《高分子材料研究方法B》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文（英文）名称：材料研究方法B（InvestigationMethodsofMaterials）课程代码：112172201M课程总学时（理论学时/实验学时）：32/16学分：2.5课程性质：专业核心课、必选先修课程：有机化学、材料科学基础、高分子化学、高分子物理后续课程：复合材料、聚合物与改性面向专业：材料科学与工程开课学院：化学与材料工程学院开课学期：第6学期二、课程简介与课程思政1.课程简介高分子材料部析技术是高分子研究人员应有的专业技术基础，是解决材料组成、结构和性能之间关系的一把钥匙。它应用近代仪器分析的基本原理，可以定性和定量地研究聚合物的形态、结构与成分，结构单元的化学组成与结构，以及探讨聚合反应机理与动力学的一门科学。2.课程思政将高分子材料研究方法与辩证、科学与创新思维融为一体，给予学生正确的价值取向引导，以此提升其思想道德素质、情商，强化法治精神、知法守法意识。课程中将列举多个高分子研究方法相关的热点问题，以此激发学生对高分子材料研究方法课程的兴趣，践行社会主义核心价值观，提高敬业、爱国情怀和民族自豪感。三、课程教学目标及其对毕业要求的支撑1、课程教学目标、达成途径与主要判据表1本课程教学目标、达成途径与主要判据考核方法课程教学目标达成途径作业期末考试教学目标1-基于数学、自然科学、工程由自主预习、理论课基础和高分子化学与高分子物理等专业讲授与研讨和作业等VV理论，掌握通过文献调研以及高分子研究1环节共同支撑。工具调研和分析高分子材料合成和加工
《高分子材料研究方法 B》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程中文（英文）名称： 材料研究方法 B（Investigation Methods of Materials） 课程代码：112172201M 课程总学时（理论学时/实验学时）：32/16 学分：2.5 课程性质：专业核心课、必选 先修课程：有机化学、材料科学基础、高分子化学、高分子物理 后续课程：复合材料、聚合物与改性 面向专业：材料科学与工程 开课学院：化学与材料工程学院 开课学期：第 6 学期 二、课程简介与课程思政 1.课程简介 高分子材料剖析技术是高分子研究人员应有的专业技术基础，是解决材料组成、结构和 性能之间关系的一把钥匙。它应用近代仪器分析的基本原理，可以定性和定量地研究聚合物 的形态、结构与成分，结构单元的化学组成与结构，以及探讨聚合反应机理与动力学的一门 科学。 2.课程思政 将高分子材料研究方法与辩证、科学与创新思维融为一体，给予学生正确的价值取向引 导，以此提升其思想道德素质、情商，强化法治精神、知法守法意识。课程中将列举多个高 分子研究方法相关的热点问题，以此激发学生对高分子材料研究方法课程的兴趣，践行社会 主义核心价值观，提高敬业、爱国情怀和民族自豪感。 三、课程教学目标及其对毕业要求的支撑 1、课程教学目标、达成途径与主要判据 表 1 本课程教学目标、达成途径与主要判据 课程教学目标 达成途径 考核方法 作业 期末考试 教学目标 1-基于数学、自然科学、工程 基础和高分子化学与高分子物理等专业 理论，掌握通过文献调研以及高分子研究 工具调研和分析高分子材料合成和加工 由自主预习、理论课 讲授与研讨和作业等 环节共同支撑。 √ √
以及工程应用中的复杂工程问题，掌握现代测试分析方法的基本原理、仪器的基本结构及应用领域。培养学生能进行客观分析、讨论和解决问题的能力。教学目标2-在学生掌握扎实的自然科学、由自主预习、理论课工程技术知识的基础上，将高分子材料研讲授，实验课实践与究方法的基本知识与基本理论用于解决研讨和作业等环节共同支撑。在专业领域遇到的复杂工程问题。学生要能够根据材料特征，选择合理的研究路线，设计可行的实验方案，实现对已知或未知聚合物的结构鉴定和性能表征，并能对结果进行正确解析，获得有效结论。教学目标3-借助文献研究、专业模拟软由自主预习、理论课件解决科学研究和实际生产中涉及的聚讲授，实验课实践与NV合物材料的结构、成分和表面分析等问研讨和作业等环节共题，正确、客观地处理测试数据，并分析同支撑。