《电子显微学》课程教学大纲课程概况课程名称课程号电子显微学1412067课程英文名称学时/学分36/2Electron Microscopy新能源材料与器件、材料课程性质必修适用专业物理、功能材料、材料化学课程负责人教学团队彭勇、张军伟、邓霞彭勇，张军伟，邓霞教材：《透射电子显微学》DavidB.Williams著，李建奇译选用教材及参考书目课程简介：电子显微学，作为一门尖端科技学科，为人类认识和理解世界提供了更深入和准确的视角。它不仅揭示了微观世界的奥秘，还推动了现代科学尤其是材料、物理、化学、生物、医学、地质、信息等学科的飞速进步。可以说，电子显微学已成为这些领域不可或缺的关键性支持学科。作为研究型大学本科生，掌握电子显微学相关知识和应用能力，无疑是提升自身科研素养、拓宽学术视野的重要一环。通过电子显微学课程的学习，同学们将能够深入了解电子显微镜的原理、构造与操作技巧，掌握样品制备与数据分析方法，为未来的科研工作奠定坚实的基础。因此，电子显微学的学习不仅是学术研究的需要，更是培养高素质科研人才的重要途径。课程目标（CourseObjectives,CO)了解高分辨率透射电子显微镜、扫描电子显微镜和聚焦离子束电镜的发展历史知识目标（CO1)掌握各种电镜的结构、工作原理、主要功能、应用实际科学研究中的电镜实验数据分析、解释能力目标（CO2)电镜数据的模拟培养学生的创新精神和探索意识素质、情感价值观目标（CO3)感受到科学研究的魅力和艰辛PMI讲授法教学20学时56%PM2研讨式学习学时%团PM3案例教学4学时11%团PM4翻转课堂8学时22%教学方式(PedagogicalMethods,PM)PM5混合式教学学时%PM6体验式学习学时%PM7讨论教学4学时11%
1 《电子显微学》课程教学大纲 一、课程概况 课程名称 电子显微学 课程号 1412067 课程英文名称 Electron Microscopy 学时/学分 36/2 课程性质 必修 适用专业 新能源材料与器件、材料 物理、功能材料、材料化 学 课程负责人 彭勇、张军伟、邓霞 教学团队 彭勇，张军伟，邓霞 选用教材及 参考书目 教材：《透射电子显微学》 David B. Williams 著，李建奇译 课程简介： 电子显微学，作为一门尖端科技学科，为人类认识和理解世界提供了更深入和准确的视角。它不仅 揭示了微观世界的奥秘，还推动了现代科学尤其是材料、物理、化学、生物、医学、地质、信息等学科 的飞速进步。可以说，电子显微学已成为这些领域不可或缺的关键性支持学科。作为研究型大学本科生， 掌握电子显微学相关知识和应用能力，无疑是提升自身科研素养、拓宽学术视野的重要一环。通过电子 显微学课程的学习，同学们将能够深入了解电子显微镜的原理、构造与操作技巧，掌握样品制备与数据 分析方法，为未来的科研工作奠定坚实的基础。因此，电子显微学的学习不仅是学术研究的需要，更是 培养高素质科研人才的重要途径。 课程目标（Course Objectives, CO) 知识目标（CO1) 了解高分辨率透射电子显微镜、扫描电子显微镜和聚焦离子束电镜 的发展历史 掌握各种电镜的结构、工作原理、主要功能、应用 能力目标（CO2) 实际科学研究中的电镜实验数据分析、解释 电镜数据的模拟 素质、情感价值观目标（CO3) 培养学生的创新精神和探索意识 感受到科学研究的魅力和艰辛 教学方式 （Pedagogical Methods,PM） □PM1 讲授法教学 20 学时 56% □PM2 研讨式学习 学时 % □√PM3 案例教学 4 学时 11% □√PM4 翻转课堂 8 学时 22% □PM5 混合式教学 学时 % □PM6 体验式学习 学时 % □√PM7 讨论教学 4 学时 11%
考%团EMI课程作业20%口EM2单元测试%DEM3课堂辩论试课必口EM6撰写论文/%%团EM5期末考试30%口EM4期中考试选实验报告考DEMI课程作业%%口EM2单元测试%口EM3课堂辩论考核方式查课(Evaluation团EM5撰写论文/必Methods,EM)%20%口EM4期末考试10%团EM6翻转课堂选实验报告口EM11实验%团EM10课堂互动10%%口EM12实训自选团EM13实践10%口EM14期末考试%2
2 考核方式 （Evaluation Methods,EM） 考 试 课 必 选 □√EM1 课程作业 20% □EM 2 单元测试 % □EM3 课堂辩论 % □EM4 期中考试 % □√EM5 期末考试 30% □EM6 撰写论文/ 实验报告 % 考 查 课 必 选 □EM1 课程作业 % □EM 2 单元测试 % □EM3 课堂辩论 % □EM4 期末考试 % □√EM5 撰写论文/ 实验报告 10% □√EM6 翻转课堂 20 % 自 选 □√EM10 课堂互动 10% □EM11 实验 % □EM12 实训 % □√EM13 实践 10% □EM14 期末考试 %
