《材料化学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Material Chemistry 课程代码 PHYS2060 课程性质 专业选修课程 授课对象 物理学 学分 \2 学时 36学时 主讲教师 陈高健 修订日期 2021年9月 指定教材 曾兆华，杨建文.材料化学.北京：化学工业出版社，2013 二、课程目标 (一)总体目标： 让学生通过本课程的学习熟悉材料化学的基本知识，了解课程所涉及的各种合成方法 结构、性能在材料研究和开发中的具体应用。能够从材料的的结构、性能、制备等基本要素 出发，认识和理解材料科学与工程中的相关化学问题。了解材料化学的发展历史、目前的发 展现状以及将来的发展趋势。培养学生资料查阅检索能力，培养学生科学思维能力，分析问 题和解决问题能力以及自我学习的能力。 （二)课程目标： 课程目标1：掌握材料化学范围内的基础理论和基本知识，认识和掌握材料合成、结构、 性能和应用之间的内在联系及其变化规律。了解材料化学的发展历史、目前的发展现状以及 将来的发展趋势。 课程目标2：能够运用各类搜索工具搜索网络信息和文献资料，了解本课程所涉及的各 种合成方法、结构、性能在材料研究和开发中的具体应用实例，并学会归纳总结、报告和交 流。 课程目标3：能激发学生专业兴趣和意识，鼓励学生深入思考材料生产、研发与应用过 程中的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素并理解应承担的社会责任
1 《材料化学》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Material Chemistry 课程代码 PHYS2060 课程性质 专业选修课程 授课对象 物理学 学 分 2 学 时 36 学时 主讲教师 陈高健 修订日期 2021 年 9 月 指定教材 曾兆华，杨建文．材料化学．北京：化学工业出版社，2013 二、课程目标 （一）总体目标： 让学生通过本课程的学习熟悉材料化学的基本知识，了解课程所涉及的各种合成方法、 结构、性能在材料研究和开发中的具体应用。能够从材料的的结构、性能、制备等基本要素 出发，认识和理解材料科学与工程中的相关化学问题。了解材料化学的发展历史、目前的发 展现状以及将来的发展趋势。培养学生资料查阅检索能力，培养学生科学思维能力，分析问 题和解决问题能力以及自我学习的能力。 （二）课程目标： 课程目标 1：掌握材料化学范围内的基础理论和基本知识，认识和掌握材料合成、结构、 性能和应用之间的内在联系及其变化规律。了解材料化学的发展历史、目前的发展现状以及 将来的发展趋势。 课程目标 2：能够运用各类搜索工具搜索网络信息和文献资料，了解本课程所涉及的各 种合成方法、结构、性能在材料研究和开发中的具体应用实例，并学会归纳总结、报告和交 流。 课程目标 3：能激发学生专业兴趣和意识，鼓励学生深入思考材料生产、研发与应用过 程中的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素并理解应承担的社会责任
(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 第一章材料化学概论 掌握材料化学范围内 的其础理诊和基木钓 第二章材料化学基本原则 6-1了解一门 识 认识和掌握材料 第三章基础的合成和反应方法 或以上其它学 合成、结构、性能不 科基础知识和 第四章材料的表征方法和测试手段 应用之间的内在联系 方法原理 及其变化规律。了解 课程目标1 第五章金屈材料 琴该学科基本 材料化学的发展历 第六章无机非金属材料 发展。6-2能 目前的发展现状 将该学科知 以及将来的发展趋 第七章高分子材料 势· 第八章复合材料 合。7-1能够 第九章纳米材料 运用各类搜索 工具搜索网络 第一章材料化学概论 信息和文献搭 能够运用各类搜 料，能规范 索工具搜索网络信息 第二章材料化学基本原则 写物理相关领 和文献资料，了解本课 第三章基础的合成和反应方法 域或课题进展 程所涉及的名种合成 调研报告。7 第四章材料的表征方法和测试手段 方法、结构 性能在材 2具有围绕利 料研究和开发中的 课程目标2第五章金属材料 研课题查阅文 体应用实例，并学会归 献、设计研究 第六章无机非金属材料 纳总结、报告和交流 方案、组织课 第七章高分子材料 题研究能力， 并能开展数据 第八章复合材料 收集、分析归 第九章纳米材料 纳、综合以及 撰写报告、论 第一章材料化学概论 文、参加学术 能激发学生专业兴趣 交流能力。8 第二章材料化学基本原则 和意识，鼓励学生深入 1其有自主查 思考材料生产、研发与 第三章基础的合成和反应方法 阅资料， 归绒 应用过程中的社会、健 课程目标3 总结，提升知 康、安全、法律、文化 第四章材料的表征方法和测试手段 识的自我学习 以及环墙签因素并西 第五章金属材料 能力。 解应承担的社会责任 第六章无机非金属材料 2
