《纳米科学与技术》教学大纲课程编号：B04011100课程名称：纳米科学与技术英文名称：NanoscienceandNanotechnology课程性质：专业限选课学时/学分：48/3.00考核方式：考试先修课程：材料科学基础A，材料力学性能后继课程：材料测试与研究方法A适用专业及层次：材料科学与工程及相关专业本科生大纲执笔人：赵梅大纲审核人：孙瑞雪一、教学性质与目标纳米科学与技术是金属材料工程专业一门重要的专业限选课。要求学生掌握纳米材料和纳米结构的基本概念：掌握纳米材料的制备方法和相关技术：能够运用现代分析方法对纳米材料进行表征和分析：掌握纳米材料的特殊性能，包括：力学、磁学、电学和光学等性能：综合运用纳米材料的制备、表征与性能分析，实现实际应用的综合把握。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标：课程目标1：掌握纳米科学与技术的基本知识与原理，能够根据具体应用特点合理的确定纳米材料的设计目标和约束条件，从而正确选择纳米材料体系及相应制备工艺。能够理解纳米材料的应用理念及应用方法，在提高英语听说读写的基本能力的基础上，结合纳米材料科研发展的英文文献，提出符合国内外发展动态的的整体设计方案并进行优化。课程目标2：能够根据纳米材料设计及应用中的实际问题，掌握自主学习的方法通过网络、文献检索自主地学习金属材料相关领域中的新知识和新技能。二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展）毕业要求指标点课程目标1
1 《纳米科学与技术》教学大纲 课程编号：B04011100 课程名称：纳米科学与技术 英文名称：Nanoscience and Nanotechnology 课程性质：专业限选课 学时/学分：48 /3.00 考核方式：考试 先修课程：材料科学基础 A，材料力学性能 后继课程：材料测试与研究方法 A 适用专业及层次：材料科学与工程及相关专业本科生 大纲执笔人： 赵梅 大纲审核人： 孙瑞雪 一、教学性质与目标 纳米科学与技术是金属材料工程专业一门重要的专业限选课。要求学生掌握 纳米材料和纳米结构的基本概念；掌握纳米材料的制备方法和相关技术；能够运 用现代分析方法对纳米材料进行表征和分析；掌握纳米材料的特殊性能，包括： 力学、磁学、电学和光学等性能；综合运用纳米材料的制备、表征与性能分析， 实现实际应用的综合把握。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标： 课程目标 1：掌握纳米科学与技术的基本知识与原理，能够根据具体应用特点合 理的确定纳米材料的设计目标和约束条件，从而正确选择纳米材料体系及相应制 备工艺。能够理解纳米材料的应用理念及应用方法，在提高英语听说读写的基本 能力的基础上，结合纳米材料科研发展的英文文献，提出符合国内外发展动态的 的整体设计方案并进行优化。 课程目标 2：能够根据纳米材料设计及应用中的实际问题，掌握自主学习的方法， 通过网络、文献检索自主地学习金属材料相关领域中的新知识和新技能。 二、课程目标与毕业要求的对应关系（表格可以扩展） 毕业要求 指标点 课程目标
10.沟通：能够就金属材料复10-2.具有英语听说读写的基本能教学目标1杂工程问题与业界同行及社力，能在跨文化背景下进行沟通和交会公众进行有效沟通和交流，流，并了解本专业相关的科学技术及包括撰写报告和设计文稿、陈国内外发展动态。述发言、清晰表达或回应指令；具备一定的外语交流能力和国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。12.终身学习：具有自主学习12-2.具备终身学习的知识基础，掌教学目标2和终身学习的意识，关注金属握自主学习的方法，能够自主地学习材料工程相关领域的技术发金属材料领域中的新知识和新技能。展，有不断学习和适应发展的能力。三、教学基本内容第一章：绪论（支撑课程目标1、2）1.1纳米材料与纳米结构的概念1.2纳米技术的研究方法1.3纳米材料的应用要求学生：掌握纳米材料的基本概念，了解纳米材料的特性及应用。教学重点：基本概念，纳米材料与传统材料的差别，纳米科技的前沿动态。教学难点：纳米材料的研究方法第二章：纳米材料的制备方法（支撑课程目标1）2.1构筑法2.2气相反应法2.3液相反应法要求学生：掌握典型制备技术气相沉积法、水热法、固相合成法教学重点：纳米粉末的制备，金属纳米晶的制备，纳米薄膜的制备教学难点：溶胶凝胶法，水热法，化学沉淀法第三章：纳米材料的优异性能（支撑课程目标1）3.1纳米材料的力学性能3.2纳米材料的光学性能3.3纳米材料的电学性能3.4纳米材料的磁学性能2