其局限性。2、课程支撑的毕业要求和涉及的指标点表2说明了本课程所支撑的3项毕业要求，所涉及的5个指标点与贡献度，以及它们与本课程教学目标之间的对应关系。表2本课程支撑的毕业要求和涉及的指标点涉及的指标点及贡献度对应的教学目标支撑的毕业要求指标点权重教学目标权重2-2能够认识文献与信息资源的多样性，并1.问题分析：能够应用数学、自然科学和工通过文献与信息资源的有效收集、研读与程科学的基本原理，识别、表达、并通过0.2教学目标11.0筛选，获得有价值或可用的知识、技术或文献研究分析材料复杂工程问题，以获得方法，辅助进行材料科学与工程领域复杂有效结论。工程或技术问题的研究、分析与解决。2.问题研究：能够基于科学原理并采用科学4-1能够基于自然科学、工程技术的基本原方法对材料复杂工程问题进行研究，包括理及实验分析方法，具备对材料科学与工0.2教学目标20.3设计实验、分析与解释数据、并通过信息程专业领域相关工程问题进行实验设计、综合得到合理有效的结论。数据分析和结果总结的能力
以及工程应用中的复杂工程问题，掌握现 代测试分析方法的基本原理、仪器的基本 结构及应用领域。培养学生能进行客观分 析、讨论和解决问题的能力。 教学目标 2-在学生掌握扎实的自然科学、 工程技术知识的基础上，将高分子材料研 究方法的基本知识与基本理论用于解决 在专业领域遇到的复杂工程问题。学生要 能够根据材料特征，选择合理的研究路 线，设计可行的实验方案，实现对已知或 未知聚合物的结构鉴定和性能表征，并能 对结果进行正确解析，获得有效结论。 由自主预习、理论课 讲授，实验课实践与 研讨和作业等环节共 同支撑。 √ √ 教学目标 3-借助文献研究、专业模拟软 件解决科学研究和实际生产中涉及的聚 合物材料的结构、成分和表面分析等问 题，正确、客观地处理测试数据，并分析 其局限性。 由自主预习、理论课 讲授，实验课实践与 研讨和作业等环节共 同支撑。 √ √ 2、课程支撑的毕业要求和涉及的指标点 表 2 说明了本课程所支撑的 3 项毕业要求，所涉及的 5 个指标点与贡献度，以及它们与 本课程教学目标之间的对应关系。 表 2 本课程支撑的毕业要求和涉及的指标点 支撑的毕业要求 涉及的指标点及贡献度 对应的教学目标 指标点 权重 教学目标 权重 1.问题分析：能够应用数学、自然科学和工 程科学的基本原理，识别、表达、并通过 文献研究分析材料复杂工程问题，以获得 有效结论。 2-2 能够认识文献与信息资源的多样性，并 通过文献与信息资源的有效收集、研读与 筛选，获得有价值或可用的知识、技术或 方法，辅助进行材料科学与工程领域复杂 工程或技术问题的研究、分析与解决。 0.2 教学目标 1 1.0 2.问题研究：能够基于科学原理并采用科学 方法对材料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。 4-1 能够基于自然科学、工程技术的基本原 理及实验分析方法，具备对材料科学与工 程专业领域相关工程问题进行实验设计、 数据分析和结果总结的能力。 0.2 教学目标 2 0.3
4-2能够基于材料科学与工程专业基础的基本原理和科学方法开展专业基础实验，0.2教学目标20.3准确分析并解释实验数据，并将实验结果进行关联以获得有效结论的能力。4-3能够设计与材料科学工程专业相关的分析、测试、检验等实验，对材料科学与0.2教学目标20.4工程专业领域相关的复杂工程问题进行研究，并通过信息综合得到合理有效的结论。3.使用现代工具：能够针对材料复杂工程问5-1能够开发、选择与使用现代信息技术工题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、具、现代专业仪器、工程工具、模拟软件现代工程工具和信息技术工具，包括对材0.4教学目标31.0等分析材料科学与工程专业领域复杂的工料工程问题的预测与模拟，并能够理解其程问题，并能够解释其局限性。局限性。四、课程内容和教学安排表3理论教学内容与基本要求模块及课程课外课内教学教学内容细化的教学目标与要求目标学时方式学习1.理解高分子材料剖析的任务与研究对象；研读绪论（反映1．