理，培养学生的发散思维,红外光谱分析的内衣采用案例式教学.六、学生成绩诲定1 .课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用课堂表现、作业评测.线上课程学习、阶段测龄等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提开本课程教学效果.学生成绩评定我考核方式平时成绩期末考试课堂表现作业践上课程学习阶段测验小论文实验成绩比例4IO6IO20502 .课程考核方式评价权本课程教学目标与考核方式评价权武如表所示:课程教学目标文/毕业要求指标点考核褥价方式权工（%）过程性考核实验期末考试t表现线上爆程学习作业及阶段流睑教学目标I指标点2.3O25015-2022-27教学目标2指标点4.3I25515-2028-33教学目标3指标点4.42251()5-1023*28教学目标4指标点5.2IO555-1017-22合计46202050IfX)3.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准评估项目优秀阿、104分）良好网、见分I中等70-H04h及格M-71责I不及WV60分课也表现（4分）无退到、早退、旷课现象。枳极咨加课程活动与讨论.并有自已独到的见解,健整准确同容何5S,并有自己独到的见解偶尔有这烈、早退现象，较为枳做叁加课堂活动与豺设,能螭准确回答MJS-井提出自己的见解有迟到.早退现象，能好主动参加课堂活动与讨论.晓幡回答何咫讨遇到、早退、偶尔有旷课现软,$与课堂精动,给本俄回答相关问咫迟到、早退、旷课较多。不健有效金加课堂活动与时论,网答不出所仃问卷浅上谀程学习（6分）完成及以上的观上课程学习内容完成处10%线t课程学习内容先成8O7O%找上课程学习内容充成7061%线上课程学习内容完成仅佻以下晚上课程内容作业UO分）健作独立完成作业.作业完成货瓜优秀使修灵活运用所学知汉和理论解决同题.并获得正确结论健绯独立完成作,.1A,能修运用所学知识和理论解决Htt.并获得正确徒够独立完成作业.完成规依符合要求,能筋运用所学知识和理论斛决问题,井获知有效结论基本能作独立完成作业.都分虺11解答疗在抄袭现象，运用所学知识和理讹解决问题的能力堪本符合要求不能独立完成作业.存在明显抄我现效,不具备运用所学知识和理论解决何的的作力阶段测&完成所有阶段测的,完成所右阶段期完成所有阶段测完成所«阶段测没有完成阶段（10分）根招参考答宴评分总谭成桢为优秀验根拼参考答案评定分，总理成酸为优良验.根树叁考答案评分,总评成绩为中等的.根据参考答案评分，总抑成超!为及格测试.根拼参考答案评分，总评成统不及格实验（20分）实验报告能够独近完成.内容完!PVi据饵象效集处理正（.图我现苞,能修正确完成实验报告中幡出的问题,并对女验中遇到的同区透彳邢入的讨论，提出自己的见解，实腌报告能够独立完成,内部完«.数据合理.效据处理正确图表船木庭S1.能终完成实屿报告中松出的向电.并对实验中遇到的何阳送行讨论，提出Jft见.大的报告能绯完成.内容完筱.教据基本合理.能够进行依品处理，图我战本设花.能修正本完成实验报告中中提出的问S3-对实验中遇到的问题进行忖论。实验报告基本能笫独立完成,内容亢解.数抠图农齐全，M本完成实物IR告中提出的向实股报告不能独立完成.存在抄袭现卷报告中提出的Hai没右或她本也布回答.课程载学目标评价标准#«JFV寸铁龄果及标准VHH9Stft(W-100)ft(SO-89)中(70-79)及格(6(t-69)不及格（0-59）德斯熟练运川村能够准确运用材能运用材料的成坛本能运用材料不能运用材料的科的成分/想纲料的成分,阻织分川1织结构'IW的成分/组织结成分/组织结构、结构、制在合电结构、制Jfr合成/在合成/加工JZ构、制备合成/制备介成/加工加工工艺.14«加工工艺、HH艺、材料因仃性加工工艺、材料工艺.材样固盯Ia有性能和材料固有性能和材料能和材料使川性因有性能和材料性低和材料使川使用性健之间的使用性健之间的能之间的内在联使用性能之间的性位之间的内在内在联系，能熟内在联系,能准系,从物相饥成、内在联系，基本联系，不能从物练的从物和飙确的从物相组依现结构以及热能从物和加成.相凯成*Jtt观结教学目标1成、微在结构以成、微观结构以分析等第试方法微现结构以及热将以及热分析等及热分析等测试及热分析等测试的角度来分析无分析等测试方法测试方法的角度方法的角发来分方法的角度来分机非金M村村的的他慢来分析无来分析无机非金析无机步金属材折利1.等金属材剂&JxiXa机作金网材料的属材料的制备与料的川备与加工料的批备与加工程,能对断影响W%坨加工过加工过出,不能过程.傥然练为过程,能准确判材料加量的关健理.