《中子散射技术及应用》教学大纲课程名称：中子散射技术及应用课程类别（必修/选修）：选修课程英文名称：Neutronscatteringtechnologyandapplications总学时/周学时/学分：32/2/2其中实验/实践学时：0先修课程：材料科学基础、固体物理、材料研究与测试方法后续课程支撑：材料结构缺陷与性能、复合材料、毕业设计周三，7-8节授课地点：6B-406授课时间：授课对象：2020材科2班开课学院：材料学院年课教师姓名/职称：祝远民/副研答疑时间、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：平时学生可到经管楼4B211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：（中子散射：理论与应用》王暂编，清华大学出版社，2022年参考资料：《中子散射在凝聚态物理中的应用》，AlbertFurrer等著、刘本琼等译，国防工业出版社，2017《中子衔射技术及应用》，姜传海、杨传铮编著，科学出版社，2012《中子散射技术》，孙凯韩松柏陈东风等编著，中国原子能出版社2017课程簡介：这门课依托大科学装置一一中国散裂中子源，培养具有中子散射技术和应用相关研究基础的本科生。这门课程材料大类专业方向的专业选修课程，着重于中子技术相关领域的基础知识的教学，作为本科生利用大科学装置学习基本实验技能的一个尝试。这门课主要介绍中子散射的概况、理论基础、仪器组成和大量的中子散射技术在材料科学研究领域的重要应用专题。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基础1
1 《中子散射技术及应用》教学大纲 课程名称：中子散射技术及应用 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Neutron scattering technology and applications 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：材料科学基础、固体物理、材料研究与测试方法 后续课程支撑：材料结构缺陷与性能、复合材料、毕业设计 授课时间： 周三， 7-8 节 授课地点：6B-406 授课对象： 2020 材科 2 班 开课学院： 材料学院 任课教师姓名/职称： 祝远民/副研 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；平时学生可到经管楼 4B211 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：《中子散射：理论与应用》,王哲编著,清华大学出版社,2022 年 参考资料： 《中子散射在凝聚态物理中的应用》，Albert Furrer 等著、刘本琼等译，国防工业出版社，2017 《中子衍射技术及应用》，姜传海、杨传铮编著，科学出版社，2012 《中子散射技术》，孙 凯 韩松柏 陈东风 等 编著，中国原子能出版社 2017 课程简介： 这门课依托大科学装置——中国散裂中子源，培养具有中子散射技术和应用相关研究基础的本科生。这门课程材料大类专业方向 的专业选修课程，着重于中子技术相关领域的基础知识的教学，作为本科生利用大科学装置学习基本实验技能的一个尝试。这门课主 要介绍中子散射的概况、理论基础、仪器组成和大量的中子散射技术在材料科学研究领域的重要应用专题。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）C1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础掌握中子散射技术基础理论、基本原理和主要应用：掌握C1具备解决材料科学与工程领域复杂和专业知识用于解决材料科学与工程领域复杂工工程问题所需的专业知识及应用能力。中子谱仪的结构、工作原理及其实验技术，能正确制备样程问题。品，并获取有用数据。目标2（能力目标）掌握中子散射实验的各类图谱等数据的处理及解析方法C4能够基于科学原理并采用科学方法C4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对材能够对实验结果进行准确、客观的分析，具有综合解析实对材料科学与工程领域复杂工程问题料科学与工程领域复杂工程问题进行研究，包括设验数据的能力：深入了解材料结构与性能的关系，能够独进行研究，比较和选择研究路线，设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合立或团队协作在材料及交叉学科领域开展创新性研究操计实验方案。理有效的结论。作能力。目标3（素质目标）培养学生具有主动参与、开拓创新、探究科学、诚信务实C12能正确认识材料科学与工程等相C12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，的学习态度和思想意识：具有自主学习和终身学习理念，关理论与技术的发展趋势与规律，树立有不断学习和适应发展的能力。养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是、知自主学习、终身学习的意识。行合一的科学态度。2