高分子材料部析的定义、方2.了解哪些行业都用到了高分子材料课程课程目标1，2讲授法的概述。部析教学5)2.课程思政。3.了解内外力因素和中华民族伟大大纲复兴“中国梦”的实现的关联性。1.了解紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、激光拉曼光谱的基本原理及仪器构造：掌握紫外光谱、红外光谱、荧光1.光谱分析光谱、激光拉曼光谱的使用方法：学会波谱分析2.核磁共振与电子顺磁共振波利用紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、12讲授（反映课程激光拉曼光谱进行谱图解析，并能够对谱法目标2，3,4)对实际问题进行正确的解决。2.了解核磁共振与电子顺磁共振波谱法的基本原理及仪器构造：掌握核磁共振与电子顺磁共振波谱法的使用方法：
4-2 能够基于材料科学与工程专业基础的 基本原理和科学方法开展专业基础实验， 准确分析并解释实验数据，并将实验结果 进行关联以获得有效结论的能力。 0.2 教学目标 2 0.3 4-3 能够设计与材料科学工程专业相关的 分析、测试、检验等实验，对材料科学与 工程专业领域相关的复杂工程问题进行研 究，并通过信息综合得到合理有效的结论。 0.2 教学目标 2 0.4 3.使用现代工具：能够针对材料复杂工程问 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，包括对材 料工程问题的预测与模拟，并能够理解其 局限性。 5-1 能够开发、选择与使用现代信息技术工 具、现代专业仪器、工程工具、模拟软件 等分析材料科学与工程专业领域复杂的工 程问题，并能够解释其局限性。 0.4 教学目标 3 1.0 四、课程内容和教学安排 表 3 理论教学内容与基本要求 模块及课程 目标 教学内容 细化的教学目标与要求 课内 学时 教学 方式 课外 学习 绪论（反映 课程目标 1， 5） 1. 高分子材料剖析的定义、方 法的概述。 2.课程思政。 1.理解高分子材料剖析的任务与研究对 象； 2. 了解哪些行业都用到了高分子材料 剖析 3.了解内 外力因素和 中华民族伟 大 复 兴“中国梦”的实现的关联性。 2 讲授 研读 课程 教学 大纲 波谱分析 （反映课程 目标 2，3, 4） 1. 光谱分析 2. 核磁共振与电子顺磁共振波 谱法 1.了解紫外光谱、红外光谱、荧光 光谱、激光拉曼光谱的基本原理及仪器 构造； 掌握紫外光谱、红外光谱、荧光 光谱、激光拉曼光谱的使用方法； 学会 利用紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、 激光拉曼光谱进行谱图解析，并能够对 对实际问题进行正确的解决。 2. 了解核磁共振与电子顺磁共振波谱 法的基本原理及仪器构造； 掌握核磁共 振与电子顺磁共振波谱法的使用方法； 12 讲授
学会核磁共振与电子顺磁共振波谱法进行谱图解析，并能够对对实际问题进行正确的解决。1.掌握色谱分离原理及各类色谱法在色谱分析高分子研究中的应用。（反映课程2.掌握凝胶色谱测试原理及方法；3.气相色谱法与反气相色谱法3.学会应用凝胶色谱的测试手段对聚合6讲授目标2，3,8.分子量分布的测定物进行研究。4))1.掌握热解分析在高分子材料研究中的应用：1.高聚物的热解分析2.掌握差热分析的原理及使用方热分析（反2.热分析法：掌握示差扫描量热分析的原理及方3.聚合物的热一力分析讲授映课程目标4.法：掌握热重分析的原理及使用方法。2,3,4))3.掌握聚合物热一力分析的测试方法原理及方法；会应用热一力分析的测试手段对聚合物进行研究。1.了解透射电镜的结构及其成像机制：学会透射电镜用聚合物试样的制1.高分子材料的透射电子显微备技术。电子和射线术,了解聚合物的扫描电子显微镜的结分析（反映讲授2．聚合物的扫描电子显微术；8构及工作原理：熟悉扫描电子显微镜在课程目标2，3.X射线衍射及其在聚合物结高分子研究中的应用。3,4))构研究中的应用解X射线衍射原理：熟悉X射线衍射在高分子研究中的应用。四、实践环节16学时。序号实验名称时数每组人数实验类别实验类型实验要求实验编号示差扫描量热分A专业验证性必修1112172201M01析傅里叶红外光谱1X专业验证性必修2112172201M02分析专业验证性必修13扫描电镜分析4112172201M034专业必修14112172201M04XRD衍射分析验证性