2 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 课程目标 1 第一章 材料化学概论 第二章 材料化学基本原则 第三章 基础的合成和反应方法 第四章 材料的表征方法和测试手段 第五章 金属材料 第六章 无机非金属材料 第七章 高分子材料 第八章 复合材料 第九章 纳米材料 6-1 了解一门 或以上其它学 科基础知识和 方法原理，熟 悉该学科基本 发展。6-2 能 将该学科知 识、方法结合 物理学进行融 合。7-1 能够 运用各类搜索 工具搜索网络 信息和文献资 料，能规范撰 写物理相关领 域或课题进展 调研报告。7- 2 具有围绕科 研课题查阅文 献、设计研究 方案、组织课 题研究能力， 并能开展数据 收集、分析归 纳、综合以及 撰写报告、论 文、参加学术 交流能力。8- 1 具有自主查 阅资料，归纳 总结，提升知 识的自我学习 能力。 掌握材料化学范围内 的基础理论和基本知 识，认识和掌握材料 合成、结构、性能和 应用之间的内在联系 及其变化规律。了解 材料化学的发展历 史、目前的发展现状 以及将来的发展趋 势。 课程目标 2 第一章 材料化学概论 第二章 材料化学基本原则 第三章 基础的合成和反应方法 第四章 材料的表征方法和测试手段 第五章 金属材料 第六章 无机非金属材料 第七章 高分子材料 第八章 复合材料 第九章 纳米材料 能够运用各类搜 索工具搜索网络信息 和文献资料，了解本课 程所涉及的各种合成 方法、结构、性能在材 料研究和开发中的具 体应用实例，并学会归 纳总结、报告和交流。 课程目标 3 第一章 材料化学概论 第二章 材料化学基本原则 第三章 基础的合成和反应方法 第四章 材料的表征方法和测试手段 第五章 金属材料 第六章 无机非金属材料 能激发学生专业兴趣 和意识，鼓励学生深入 思考材料生产、研发与 应用过程中的社会、健 康、安全、法律、文化 以及环境等因素并理 解应承担的社会责任
第七章高分子材料 第八章复合材料 第九章纳米材料 三、教学内容 第一章材料化学概论 1.教学目标 了解不同类型的材料 了解材料的使用和生产方法： 了解化学在材料科学中的作用 2教学重难点 不同类型的材料：材料的使用和生产方法 3.教学内容 不同类型的材料：材料的使用：生产新材料、新性能的方法：设备和机器。化学在材 料科学中的作用：更广阔的视角：术语 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等。 5.教学评价 课后相应习题，补充习题 第二章材料化学基本原则 1.教学目标 掌握材料化学的基本原则： 掌握元素和化学键对材料性质的影响 2.教学重难点 元素和化学键对材料性质的影响 3.教学内容 为什么不同的材料具有不同性质？不同元素的作用：不同类型的化学键：分子单位的 大小：组分分子的不同形状及固态结构的影响
3 三、教学内容 第一章 材料化学概论 1.教学目标 了解不同类型的材料； 了解材料的使用和生产方法； 了解化学在材料科学中的作用 2.教学重难点 不同类型的材料；材料的使用和生产方法 3.教学内容 不同类型的材料；材料的使用；生产新材料、新性能的方法；设备和机器。化学在材 料科学中的作用；更广阔的视角；术语 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等。 5.教学评价 课后相应习题，补充习题 第二章 材料化学基本原则 1.教学目标 掌握材料化学的基本原则； 掌握元素和化学键对材料性质的影响 2.教学重难点 元素和化学键对材料性质的影响 3.教学内容 为什么不同的材料具有不同性质？不同元素的作用；不同类型的化学键；分子单位的 大小；组分分子的不同形状及固态结构的影响 第七章 高分子材料 第八章 复合材料 第九章 纳米材料
