《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）：必修课翟英文名称：ModenResearchMethodsofMaterials其中实验/实践学时：0总学时/周学时/学分：48/3/3《物理化学》先修课程：《高分子化学》、《高分子物理》、《有机化学》、后续课程支择：《高分子材料改性》、《材料的制备与表征实训》《毕业实习》、《生产实习》授课地点：6A-401授课时间：松山湖校区/星期一5-7节/1-16周授课对象：2023高材1班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：李坤泉/副教授、段若蒙/讲师答整时间、地点与方式：学生返校前，线上答疑：学生返校后可以线上与线下答疑相结合，包括课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑：上课学生可自由提问：平时学生可通过微信、优学院等网络工具或到材料楼4B211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：《高分子材料分析测试与研究方法（第三版）》，陈厚主编，化学工业出版社，2018。教学参考资料：《高分子近代测试分析技术》，曾幸荣主编，华南理工大学出版社，2009：《材料现代测试分析方法》，刘庆锁主编，清华大学出版社，2014：线上网络资源：https:/www.ulearning.cn/ulearning_web/web!course.do?flag=1课程简介：本课程是本科高分子材料与工程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架，属专业基础类课程。课程主要介绍了高分子材料的结构、组分以及性能等方面的检测设备和检测方法，重点介绍了不同测试表征设备的结构、原理以及应用，主要涉及热分析技术、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射及其光电子能谱、电子显微镜、纳米粒度及比表面积与空隙分析、紫外与荧光光谱、核磁共振波谱、质谱以及色谱技术等。本课程是表征测试材料化学组成、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，为学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
《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：48/3/3 其中实验/实践学时：0 先修课程：《高分子化学》、《高分子物理》、《有机化学》、《物理化学》 后续课程支撑：《高分子材料改性》、《材料的制备与表征实训》、《毕业实习》、《生产实习》 授课时间：松山湖校区/星期一 5-7 节/1-16 周 授课地点：6A-401 授课对象：2023 高材 1 班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：李坤泉/副教授、段若蒙/讲师 答疑时间、地点与方式：学生返校前，线上答疑；学生返校后可以线上与线下答疑相结合，包括课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑；上课学生 可自由提问；平时学生可通过微信、优学院等网络工具或到材料楼 4B211 进行答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（） 使用教材：《高分子材料分析测试与研究方法（第二版）》，陈厚 主编，化学工业出版社，2018。 教学参考资料：《高分子近代测试分析技术》，曾幸荣 主编，华南理工大学出版社，2009； 《材料现代测试分析方法》，刘庆锁 主编，清华大学出版社，2014； 线上网络资源：https://www.ulearning.cn/ulearning_web/web!course.do?flag=1 课程简介：本课程是本科高分子材料与工程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，属专业基础类课程。课程主要介绍了高分子 材料的结构、组分以及性能等方面的检测设备和检测方法，重点介绍了不同测试表征设备的结构、原理以及应用，主要涉及热分析技术、傅里叶红外光 谱、拉曼光谱、X 射线衍射及其光电子能谱、电子显微镜、纳米粒度及比表面积与空隙分析、紫外与荧光光谱、核磁共振波谱、质谱以及色谱技术等。 