2 10. 沟通：能够就金属材料复 杂工程问题与业界同行及社 会公众进行有效沟通和交流， 包括撰写报告和设计文稿、陈 述发言、清晰表达或回应指 令；具备一定的外语交流能力 和国际视野，能够在跨文化背 景下进行沟通和交流。 10-2. 具有英语听说读写的基本能 力，能在跨文化背景下进行沟通和交 流，并了解本专业相关的科学技术及 国内外发展动态。 教学目标 1 12. 终身学习：具有自主学习 和终身学习的意识，关注金属 材料工程相关领域的技术发 展，有不断学习和适应发展的 能力。 12-2. 具备终身学习的知识基础，掌 握自主学习的方法，能够自主地学习 金属材料领域中的新知识和新技能。 教学目标 2 三、教学基本内容 第一章：绪论（支撑课程目标 1、2） 1.1 纳米材料与纳米结构的概念 1.2 纳米技术的研究方法 1.3 纳米材料的应用 要求学生：掌握纳米材料的基本概念，了解纳米材料的特性及应用。 教学重点：基本概念，纳米材料与传统材料的差别，纳米科技的前沿动态。 教学难点：纳米材料的研究方法 第二章：纳米材料的制备方法（支撑课程目标 1） 2.1 构筑法 2.2 气相反应法 2.3 液相反应法 要求学生：掌握典型制备技术气相沉积法、水热法、固相合成法 教学重点：纳米粉末的制备，金属纳米晶的制备，纳米薄膜的制备 教学难点：溶胶凝胶法，水热法，化学沉淀法 第三章：纳米材料的优异性能（支撑课程目标 1） 3.1 纳米材料的力学性能 3.2 纳米材料的光学性能 3.3 纳米材料的电学性能 3.4 纳米材料的磁学性能
3.5纳米材料的光催化性能要求学生：掌握金属纳米材料的力学性能、磁致电阻效应、光学纳米材料的红移和蓝移、纳米材料光催化性能的优化教学重点：纳米材料的力学性能、光学性能、电学性能、磁学性能教学难点：纳米介电材料，光催化性能第四章：纳米材料的分析方法（支撑课程目标1、2）4.1透射电子显微镜4.2扫描电子显微镜4.3扫描隧道显微镜和原子力显微镜4.4X-射线粉末衍射4.5比表面积测定纳米粒子尺寸4.6其它分析方法要求学生：掌握纳米材料晶体结构的分析方法、复合纳米材料的物相表征和形貌观察、纳米材料比表面积的测试方法教学重点：纳米材料的物相鉴定、成分分析、形貌观察和晶体结构分析教学难点：纳米材料的晶体结构分析第五章：纳米材料的应用（支撑课程目标1、2）5.1功能纳米复合材料5.2聚合物基纳米复合材料5.3陶瓷基纳米复合材料5.4金属基纳米复合材料要求学生：掌握金属基纳米复合材料、复合纳米材料的分类和应用教学重点：复合纳米材料，聚合物基金属基复合纳米材料的制备和应用教学难点：纳米复合材料的制备和应用四、教学安排（学时数48）1、教学环节安排课程目标（毕业要求具体知识与能力要求采用的教学环节指标点）熟读英文文献，基于纳课程目标1（指标点10-米材料的国内外发展动课堂授课、讨论课、2)态确定纳米科学与技术作业应用与性能问题的整体3
3 3.5 纳米材料的光催化性能 要求学生：掌握金属纳米材料的力学性能、磁致电阻效应、光学纳米材料的 红移和蓝移、纳米材料光催化性能的优化 教学重点：纳米材料的力学性能、光学性能、电学性能、磁学性能 教学难点：纳米介电材料，光催化性能 第四章：纳米材料的分析方法（支撑课程目标 1、2） 4.1 透射电子显微镜 4.2 扫描电子显微镜 4.3 扫描隧道显微镜和原子力显微镜 4.4 X-射线粉末衍射 4.5 比表面积测定纳米粒子尺寸 4.6 其它分析方法 要求学生：掌握纳米材料晶体结构的分析方法、复合纳米材料的物相表征和 形貌观察、纳米材料比表面积的测试方法 教学重点：纳米材料的物相鉴定、成分分析、形貌观察和晶体结构分析 教学难点：纳米材料的晶体结构分析 第五章：纳米材料的应用（支撑课程目标 1、2） 5.1 功能纳米复合材料 5.2 聚合物基纳米复合材料 5.3 陶瓷基纳米复合材料 5.4 金属基纳米复合材料 要求学生：掌握金属基纳米复合材料、复合纳米材料的分类和应用 教学重点：复合纳米材料，聚合物基金属基复合纳米材料的制备和应用 教学难点：纳米复合材料的制备和应用 四、教学安排（学时数48） 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求 指标点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点10- 2） 熟读英文文献，基于纳 米材料的国内外发展动 态确定纳米科学与技术 应用与性能问题的整体 课堂授课、讨论课、 作业