学会核磁共振与电子顺磁共振波谱法进 行谱图解析，并能够对对实际问题进行 正确的解决。 色 谱 分 析 （反映课程 目标 2，3, 4）） 3. 气相色谱法与反气相色谱法 8. 分子量分布的测定 1. 掌握色谱分离原理及各类色谱法在 高分子研究中的应用。 2.掌握凝胶色谱测试原理及方法； 3.学会应用凝胶色谱的测试手段对聚合 物进行研究。 6 讲授 热分析（反 映课程目标 2，3, 4）） 1.高聚物的热解分析 2. 热分析 3.聚合物的热－力分析 1. 掌握热解分析在高分子材料研 究中的应用； 2. 掌握差热分析的原理及使用方 法； 掌握示差扫描量热分析的原理及方 法； 掌握热重分析的原理及使用方法。 3. 掌握聚合物热－力分析的测试方法 原理及方法；会应用热－力分析的测试 手段对聚合物进行研究。 4 讲授 电子和射线 分析（反映 课程目标 2， 3, 4）） 1. 高分子材料的透射电子显微 术, 2. 聚合物的扫描电子显微术； 3. X 射线衍射及其在聚合物结 构研究中的应用 1. 了解透射电镜的结构及其成像 机制；学会透射电镜用聚合物试样的制 备技术。 了解聚合物的扫描电子显微镜的结 构及工作原理；熟悉扫描电子显微镜在 高分子研究中的应用。 解 X 射线衍射原理；熟悉 X 射线衍射在 高分子研究中的应用。 8 讲授 四、实践环节 16 学时。 序号 实验编号 实验名称 时数 实验类别 实验类型 实验要求 每组人数 1 112172201M01 示差扫描量热分 析 4 专业 验证性 必修 1 2 112172201M02 傅里叶红外光谱 分析 4 专业 验证性 必修 1 3 112172201M03 扫描电镜分析 4 专业 验证性 必修 1 4 112172201M04 XRD 衍射分析 4 专业 验证性 必修 1
实验一示差扫描量热分析（4学时）1.实验目的和要求[1]了解和掌握聚合物示差扫描量热分析的基本原理，主要设备和操作过程；[2]了解示差扫描量热分析对高分子材料的组成和配制的用处，对主要工艺参数及其产品质量影响；[3]熟悉示差扫描量热分析的工作原理，学会测定聚合物的各种特征温度。2.主要实验仪器与材料[1]仪器：示差扫描量热仪（TADSCQ1000）[2]材料：聚酯、环氧树脂等3.实验内容[1]制样;[2] 测试;[3] 数据分析。实验二傅里叶红外光谱分析（4学时）1.实验目的和要求[1]掌握傅里叶红外光谱分析仪的原理；[2]学习并掌握红外光谱仪的使用方法；[3]初步学会对红外光谱的解析，定性分析聚合物。2.主要实验仪器和材料[1]仪器：傅里叶红外光谱仪[2]材料：聚合物薄膜3.实验内容[1]制样;[2] 测试;[3] 数据分析。实验三扫描电镜分析（4学时）1.实验目的和要求[1]了解扫描电镜的基本结构和原理[2]掌握扫描电镜的操作方法
实验一 示差扫描量热分析（4 学时） 1. 实验目的和要求 [1] 了解和掌握聚合物示差扫描量热分析的基本原理，主要设备和操作过程； [2] 了解示差扫描量热分析对高分子材料的组成和配制的用处，对主要工艺 参数及其产品质量影响； [3] 熟悉示差扫描量热分析的工作原理，学会测定聚合物的各种特征温度。 2. 主要实验仪器与材料 [1] 仪器：示差扫描量热仪（TA DSC Q1000） [2] 材料：聚酯、环氧树脂等 3. 实验内容 [1] 制样； [2] 测试； [3] 数据分析。 实验二 傅里叶红外光谱分析（4 学时） 1. 实验目的和要求 [1] 掌握傅里叶红外光谱分析仪的原理； [2] 学习并掌握红外光谱仪的使用方法； [3] 初步学会对红外光谱的解析，定性分析聚合物。 2. 主要实验仪器和材料 [1] 仪器：傅里叶红外光谱仪 [2] 材料：聚合物薄膜 3. 实验内容 [1] 制样； [2] 测试； [3] 数据分析。 实验三 扫描电镜分析（4 学时 ） 1. 实验目的和要求 [1] 了解扫描电镜的基本结构和原理 [2] 掌握扫描电镜的操作方法