材料制备及物理性能实验教学大纲

发布人：高级管理员发布日期：2022-04-14

中山大学

本科课程教学大纲

学院（系）材料科学与工程学院

课程名称材料制备及物性实验

二〇二二

课程教学大纲

（编写日期：2022年08月）

一、课程基本信息

材料制备及物性实验 Experiments for Preparation and Properties of Materials
课程类别	专必	课程编码	MSE352	开课单位	材料科学与工程学院
学分	2	学时	72	授课年级	2019
面向专业/大类	材料物理Materials Physics
课程负责人	张曰理
先修课程	固体物理
是否为一年级大类基础课程，且期末考核形式为“考试”				否
课程目的与教学基本要求（应与课程思政相结合，体现思政要求）	《材料制备及物理性能实验》课程目的是训练学生的熟悉和掌握主要的材料制备方法及材料物理性能测量，掌握基本的操作技能，学会使用材料制备及物理性能的仪器设备，掌握实验数据记录和处理的基本方法。通过本课程的实验训练，使学生掌握材料物理研究基本实验技能，培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生综合科研素质，增强学生的创新意识，加强对《材料物理》理论课的深入理解和实践，为学生今后科研训练、实验探索研究和毕业论文，为参加实际工作和开展科学研究打下良好的基础。本课程要求学生在一个学期内完成若干个材料制备及物理性能实验项目，内容涵盖材料物理、化学的制备，材料微观结构以及力、热、电、光、磁等性能表征方面。要求学生牢固掌握主要的材料制备、物理性能的基本方法和操作过程，基本掌握实验数据处理方法，掌握计算机辅助处理实验数据、作图方法及实验报告撰写的方法，了解材料制备及物理性能实验的基本过程和方法。在实际课程教学环节中，以唯物主义科学发展观，实事求是，理论联系实际，实践是检验真理的唯一标准；将社会主义核心价值观融入教育教学的过程。

二、课程基本内容（要求有一定的字数，不能过于简单）

（一）教学进度表

章节次序及名称(细化至节，必填)	主要教学内容(必填)	所需学时(必填)	课程思政元素(必填)	重点、难点(选填)	周次(选填)	备注(选填)
绪论	介绍课程要求及各个实验内容	4	以唯物主义科学发展观，实事求是，理论联系实际，实践是检验真理的唯		第11 周
实验1-3 电弧熔炼法制备非晶合金及其表征/铁电陶瓷制备及其性能表征	1. 了解和掌握非晶合金的定义、特点和应用； 2. 了解非晶合金形成原理； 3. 掌握电弧熔炼吸铸法制备块状非晶合金的基本操作步骤、非晶合金的基本表征手段、基本的力学测试方法。	10	将我国金属及非晶合金材料的科研生产和应用发展历史、取得的成就以及行业在国家经济社会中的贡献和地位等素材引入课堂。		第12 周
实验1-3 CVD法生长二维单层MoS2及其性能表征/铁电陶瓷制备及其性能表征	1. 了解和掌握二硫化钼物理化学性能的层数依赖性； 2. 掌握化学气相法（CVD）生长二维单层 MoS 2 单晶制备方法； 3. 了解和掌握钛酸钡铁电陶瓷的制备方法； 4. 掌握钛酸钡铁电陶瓷铁电性能及电滞回线原理。	10	将我国陶瓷和低维材料的科研及应用发展历史、取得的成就及在国家经济社会中的贡献和地位等素材引入课堂。		第13 周
实验4-6 溶液法制备银纳米线及其导电性能表征/荧光陶瓷纳米颗粒制备及性能表征	1. 了解和掌握零维荧光陶瓷纳米材料的制备方法； 2. 掌握紫外-可见吸收光谱测试方法； 3. 掌握荧光性能表征方法。	10	将我国在低维材料的科研及应用发展过程、取得的成绩和贡献等素材引入课堂，并以我校及材工学院课题组贡献做为案例引入。		第14 周
实验4-6 荧光纳米颗粒制备及性能表征/碳量子点水热制备及其光学性能	1. 了解和掌握零维碳纳米材料的制备方法； 2. 掌握紫外-可见吸收光谱测试方法； 3. 掌握荧光性能表征方法； 4. 了解和掌握一维纳米材料的制备方法； 5. 掌握导电材料电阻率的测量方法。	10	将我国在低维材料的科研及应用发展过程、取得的成绩和贡献等素材引入课堂。		第15 周
实验7-9 电子束蒸发/磁控溅射法制备氧化物薄膜制备及性能	1. 了解高真空的获得和测量方法； 2. 掌握电子束蒸发法制膜的基本原理； 3. 熟悉电子束蒸发镀膜仪的操作过程及使用方法； 4. 熟悉电子束蒸发薄膜制备的工艺过程； 5. 了解薄膜性能表征的一些常用方法； 6. 培养和提升学生科研素养与能力。	10	将我国薄膜材料的科研及应用发展历史、取得的成就及在国家经济社会中的贡献和地位等素材引入课堂，并以我校莫党教授在薄膜检测方面的贡献做为案例引入。		第16 周
实验7-9 电子束蒸发/磁控溅射法制备金属薄膜及性能	1. 了解高真空的获得和测量方法； 2. 掌握磁控溅射法制膜的基本原理与方法； 3. 熟悉磁控溅射镀膜仪的操作过程及使用方法； 4. 熟悉磁控溅射薄膜制备的工艺过程； 5. 了解薄膜性能表征的一些常用方法； 6. 培养和提升学生科研素养与能力。	10	将我国薄膜材料的科研及应用发展历史、取得的成就及在国家经济社会中的贡献和地位等素材引入课堂。		第17 周
补做实验	补做实验	8	无