4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后相应习题，补充习题 第三章基础的合成和反应方法 1.教学目标 掌握材料的基本合成方法 2.教学重难点 掌握材料的基本合成方法 3.教学内容 材料合成的基本原理：材料合成的起点，元素的分离，材料合成的基本原理 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后习题，补充作业 第四章材料的表征方法和测试手段 1.教学目标 了解并掌握材料表征的方法和测试手段 2.教学重难点 掌握材料表征的方法 3.教学内容 本体材料的分析（元素分析、红外光谱、核磁共振、热重分析、差示扫描量热法、x 光、透射电镜)。 表面和薄膜分析技术（扫描电镜、原子力显微镜、XS、接触角）：溶液分析技术（核 共振、DLS等)。 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后作业，补充习题 第五章金属材料
4 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等。 5.教学评价 课后相应习题，补充习题 第三章 基础的合成和反应方法 1.教学目标 掌握材料的基本合成方法 2.教学重难点 掌握材料的基本合成方法 3.教学内容 材料合成的基本原理；材料合成的起点，元素的分离，材料合成的基本原理 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后习题，补充作业 第四章 材料的表征方法和测试手段 1.教学目标 了解并掌握材料表征的方法和测试手段 2.教学重难点 掌握材料表征的方法 3.教学内容 本体材料的分析(元素分析、红外光谱、核磁共振、热重分析、差示扫描量热法、x 光、透射电镜)。 表面和薄膜分析技术(扫描电镜、原子力显微镜、XPS、接触角)；溶液分析技术(核磁 共振、DLS 等)。 4.教学方法 教师讲授，师生讨论等 5.教学评价 课后作业，补充习题 第五章 金属材料
1.教学目标 理解金属材料的结构和性能特点： 了解各种合金材料 2.教学重难点 理解金属材料的结构和性能的特点。 3.教学内容 介绍金属材料结构与性能，掌握超耐热合金、超低温合金、超塑合金、形状记忆合 金、贮氢合金、非晶态金属材料的组成、结构、性能、制备及其应用，了解并讨论金属 材料相关最新研究进展 4.教学方法 教师讲授、师生讨论，学生PPT汇报 5.教学评价 PPT汇报情况 第六章无机非金属材料 1.教学目标 理解无机非金属材料的结构与性能特点以及获得特殊性能的方法和工艺手段。 2.教学重难点 无机非金属材料的结构与性能特点。 3.教学内容 介绍无机非金属材料的分类及特点以及典型的无机非金属材料：水泥与玻璃、陶 瓷、半导体材料、超导材料，了解并讨论无机非金属材料相关最新研究进展 4.教学方法 教师讲授，师生讨论，学生PPT汇报 5.教学评价 PPT汇报情况 第七章高分子材料 1.教学日标 堂挥高分子结构对性能影响，若重介绍几种新型高分子材料，加深学生对高分子材料 在工程实践中重要应用的认识 2.教学重难点 掌握高分子结构对性能影响
5 1.教学目标 理解金属材料的结构和性能特点； 了解各种合金材料。 2.教学重难点 理解金属材料的结构和性能的特点。 3.教学内容 介绍金属材料结构与性能，掌握超耐热合金、 超低温合金、 超塑合金、 形状记忆合 金、 贮氢合金、 非晶态金属材料的组成、结构、性能、制备及其应用，了解并讨论金属 材料相关最新研究进展 4.教学方法 教师讲授、师生讨论，学生 PPT 汇报 5.教学评价 PPT 汇报情况 第六章 无机非金属材料 1.教学目标 理解无机非金属材料的结构与性能特点以及获得特殊性能的方法和工艺手段。 2.教学重难点 无机非金属材料的结构与性能特点。 3.教学内容 介绍无机非金属材料的分类及特点以及典型的无机非金属材料： 水泥与玻璃、 陶 瓷、 半导体材料、 超导材料，了解并讨论无机非金属材料相关最新研究进展 4.教学方法 教师讲授，师生讨论，学生 PPT 汇报 5.教学评价 PPT 汇报情况 第七章 高分子材料 1.教学目标 掌握高分子结构对性能影响，着重介绍几种新型高分子材料，加深学生对高分子材料 在工程实践中重要应用的认识。 2.教学重难点 掌握高分子结构对性能影响