《材料现代研究方法》教学大纲课程类别（必修/选修）：必修课程名称：材料现代研究方法课程英文名称：ModernResearchMethodsofMaterials总学时/周学时/学分：48/3其中实验/实践学时：0先修课程：（大学物理》，《材料概论》，《材料科学基础》，（材料工程基础》后续课程支：《材料的制备与物性分析实训》《材料结构缺陷与性能》，《材料加工工艺与设备》授课时间：松山潮校区/星期一5-7节（2023材料1班（广医联授课地点：6D-202智慧教室培）;2023高材1班（材料杨班））：1-16周授课对象：：2023材料1班（广医联培）：2023高材1班（材料杨班）开课学院：材料科学与工程学院任课数师姓名/职称：党海峰/副教授、祝远民/副研究员、金具净/副研究员答贬时间、地点与方式：可以线上与线下答疑相结合，课后停留在教室，对有疑间的同学进行答疑：上课学生可举手自由提间；平时学生可到4B311、交叉中心B11室进行答疑。课程考核方式：开卷（）闭卷（V）课程论文（）其它（）使用教材：《材料科学研究与测试方法》，朱和国、尤泽升、刘吉梓，东南大学出版社，出版时间：2016教学参考资料：《无机非金属材料测试方法》，主编：杨南如，出版社：武汉工业大学出版社，出版时间：1990年8月第1版《材料现代测试分析方法》，主编：刘庆锁，出版社：清华大学出版社，出版时间：2014年9月第1版《材料结构表征及应用》，主编：吴刚，出版社：化学工业出版社，出版时间：2002年1月第1版《材料现代分析方法》，主编：左演声等，出版社：北京工业大学出版社，出版时间：2000课程简介：《材料现代研究方法》课程是本科材料类专业重要的学科基础课程之一，是连接基础课与专业课的桥梁，属专业核心课程。课程概述了现代材料分析技术中X射线衍射分析、电子显微镜分析、热分析、振动光谱及X射线光电子能谱分析等测试方法的起源与发展、基本原理、仪器结构与功能、分析方1
1 《材料现代研究方法》教学大纲 课程名称：材料现代研究方法 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Modern Research Methods of Materials 总学时/周学时/学分：48/3 其中实验/实践学时：0 先修课程：《大学物理》，《材料概论》，《材料科学基础》，《材料工程基础》 后续课程支撑：《材料的制备与物性分析实训》，《材料结构缺陷与性能》，《材料加工工艺与设备》 授课时间：松山湖校区/星期一 5-7 节（2023 材料 1 班(广医联 培);2023 高材 1 班(材料杨班)）；1-16 周 授课地点：6D-202 智慧教室 授课对象： 2023 材料 1 班（广医联培）;2023 高材 1 班（材料杨班） 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 党海峰/副教授、祝远民/副研究员、金具涛/副研究员 答疑时间、地点与方式：可以线上与线下答疑相结合，课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑；上课学生可举手自由提问；平时学生可到 4B311、交叉 中心 B11 室进行答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材：《材料科学研究与测试方法》，朱和国、尤泽升、刘吉梓，东南大学出版社，出版时间：2016 教学参考资料： 《无机非金属材料测试方法》，主编：杨南如，出版社：武汉工业大学出版社，出版时间：1990 年 8 月第 1 版 《材料现代测试分析方法》，主编：刘庆锁，出版社：清华大学出版社，出版时间：2014 年 9 月第 1 版 《材料结构表征及应用》，主编：吴刚，出版社：化学工业出版社，出版时间：2002 年 1 月第 1 版 《材料现代分析方法》，主编：左演声等，出版社：北京工业大学出版社，出版时间：2000 课程简介：《材料现代研究方法》课程是本科材料类专业重要的学科基础课程之一，是连接基础课与专业课的桥梁，属专业核心课程。课程概述了现代材料 分析技术中 X 射线衍射分析、电子显微镜分析、热分析、振动光谱及 X 射线光电子能谱分析等测试方法的起源与发展、基本原理、仪器结构与功能、分析方
法及应用等知识，是解决材料化学组成、微观形貌、物相结构和宏观性能之间关系的重要课程，通过本课程的学习，为材料专业本科生学好后续专业课打下坚实基础。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑毕业要求支撑毕业要求指标点课程教学目标目标1（知识目标）指标点1.3能够综合运用数学、自然科学、掌握材料表征的主要方法、基础理论、基本原理和应用范围：NO.1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基工程基础和专业知识对材料科学与工程领掌握分析仪器的结构、工作原理及其实验技术，能合理选用础和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂域的复杂工程问题的不同解决方法进行比工程问题。仪器和正确制备样品，并获取有用数据。较和综合分析，得出优化方案。