合计:72

（二）教学环节安排

（对各种教学环节的安排如：实验、实习、习题课、作业等以及本课程与其他相关课程的联系、分工等作必要说明，教学环节的安排体现高阶性、创新性、挑战度）

1. 实验课前要讲清楚实验室安全、课程安排、学生分组、实验数据处理及作图、实验报告撰写、考核办法等。

2. 实验前，必须认真预习实验讲义，写出预习报告。

3. 进实验，遵守实验室规则，服从教师指导，认真阅读仪器的操作步骤说明，按规定和步骤正确进行实验操作，认真观察和分析实验现象，如实记录实验数据，不得抄袭他人的实验结果。

4. 实验过程中，要特别注意安全和防护，严格遵守操作规程，爱护仪器设备，在实验过程中如仪器设备发生故障，应立即报告指导教师及时处理。凡违反操作规程或不听从指导而造成仪器设备损坏等事故者，必须写出书面检查，并上报学院、按学校按相关规定处理。

5. 实验完毕后，需将仪器设备按原样整理完毕，清洁实验台，整理实验室，在任课教师签字允许后方可离去。

6. 学生完成实验之后，要求每人独立完成实验报告，并按时提交实验报告，不得抄袭。一经发现，将按考试作弊处理，成绩记零分，并上报学院。

（三）教学方法

（包括课堂讲授、提问研讨，课后习题和答疑等情况，要增加团队学习、小组大作业、实验课和理论课的结合、使用信息技术方法、由教师和知识为中心转化为以学生和学习为中心）

1. 本课程实行小班教学制。将全院2018级本科生42分为6组，每大组组学生7人。每个大组又分若干小组，每次实验课开设6个实验，每位老师每次负责2个大组实验，发挥团队协作精神。

2. 教师在每次实验前需检查学生的预习报告，并向学生介绍实验所配置仪器的使用方法、实验主要过程要点及安全注意事项等。学生实验过程中出现问题时，教师应引导学生去分析问题、解决问题，而不是代替学生完成实验。

3. 学生在实验过程中需按要求进行操作，实验联系理论，仔细观察，发挥学生自主能动性，如实客观地记录。实验完毕，需将实验记录交给任课教师签名确认后，方可整理实验仪器，离开实验室。

（四）课程教材（主讲教材尽量使用“马工程”和国家规划教材，在同类教材中，优先选用国家级规划教材，凡教材选用范围中有“马工程”重点教材的，必须选用工程重点教材。）

材料制备及物理性能实验讲义

（五）主要参考书目

（推荐若干参考书，并注明书名、作者、出版社、版本、出版日期等，每个章节指定一定数量、明确的阅读资料）

1. 潘春旭主编，《材料物理与化学实验》，长沙，中南大学出版社，2008

2. 田莳，材料物理性能，北京航天航空大学出版社， 2004

3. 王世中等，现代材料研究方法，北京航空航天大学出版社，1994

4. 常铁军等，材料近代分析测试方法，哈尔滨工业大学出版社，2000

（六）成绩评定方式

（原则上平时成绩（包括期中考试、课堂讨论、测验、作业、论文、出勤情况等）占总成绩的40%，期末成绩占总成绩的60%）

课程成绩按百分制计算，综合考察历次实验成绩取其平均值为最终成绩。每次实验根据学生的预习报告、实验操作、实验室卫生纪律、实验报告等方面表现综合评定学生的成绩。所占比例：预习报告15%、实验操作30%、实验室卫生纪律5%、实验报告50%。学生如是无辜缺课，此次实验将以0分记；如迟到半个小时以上，本次实验最多计60分；如迟到半个小时以内，老师根据具体情况扣5~40分。