本课程是表征测试材料化学组成、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，为学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）：掌握高分子材料的性能、组成以及结构指标点2.2能基于数学、自然科学及高分子材毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和高分子材料的研究方法：掌握不同测试表征设备的工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过文献研究分析高科与工程的相关科学原理和教学模型方法正原理、结构及应用：了解不同研究方法确表达高分子材料与工程领域复杂工程问题。分子材料与工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。和设备在高分子材料应用中的区别与联系。目标2（能力目标）指标点5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息毕业要求5使用现代工具：能够针对高分子材料的合成、制备、掌握高分子材料的性能、组成与结构的资源、工程工具和专业模拟软件，对高分子材成型加工等问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代关系，使用不同仪器设备测试表征高分料与工程领域复杂工程问题进行分析、计算与工程工具和信息技术工具，对高分子材料与工程领域复杂工程设计。子材料的性能、组成以及结构。问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。目标3（素质目标）指标点4.3能够根据实验方案构建实验系统，培养学生探究科学、不寿虚作假的学习毕业要求4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高分子安全地开展实验，正确地采集实验数据，并对态度和思想意识：通过仪器设备测试结材料与工程领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分实验结果进行分析和解释，通过信息综合得到果或图谱获取有效数据，对测试结果进析与解释数据、并通过信息综合得出合理有效的结论。合理有效的结论。行分析总结。理论教学进程衰教学模式教学支撑课程周次授课教师学时教教学主题教学内容（置点、难点、课程思政融入点）作业安排方法目标（线上/混合式/线下）
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）： 掌握高分子材料的性能、组成以及结构 的研究方法；掌握不同测试表征设备的 原理、结构及应用；了解不同研究方法 和设备在高分子材料应用中的区别与 联系。 指标点 2.2 能基于数学、自然科学及高分子材 料与工程的相关科学原理和数学模型方法正 确表达高分子材料与工程领域复杂工程问题。 毕业要求 2 问题分析：能够应用数学、自然科学和高分子材料 工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过文献研究分析高 分子材料与工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 2（能力目标） 掌握高分子材料的性能、组成与结构的 关系，使用不同仪器设备测试表征高分 子材料的性能、组成以及结构。 指标点 5.2 能够选择与使用恰当的仪器、信息 资源、工程工具和专业模拟软件，对高分子材 料与工程领域复杂工程问题进行分析、计算与 设计。 毕业要求 5 使用现代工具：能够针对高分子材料的合成、制备、 成型加工等问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代 工程工具和信息技术工具，对高分子材料与工程领域复杂工程 问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。 目标 3（素质目标） 培养学生探究科学、不弄虚作假的学习 态度和思想意识；通过仪器设备测试结 果或图谱获取有效数据，对测试结果进 行分析总结。 指标点 4.3 能够根据实验方案构建实验系统， 安全地开展实验，正确地采集实验数据，并对 实验结果进行分析和解释，通过信息综合得到 合理有效的结论。 毕业要求 4 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对高分子 材料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、并通过信息综合得出合理有效的结论。 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） 教学模式 （线上/混合式/线下） 教学 方法 作业安排 支撑课程 目标