整本能判断利断影响材料砧断影晌忖科®iAt的关照环节和影响因素新影响材料质Ht的关键环节和影响因米环节和影响因索影响材料IK的关键环节和影响因素量的关键环节和影科因素使好热练根据物能缈准跳根据粉能够根据物相分施本能蜂根据物不健粮幅物相分相分析、Mia分相分析.能尚分析、显微分析和相分析.显微分析.M做分析和教学目标2析和热分析等方析和热分析等方热分析等方法的析和热分析等方络分析等方法的法的基不唳理开法的防左原理开然本理理开展M1.法的M木炭理开防本原理开展机展相关分析测展相关分析测关分析测i.展相关分析浦关分析测试.不试.能熟城分析试,能准确分析分析无机非金属试基本悠分析能分析无机非金无机非金属材料生产过程中的收科'半改品和制成&的性能以及相关影晌因素无机非金属材料生产过程中的炭科、半成&和制成品的性能以及相关影响因聚材料生产过程中的归样、举成品和IW成品的性能以及相关影响因素无机非金M材料生产过程中的原H.半成乩和利成丛的性悠以及相关影峋因素屑材椁生产过程中的0*1、半成品和制成口的性能以及相关影峋WiK低算熟练的根M能纳准SftftdK无能够根据无机拿基本他够根累无不能根据无机非无机非金属材料机非金Ja材料的金帆材料的性傥机拿金国材料的金属材料的性能的性能与使用条性能与使用条件与使用条件等实性能与It用条性与使用条件等实致学目标3件等实际工程问等农际工程向36际工程问明需券实际工程问题际工程向82雷麴需求.熟练选需求,准碇选择求.能选降科学需求.基本能透求.不解选绎科样科学合理的分科学合理的分析合理的分析测试界科学介理的分学合理的分析测析观试技术进行测试技术进行检技术进行检测和析测试技术进行试技术进行检测检测和分析测和分析分析检测和分析和分析能够熟舔果果和能盛灌他采果和能呆集和整理构基本使呆罪和整不健果集和整理整理物相分析、整理物相分析、相分析，显微结理物相分析、显物和分析、SitaU做结构观察以显微结构观察以构在祺以及热分微结构观察以及结构观察以及热及热分析等相关及热分析等相关析等相关实验的络分析券相关实分析等相关实敢数学目标4实验的篇试数实验的篇试数测试数据,井健族的测试数粼.的测试款品，不据.能熟圾分析JK.能准娴分析分析和第择相关珞小罐分析和静能分析和解释相和胡糅相关实验和解臊相关实验实验结果.超山并相关实验给关实险结果,不结果.得出自理的结论结果.将出较为合理的结论结论%.而出相关结论能斛出令理的结论通过本课程的学通过本课程的学通过本课程的学通过本课理的学通过本课程的学习,能够热处借习,能够准确信习.能移借助信；习，基本健修的习，不能修借助助信息资谯物交助信息资源和文思资源和文I映板助信息资源和攵信息资戏和文Iit数学目标5献桧索工只.徒献依常工耳.索工具,徒了解献检索工具.M抬索工具，不能熟缄r解材料泅曲碉/解材科测材料测试技术的本了解材料费试了解材料测试技试技术的发依前沿和趋势试技术的发展前沿和越处发展的沿和总妗技术的发展的沿和IS势术的发展曲沿和心势他熟蕉根据材料能准确根据材料能根据村料制稿瓶本能根据材科不付根据材料制数学目标6制备以及相关性刮生以及相关性以及相关性能的制各以及相关性任以及相关性能僮的筋要来选挣能的需要来选择需要来选降合适能的需要来选择的需要来选挣今令域的测试方法介IS的测试方法的测试方法<1.fi的测试方法玷的刈试方法具备在材料胡田具备在材料研究具备在材料所先具稿在材料研究不具备在材料研Wt学目标7领域内不断学习桃域内不断学习领域内不嘶学习领域内不断学习究领域内不斯学和适应的优秀能力和适应的较好能力和适应的能力和适应的基本雒力习和适应的能力七、教材、中书目、重宴文献以及修程网络贵源建议教材：(I)张颖等主编.无机非金属材料研究方法.冶金工业出版社.20IS(2)张锐,范冰冰主编.材料现代研究方法.化学工业出版社,2022主要参考书：（1）杨南如主编,无机非金底材料测试方法.武汉理工学大出版社.2007（2）朱和国等主编.材料科学研究与测试方法（第五版）.东南大学出版社,2023（3）杜希文主编.材料分析方法.天津大学出版社.2006（4）诸培南主斓.无机非金属材料显微结构图册.武汉工业大学出版社,1994（5）杨南如主编.无机非金IS材料图谱手册,武汉理工学大出版社.2000重要文献；（1）硅酸盐学报（2）中国水泥发光学报（4）中国陶费（5）耐火材料课程网络资源；材料研业与测试Jjik：hpswww.icour¼e163Qrg/course/WHUT-1205968809材料现代分析-测试技术：hup:/Www.icourses.ciVcourses（aticcourse_3943.h（in1.14料结构分析：hit。:“wWwjcouNcscnkourscstaticJcoursc3728.htm1.