目标2（能力目标）掌握图像、图谱等数据的处理及解析方法，能够对实验结果NO.4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法指标点4.3能够正确的采集实验数据，对实进行准确、客观及科学分析，具有综合解析实验数据的能力：对材料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，验结果进行分析和解释，并通过信息综合得深入了解材料组成、结构与性能的关系，能够独立或团队协包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合到合理、有效结论。作在材料及交叉学科领域开展创新性研究操作能力。得到合理有效的结论。目标3（素质目标）培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学、指标点12.1能正确认识材料科学与工程等不弄虚作假的学习态度和思想意识：具有自主学习和终身学NO.12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意相关理论与技术的发展趋势与规律，树立自习理念，养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求识，有不断学习和适应发展的能力。主学习、终身学习的意识。是的科学态度。2
2 法及应用等知识，是解决材料化学组成、微观形貌、物相结构和宏观性能之间关系的重要课程，通过本课程的学习，为材料专业本科生学好后续专业课打下 坚实基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1（知识目标） 掌握材料表征的主要方法、基础理论、基本原理和应用范围； 掌握分析仪器的结构、工作原理及其实验技术，能合理选用 仪器和正确制备样品，并获取有用数据。 指标点 1.3 能够综合运用数学、自然科学、 工程基础和专业知识对材料科学与工程领 域的复杂工程问题的不同解决方法进行比 较和综合分析，得出优化方案。 NO.1. 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基 础和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂 工程问题。 目标 2（能力目标） 掌握图像、图谱等数据的处理及解析方法，能够对实验结果 进行准确、客观及科学分析，具有综合解析实验数据的能力； 深入了解材料组成、结构与性能的关系，能够独立或团队协 作在材料及交叉学科领域开展创新性研究操作能力。 指标点 4.3 能够正确的采集实验数据，对实 验结果进行分析和解释，并通过信息综合得 到合理、有效结论。 NO.4. 研究：能够基于科学原理并采用科学方法 对材料科学与工程领域复杂工程问题进行研究， 包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合 得到合理有效的结论。 目标 3（素质目标） 培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学、 不弄虚作假的学习态度和思想意识；具有自主学习和终身学 习理念，养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求 是的科学态度。 指标点 12.1 能正确认识材料科学与工程等 相关理论与技术的发展趋势与规律，树立自 主学习、终身学习的意识。 NO.12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意 识，有不断学习和适应发展的能力
理论教学进程表教学模式教学内容（重点、难点、课程思政融学生学习预支撑课程周次教学主题授课教师学时数(线教学方法作业安排入点)期成果目标上/线下)1.能够了解X重点：X射线的电磁波本质：两种X射射线的发展线谱的成因及其实验规律：X射线与物质相互作用的物理效应及意义。材料历史及特点：晶体结构定义和分类。2.能够掌握X教学大纲、绪论、难点：吸收限的理解，滤波片和靶的选射线的产生、材料晶体结构基通过文献检索或择。滤波片、靶的目标1础、X射线的性网络资源查找，列党海峰线下课堂讲投41-2选择、X射线课程思政融入点目标3质、X射线谱、X举生活中有关X的防护等。1）介绍材料分析测试方法的发展历程射线与物质的相射线的几种应用。和在经济发展中的重要性，激发学生互作用。的学习兴趣，投身国家新材料行业发展：2）介绍X射线发现并没有申请知识产权保护，而为全人类所共享，激发学生的无私奉献精神。3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融 入点） 学生学习预 期成果 教学 模式 （线 上/线 下） 教学方法 作业安排 支撑课程 目标 1-2 教学大纲、绪论、 材料晶体结构基 础、X 射线的性 质、X 射线谱、X 射线与物质的相 互作用。 党海峰 4 重点：X 射线的电磁波本质；两种 X 射 线谱的成因及其实验规律；X 射线与物 质相互作用的物理效应及意义。材料 晶体结构定义和分类。 难点：吸收限的理解，滤波片和靶的选 择。 课程思政融入点： 1）介绍材料分析测试方法的发展历程 和在经济发展中的重要性，激发学生 的学习兴趣，投身国家新材料行业发 展；2）介绍 X 射线发现并没有申请知 识产权保护，而为全人类所共享，激发 学生的无私奉献精神。 1.能够了解 X 射 线 的发 展 历史及特点； 2.能够掌握 X 射线的产生、 滤波片、靶的 选择、X 射线 的防护等。 线下 课堂讲授 通过文献检索或 网络资源查找，列 举生活中有关 X 射线的几种应用。 目标 1 目标 3