高分子材料研究方法概述、热分析技术的分类（热课堂重分析、差热分析和差示扫描量热法）、仪器工作热失重和讲授，原理及应用：差示扫描目标2提供绪论与热分重点：热重分析的定义、影响因素及其各阶段降解李坤泉线下量热法测1-26的意义，差热分析及差示扫描量热法定义、原理及目标3析技术网上试曲线的应用：分析。资源难点：热重及微商热重、差热分析及差示扫描量热自习法异同点。X射线衍射及其光电子能谱产生的基本原理及应用：课堂重点：X射线产生的原理、定性相分析基本原理、X射线衍射讲授，X射线光电子能谱在表面分析中的应用：及其光电X射线衍射提供子能谱的难点：布拉格方程及其应用、X射线强度与元素种线下目标33-5及其光电子李坤泉9相关概念类的关系。网上能谱及应用习课程思政融入点：X射线物相分析的特征峰可用于资源题判断某种物质的存在，让学生理解事实判断要有理自习有据，不能弄虚作假，增养学生实事求是的科学态度。电子显微电子与固体表面的相互作用原理及产生的信号与课堂镜及电子应用：透射电镜、扫描电镜与扫描探针显微镜的结讲授，与固体表构、工作原理、区别及应用：目标1提供面相互作重点：透射电镜、扫描电镜与扫描探针显微镜的工6-7电子显微镜李坤泉线下6用信号的目标2网上作原理、区别及应用：相关概念资源难点：扫描电镜、透射电镜与扫描探针显微镜的成及应用习自习像原理及区别。题
1-2 绪论与热分 析技术 李坤泉 6 高分子材料研究方法概述、热分析技术的分类（热 重分析、差热分析和差示扫描量热法）、仪器工作 原理及应用； 重点：热重分析的定义、影响因素及其各阶段降解 的意义，差热分析及差示扫描量热法定义、原理及 应用； 难点：热重及微商热重、差热分析及差示扫描量热 法异同点。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 热 失 重 和 差 示 扫 描 量 热 法 测 试 曲 线 的 分析。 目标 2 目标 3 3-5 X 射线衍射 及其光电子 能谱 李坤泉 9 X 射线衍射及其光电子能谱产生的基本原理及应 用；重点：X 射线产生的原理、定性相分析基本原理、 X 射线光电子能谱在表面分析中的应用； 难点：布拉格方程及其应用、X 射线强度与元素种 类的关系。 课程思政融入点：X 射线物相分析的特征峰可用于 判断某种物质的存在，让学生理解事实判断要有理 有据，不能弄虚作假，培养学生实事求是的科学态 度。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 X 射线衍射 及 其 光 电 子 能 谱 的 相 关 概 念 及 应 用 习 题 目标 3 6-7 电子显微镜 李坤泉 6 电子与固体表面的相互作用原理及产生的信号与 应用；透射电镜、扫描电镜与扫描探针显微镜的结 构、工作原理、区别及应用； 重点：透射电镜、扫描电镜与扫描探针显微镜的工 作原理、区别及应用； 难点：扫描电镜、透射电镜与扫描探针显微镜的成 像原理及区别。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 电 子 显 微 镜 及 电 子 与 固 体 表 面 相 互 作 用 信 号 的 相 关 概 念 及 应 用 习 题 目标 1 目标 2
纳米粒度及比表面积与空隙分析的仪器结构、工作课堂原理及测试方法：纳米粒度讲授，重点：纳米粒度及比表面积与空隙分析在高分子中纳米粒度及及比表面的应用：提供目标1积与空隙8比表面积与李坤泉线下3难点：纳米粒度及比表面积与空隙分析的工作原理网上分析仪的空隙分析及影响因素。应用习题资源课程思政融入点：通过讲解纳米粒度仪通过光散射自习现象测试粒子粒度，让学生懂得通过现象看本质。李坤目标18考核前8周学习内容的掌握情况期中考试泉、段线下目标2若蒙课堂紫外与荧光光谱产生的原理、特点及应用讲授，紫外和荧目标2紫外与荧光提供光光谱相重点：紫外与荧光光谱产生的原理及应用9-10段若蒙6线下关概念及光谱网上目标3难点：紫外光谱与荧光光谱的影响因素：荧光光谱应用习题的定量分析。资源自习课堂质谱产生的基本原理、影响因素及应用讲授，重点：质谱的应用：质谱相关提供概念及应目标211-12质谱段若蒙6线下难点：质谱产生的原理及影响因素。网上用习题课程恩政融入点：质谱设备的供应情况，在大疫情，资源贸易战中我国设备供应面临的压力。自习