设计方案及优化终身学习能力自学、文献检索（课课程目标2（指标点12-2)程论文)、讨论课2、学时安排学时分配教学内容自学课堂授课讨论课4纳米材料绪论210纳米材料制备82纳米材料的优异性能822纳米材料的分析方法28纳米材料的应用4386总计五、课程考核方案1、各部分考核权重考核权重考核方式或途径10%平时表现作业20%期末考试70%总计100%2、评分标准（1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等情况，按百分制评分，总评后折算成10分。4
4 设计方案及优化 课程目标2（指标点12- 2） 终身学习能力 自学、文献检索（课 程论文）、讨论课 2、学时安排 教学内容 学时分配 课堂授课 讨论课 自学 纳米材料绪论 4 纳米材料制备 10 2 纳米材料的优异性能 8 2 纳米材料的分析方法 8 2 2 纳米材料的应用 8 2 总计 38 6 4 五、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 10% 作业 20% 期末考试 70% 总计 100% 2、评分标准 （1）平时表现：出勤率、上课态度、上课回答问题、上课参与讨论等 情况，按百分制评分，总评后折算成10分
得分完成情况上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，熟练运用知识，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想90-100分法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题上课出勤率较高，上课态度较认真，能正确回答问题，能参与讨论、阐明自己的观点和想法，能去其他同学合作、交流，共同解75-89分决问题。上课出勤率一般，上课态度一般，回答问题正确率一般，参与讨60-74分论一般、不能清晰地阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态度一般。旷课率高，上课态度较差，不能正确回答问题，不积极参与讨0-59分论，不能与其他同学合作、交流，共同解决问题。（2）作业：每次作业必须在规定时间前交，迟交作业或作业不满足下列要求，均以零分计，每次作业按百分制评分，总评折算成20分。得分完成情况按时交作业：能够结合作业中的相关问题，通过文献查阅等自主90-100分学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规范。按时交作业；能够结合作业中的相关问题，基本通过文献查阅等75-89分自主学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规范。按时交作业；能够结合作业中的相关问题，初步通过文献查阅等60-74分自主学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规范。0-59分不能按时交作业；有抄袭现象，或者概念不清楚、论述不清楚。（3）期末考试：按照期末考试的标准答案、评分标准百分制评分（见试卷盒），总评后折算成70分。5
5 完成情况 得分 上课出勤率高，无旷课现象，上课态度非常认真，熟练运用知 识，正确回答问题，积极参与讨论，能正确阐明自己的观点和想 法，能积极与其他同学合作、交流，共同解决问题。 90-100分 上课出勤率较高，上课态度较认真，能正确回答问题，能参与讨 论、阐明自己的观点和想法，能去其他同学合作、交流，共同解 决问题。 75-89分 上课出勤率一般，上课态度一般，回答问题正确率一般，参与讨 论一般、不能清晰地阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、 交流，共同解决问题的能力态度一般。 60-74分 旷课率高，上课态度较差，不能正确回答问题，不积极参与讨 论，不能与其他同学合作、交流，共同解决问题。 0-59分 （2）作业：每次作业必须在规定时间前交，迟交作业或作业不满足下 列要求，均以零分计，每次作业按百分制评分，总评折算成20分。 完成情况 得分 按时交作业；能够结合作业中的相关问题，通过文献查阅等自主 学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规范。 90-100分 按时交作业；能够结合作业中的相关问题，基本通过文献查阅等 自主学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规 范。 75-89分 按时交作业；能够结合作业中的相关问题，初步通过文献查阅等 自主学习手段，完成作业，论述逻辑清楚、层次分明，语言规 范。 60-74分 不能按时交作业；有抄袭现象，或者概念不清楚、论述不清楚。 0-59分 （3）期末考试：按照期末考试的标准答案、评分标准百分制评分（见 试卷盒），总评后折算成70分