1.了解X射线的几种常列出多品衍射强X射线衍射的方用衍射方法：重点：X射线衍射的方向、X射线衍射目标1度的影响因素及向、X射线衍射的党海峰2.掌握多晶线下课堂讲授42-3的强度。表达式，解释其中目标2方法、X射线衍射衍射强度的难点：X射线衍射强度的影响因素。的各部分因素。的强度影响因素及表达式。1.掌握粉末X重点：物相定性分析基本原理，PDF卡片；定性分析方法，物相定量分析基本射线仪的基原理，物相检索软件JADE的使用方本原理：通过文献检索，每法。2.掌握X射人阅读两篇科技难点：物相定性、定量分析基本原理。线仪进行物目标1X射线衍射仪及党海峰线下课堂讲授4研究论文，翻译其课程思政融入点：相和结构分3-4目标2物相分析方法中的XRD物相分析的原理和X射线物相分析根据出现的特征峰只析部分。方法。能肯定某种物质的存在而不能证明某种物质的不存在，体现了辩证法的观点，激发学生从事科学研究必须以事实为根据进行科学研究，1.掌握电子电子光学和电子电子光学基础、电重点：电子显微镜的发展，分辨率的概光学和电子束与固体物质相目标1线下党海峰4课堂讲投5-6子束与固体物质念。电子与固体物质相互作用产生信束波相关知互作用的相关概的相互作用、材料号机理及各种信号作用深度。识：念及应用习题：材4
4 2-3 X 射线衍射的方 向、X 射线衍射的 方法、X 射线衍射 的强度 党海峰 4 重点：X 射线衍射的方向、X 射线衍射 的强度。 难点：X 射线衍射强度的影响因素。 1.了解 X 射 线 的 几种 常 用衍射方法； 2. 掌 握 多 晶 衍 射 强度 的 影 响 因素 及 表达式。 线下 课堂讲授 列出多晶衍射强 度的影响因素及 表达式，解释其中 的各部分因素。 目标 1 目标 2 3-4 X 射线衍射仪及 物相分析方法 党海峰 4 重点：物相定性分析基本原理，PDF 卡 片，定性分析方法，物相定量分析基本 原理，物相检索软件 JADE 的使用方 法。 难点：物相定性、定量分析基本原理。 课程思政融入点： X 射线物相分析根据出现的特征峰只 能肯定某种物质的存在而不能证明某 种物质的不存在，体现了辩证法的观 点，激发学生从事科学研究必须以事 实为根据进行科学研究。 1.掌握粉末 X 射 线 仪的 基 本原理； 2.掌握 X 射 线 仪 进行 物 相 和 结构 分 析 的 原理 和 方法。 线下 课堂讲授 通过文献检索，每 人阅读两篇科技 研究论文，翻译其 中的 XRD 物相分 析部分。 目标 1 目标 2 5-6 电子光学基础、电 子束与固体物质 的相互作用、材料 党海峰 4 重点：电子显微镜的发展，分辨率的概 念。电子与固体物质相互作用产生信 号机理及各种信号作用深度。 1. 掌握电子 光 学 和电 子 束 波 相关 知 识； 线下 课堂讲授 电子光学和电子 束与固体物质相 互作用的相关概 念及应用习题；材 目标 1
结构分析专题研难点：几种像差的形成原理，场深与焦2.能够掌握料结构分析专题讨几种像差的研讨。深的定义，各种信号的应用。形成原理和各种信号的应用。1.掌握透射电子显微镜介绍透射电镜基础和电子衍射原理。的基本原理透射电子显微镜重点：电子衍射基础和物相分析。目标1线下及成像特点：课堂讲授6-7祝远民透射电子显微镜1的相关概念及应难点：衍射衬度像成像和电子衍射相2.掌握电子用习题。鉴定。衍射分析方法及应用。1.掌握透射重点：透射电镜电子像成像原理。难点：衍射衬度像成像和高分辨像原电子显微镜理。的基本原理及成像特点：课程思政、劳动教育融入点：中国电子透射电子显微镜显微学发展和相关电镜实验技术介2.掌握透射目标1线下4课堂讲授祝远民的相关概念及应7-8透射电子显微镜2绍。介绍中国电子显微学发展历史和电子显微镜用习题。电镜制样等技术，讲解中国材料学家的制样方法及应用。为引入电镜设备和技术所做的贡献，以及当前面临的困境。同时，介绍透射电镜实验技术所需要的手脑配合能力5
5 结构分析专题研 讨 难点：几种像差的形成原理，场深与焦 深的定义，各种信号的应用。 2. 能够掌握 几 种 像差 的 形 成 原理 和 各 种 信号 的 应用。 料结构分析专题 研讨。 6-7 透射电子显微镜1 祝远民 4 介绍透射电镜基础和电子衍射原理。 重点： 电子衍射基础和物相分析。 难点：衍射衬度像成像和电子衍射相 鉴定。 1. 掌 握 透 射 电 子 显微 镜 的 基 本原 理 及成像特点； 2. 掌 握 电 子 衍 射 分析 方 法及应用。 线下 课堂讲授 透射电子显微镜 的相关概念及应 用习题。 目标 1 7-8 透射电子显微镜2 祝远民 4 重点： 透射电镜电子像成像原理。 难点：衍射衬度像成像和高分辨像原 理。 课程思政、劳动教育融入点：中国电子 显微学发展和相关电镜实验技术介 绍。介绍中国电子显微学发展历史和 电镜制样等技术，讲解中国材料学家 为引入电镜设备和技术所做的贡献， 以及当前面临的困境。同时，介绍透射 电镜实验技术所需要的手脑配合能力 1. 掌 握 透 射 电 子 显微 镜 的 基 本原 理 及成像特点； 2. 掌 握 透 射 电 子 显微 镜 的 制 样方 法 及应用。 线下 课堂讲授 透射电子显微镜 的相关概念及应 用习题。 目标 1