8 纳米粒度及 比表面积与 空隙分析 李坤泉 3 纳米粒度及比表面积与空隙分析的仪器结构、工作 原理及测试方法； 重点：纳米粒度及比表面积与空隙分析在高分子中 的应用； 难点：纳米粒度及比表面积与空隙分析的工作原理 及影响因素。 课程思政融入点：通过讲解纳米粒度仪通过光散射 现象测试粒子粒度，让学生懂得通过现象看本质。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 纳 米 粒 度 及 比 表 面 积 与 空 隙 分 析 仪 的 应用习题 目标 1 8 期中考试 李 坤 泉 、 段 若蒙 考核前 8 周学习内容的掌握情况 线下 目标 1 目标 2 9-10 紫外与荧光 光谱 段若蒙 6 紫外与荧光光谱产生的原理、特点及应用； 重点：紫外与荧光光谱产生的原理及应用； 难点：紫外光谱与荧光光谱的影响因素；荧光光谱 的定量分析。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 紫 外 和 荧 光 光 谱 相 关 概 念 及 应用习题 目标 2 目标 3 11-12 质谱 段若蒙 6 质谱产生的基本原理、影响因素及应用； 重点：质谱的应用； 难点：质谱产生的原理及影响因素。 课程思政融入点：质谱设备的供应情况，在大疫情， 贸易战中我国设备供应面临的压力。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 质 谱 相 关 概 念 及 应 用习题 目标 2
核磁共振产生的基本原理及核磁波谱的特点及应课堂用：讲授，核磁共振目标1重点：H和13C核磁共振波谱产生的原理及应用：核磁共振波提供波谱相关目标26线下13-14段若蒙难点："H和3C核磁共振波谱的区别。概念及应谱网上用习题课程思政融入点：通过讲解核磁共振产生的原理及资源在科技发展中的重要性，介绍我国核磁设备的研究自习进展，让学生树立积极进取、崇尚科学的价值观。红外光谱与拉曼光谱的发展历史、基本原理、特点、影响因素及应用：红外光谱与拉曼光谱的联系及区课堂别：红外光谱讲授,重点：红外光谱与拉曼光谱产生的基本条件、特征与拉曼光目标1及定性分析：提供红外光谱与线下谱相关概15段若蒙3难点：红外光谱和拉曼光谱产生的原理及影响因拉曼光谱网上目标2念及光谱素：红外光谱和拉曼光谱的区别和联系：图分析资源课程思政融入点：通过讲解红外光谱中化学键的自习振动进而产生红外吸收，让学生懂得通过现象看本质。色谱技术气相色谱分离原理、分离条件以及应用：聚合物分课堂和聚合物子量的概念：凝胶色谱的工作原理及应用：讲授，目标2分子量的重点：气相色谱的定性定量分析：聚合物分子量及16色谱技术段若蒙3线下提供相关概念目标3其分布的定义及分类：凝胶色谱的应用：及应用习网上难点：气相色谱和凝胶色谱的工作原理。题资源
13-14 核磁共振波 谱 段若蒙 6 核磁共振产生的基本原理及核磁波谱的特点及应 用；重点：1H 和 13C 核磁共振波谱产生的原理及应用； 难点：1H 和 13C 核磁共振波谱的区别。 课程思政融入点：通过讲解核磁共振产生的原理及 在科技发展中的重要性，介绍我国核磁设备的研究 进展，让学生树立积极进取、崇尚科学的价值观。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 核 磁 共 振 波 谱 相 关 概 念 及 应 用习题 目标 1 目标 2 15 红外光谱与 拉曼光谱 段若蒙 3 红外光谱与拉曼光谱的发展历史、基本原理、特点、 影响因素及应用；红外光谱与拉曼光谱的联系及区 别；重点：红外光谱与拉曼光谱产生的基本条件、特征 及定性分析； 难点：红外光谱和拉曼光谱产生的原理及影响因 素；红外光谱和拉曼光谱的区别和联系； 课程思政融入点： 通过讲解红外光谱中化学键的 振动进而产生红外吸收，让学生懂得通过现象看本 质。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 自习 红 外 光 谱 与 拉 曼 光 谱 相 关 概 念 及 光 谱 图分析 目标 1 目标 2 16 色谱技术 段若蒙 3 气相色谱分离原理、分离条件以及应用；聚合物分 子量的概念；凝胶色谱的工作原理及应用； 重点：气相色谱的定性定量分析；聚合物分子量及 其分布的定义及分类；凝胶色谱的应用； 难点：气相色谱和凝胶色谱的工作原理。 线下 课 堂 讲授， 提 供 网 上 资 源 色 谱 技 术 和 聚 合 物 分 子 量 的 相 关 概 念 及 应 用 习 题 目标 2 目标 3