2 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） 掌握中子散射技术基础理论、基本原理和主要应用；掌握 中子谱仪的结构、工作原理及其实验技术，能正确制备样 品，并获取有用数据。 C1 具备解决材料科学与工程领域复杂 工程问题所需的专业知识及应用能力。 C1. 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） 掌握中子散射实验的各类图谱等数据的处理及解析方法， 能够对实验结果进行准确、客观的分析，具有综合解析实 验数据的能力；深入了解材料结构与性能的关系，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。 C4 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，比较和选择研究路线，设 计实验方案。 C4. 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、开拓创新、探究科学、诚信务实 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、知 行合一的科学态度。 C12 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。 C12.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授课教学时教学内容（重点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题教学方法作业安排师数点）（线上/线下）程目标课堂讨论：与其他目标一重点：中子散射基本原理和中子特点：2线下课堂讲授检测手段的相关难点：中子的特点。性。重点：中子源和谱仪的发展历史：难点：中子源的发展历史和中子谱仪的中子散射基本原理分类。祝远民2,4课后作业：关于中和中子源发展课堂讲授课程思政融入点：子产生、特点等相2线下与小组讨目标一1）介绍中子源发展历史，向学生传递关概念。论代代优秀的中子散射专家克服艰难困苦、建设国家重大科学装置的社会主义核心价值观：2）激发学生为国奉献的精神课堂讨论：与其他材料结构的基本知重点：材料结构的分类；祝远民2线下课堂讲投目标一5学科的相关性。识难点：常见的材料结构重点：中子与物质相互作用、中子与X射课堂讲授中子衍射技术的基课堂作业：中子衍祝远民线下目标一66-8和小组讨线区别和联系等：衍射数据处理软件方本原理与应用射相关概念及与X论法介绍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） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 2,4 中子散射基本原理 和中子源发展 祝远民 2 重点：中子散射基本原理和中子特点； 难点：中子的特点。 线下 课堂讲授 课堂讨论：与其他 检测手段 的相关 性。 目标一 2 重点：中子源和谱仪的发展历史； 难点：中子源的发展历史和中子谱仪的 分类。 课程思政融入点： 1）介绍中子源发展历史，向学生传递一 代代优秀的中子散射专家克服艰难困 苦、建设国家重大科学装置的社会主义 核心价值观；2）激发学生为国奉献的精 神 线下 课堂讲授 与小组讨 论 课后作业：关于中 子产生、特点等相 关概念。 目标一 5 材料结构的基本知 识 祝远民 2 重点：材料结构的分类； 难点：常见的材料结构 线下 课堂讲授 课堂讨论：与其他 学科的相关性。 目标一 6-8 中子衍射技术的基 本原理与应用 祝远民 6 重点：中子与物质相互作用、中子与 X 射 线区别和联系等；衍射数据处理软件方 法介绍 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂作业：中子衍 射相关概念及与 X 目标一
难点：材料结构测定、物相鉴定方法射线技术的区别与联系。课堂讲授重点：中子实验准备课堂讨论：与其他中子实验准备与安祝远民线下2和小组讨目标一难点：中子实验的样品准备、环境和辐射学科实验的相关全论性。安全知识重点：中子小角散射技术基本知识课堂讨论：小角散课堂讲授难点：中子小角散射应用：射技术相关概念与目标二祝远民线下和小组讨210中子小角散射技术课程思政融入点：其他学科的相关论1）小角散射谱仪专家履历介绍和刻苦钻性。研科学难题的精神重点：材料中自旋结构和磁结构介绍：课堂讨论：材料磁课堂讲授目标二祝远民2线下11材料磁结构的测定难点：运用中子散射技术对材料中自施性与磁结构概念。结构和磁结构的测定课堂讲授课堂讨论：与其他重点：材料中残余应力线下祝远民2和小组讨目标二12材料残余应力测量学科的相关性。难点：材料中残余应力的测量论重点：对中子散射技术的初步理解和应课堂讨论：与其他课程学习知识点展祝远民线下小组讨论目标三213用展示学科的相关性。示重点：新型材料如薄膜、纳米材料、能源课堂讨论：新材料新材料的中子散射祝远民线下课堂讲授目标二14-15材料等的中子散射分析产生与应用讨论。分析与应用难点：新材料的特点及测试方法A
4 难点：材料结构测定、物相鉴定方法 射线技术的区别与 联系 。 9 中子实验准备与安 全 祝远民 2 重点：中子实验准备 难点：中子实验的样品准备、环境和辐射 安全知识 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：与其他 学 科 实 验 的相关 性。 目标一 10 中子小角散射技术 祝远民 2 重点：中子小角散射技术基本知识 ； 难点：中子小角散射应用； 课程思政融入点： 1）小角散射谱仪专家履历介绍和刻苦钻 研科学难题的精神 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：小角散 射技术相关概念 与 其他学科的相关 性。 目标二 11 材料磁结构的测定 祝远民 2 重点：材料中自旋结构和磁结构介绍 ； 难点：运用中子散射技术对材料中自旋 结构和磁结构的测定 线下 课堂讲授 课堂讨论：材料磁 性与磁结构概念 。 目标二 1 2 材料残余应力测量 祝远民 2 重点：材料中残余应力 难点：材料中残余应力的测量 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：与其他 学科的相关性 。 目标二 1 3 课程学习知识点展 示 祝远民 2 重点：对中子散射技术的初步理解和应 用展示 线下 小组讨论 课堂讨论：与其他 学科的相关性 。 目标三 1 4 - 1 5 新材料的中子散射 分析与应用 祝远民 4 重点：新型材料如薄膜、纳米材料、能源 材料等的中子散射分析 难点：新材料的特点及测试方法 线下 课堂讲授 课堂讨论：新材料 产生 与应用讨论 。 目标二
课程思政融入点：1）教会学生学以致用，讲投怎样利用所学技术，应用到工程实践中去。重点：固体材料中的点、线。面缺陷和材材料中结构缺陷的课堂讨论：材料缺祝远民目标二2线下课堂讲授16料表面与界面结构的中子散射研究测定陷的利与弊。难点：缺陷结构的特点及中子分析手段重点：东莞理工学院中子多物理谱仪工作原理与应用介绍。课堂讲授课堂讨论：与中子祝远民线下目标三217课程思政融入点：和小组讨专题讲座与讨论领域专家讨论。论1）参与国家大科学装置建设的意义：2）个人怎样为国家和社会做出贡献总结复习，学生PPT汇报，答疑。重点：各种中子散射技术手段的原理及课堂讲授应用。课堂讨论：复习课祝远民线下目标三218课程学习展示和小组讨程知识点。难点：各种中子散射技术手段和谱仪的论特点以及之间的联系。合计32n
5 课程思政融入点： 1）教会学生学以致用，讲授怎样利用所 学技术，应用到工程实践中去。 16 材料中结构缺陷的 测定 祝远民 2 重点：固体材料中的点、线。面缺陷和材 料表面与界面结构的中子散射研究 难点：缺陷结构的特点及中子分析手段 线下 课堂讲授 课堂讨论：材料缺 陷的利与弊。 目标二 17 专题讲座与讨论 祝远民 2 重点：东莞理工学院中子多物理谱仪工 作原理与应用介绍。 课程思政融入点： 1）参与国家大科学装置建设的意义；2） 个人怎样为国家和社会做出贡献 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：与中子 领域专家讨论。 目标三 18 课程学习展示 祝远民 2 总结复习，学生 PPT 汇报，答疑。 重点：各种中子散射技术手段的原理及 应用。 难点：各种中子散射技术手段和谱仪的 特点以及之间的联系。 线下 课堂讲授 和小组讨 论 课堂讨论：复习课 程知识点。 目标三 合计 32