二、教学大纲的定位说明（一）课程教学目标与任务（1）电子显微学作为一种先进的观测技术，能够让学生直接观察到物质的微观结构和特性。通过电子显微学的教学，学生可以更加深入地理解原子、分子、晶体等微观世界的奥秘，从而加深对物质本质的认识。（2）电子显微学教学的一个重要目标是让学生掌握电子显微镜的基本原理、操作方法和数据分析技能。这些技能对于从事材料科学、生物学、医学等领域的研究至关重要，能够帮助学生更好地应用电子显微技术进行科学研究和实验探索。（3）电子显微学教学不仅注重知识的传授，还强调培养学生的科学思维和实践能力。通过实验操作和数据分析，学生可以学会如何发现问题、分析问题、解决问题，从而提高自己的创新能力和实践能力。（4）电子显微学是一门跨学科的学问，它与物理学、化学、生物学等多个学科有着密切的联系。通过电子显微学的教学，学生可以拓宽自已的学科视野，了解不同学科之间的交叉融合点，从而为未来的科学研究和职业发展打下坚实的基础。（二）课程教学目标与培养目标的关系教学目标（1）（2）对应知识目标培养，教学目标（3）（4）对应能力目标培养。支撑新能源材料与器件专业、材料物理专业、功能材料专业、材料化学专业培养要求的1.1、1.2、2.1、2.4、4.1、5.1和9.1。3
3 二、教学大纲的定位说明 （一）课程教学目标与任务 （1）电子显微学作为一种先进的观测技术，能够让学生 直接观察到物质的微观结构和特性。通过电子显微学的教学， 学生可以更加深入地理解原子、分子、晶体等微观世界的奥 秘，从而加深对物质本质的认识。 （2）电子显微学教学的一个重要目标是让学生掌握电子 显微镜的基本原理、操作方法和数据分析技能。这些技能对 于从事材料科学、生物学、医学等领域的研究至关重要，能 够帮助学生更好地应用电子显微技术进行科学研究和实验探 索。 （3）电子显微学教学不仅注重知识的传授，还强调培养 学生的科学思维和实践能力。通过实验操作和数据分析，学 生可以学会如何发现问题、分析问题、解决问题，从而提高 自己的创新能力和实践能力。 （4）电子显微学是一门跨学科的学问，它与物理学、化 学、生物学等多个学科有着密切的联系。通过电子显微学的 教学，学生可以拓宽自己的学科视野，了解不同学科之间的 交叉融合点，从而为未来的科学研究和职业发展打下坚实的 基础。 （二）课程教学目标与培养目标的关系 教学目标（1）（2）对应知识目标培养，教学目标（3） （4）对应能力目标培养。支撑新能源材料与器件专业、材料 物理专业、功能材料专业、材料化学专业培养要求的 1.1、1.2、 2.1、2.4、4.1、5.1 和 9.1
（三）支撑课程目标的教学内容与方法教帅讲授（结合多媒体演示等手段讲授重点、难点等核心内容；梳理课程思维逻辑；总结与强调关键知识点等）；案例教学（通过各种案例展现电子显微学在前沿科学中的应用）；翻转课堂（鼓励学生自主查阅书籍和文献，掌握基本概念和原理。通过翻转课堂的形式，让学生成为课堂的主导者，互相交流学习）：讨论教学（教师发布讨论主题引导学生展开讨论）：课后发布作业以帮助学生巩固课堂知识，促进知识的应用与深入理解；提供线下答疑环节，解答学生在学习和实践中遇到的疑难问题；教师还将提供拓展阅读资料，以开拓学生的学术视野，培养他们的思维能力和创新意识；实验教学（带领学生走进实验室，让他们实际参观和学习电子显微镜，将理论和实际相结合，加深学生对电子显微学的理解）。（四）先修课程要求，与先修及后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接先修课程为固体物理、材料科学基础、高数。后续课程包括X射线衍射、电子显微学实验等。（五）检验课程目标达成度的考核方法和评分标准考核方式：课程作业20%；撰写论文10%；翻转课堂20%；课堂互动10%；实践10%；期末考试30%三、课程内容与安排第一章绪论（2学时）学习目标：通过本章教学，学生能描述电子显微镜的发展历程；能了解透射电镜的基本结构；阐述透射电镜电子衍4
4 （三）支撑课程目标的教学内容与方法 教师讲授（结合多媒体演示等手段讲授重点、难点等核 心内容；梳理课程思维逻辑；总结与强调关键知识点等）； 案例教学（通过各种案例展现电子显微学在前沿科学中的应 用）；翻转课堂（鼓励学生自主查阅书籍和文献，掌握基本 概念和原理。通过翻转课堂的形式，让学生成为课堂的主导 者，互相交流学习）；讨论教学（教师发布讨论主题引导学 生展开讨论）；课后发布作业以帮助学生巩固课堂知识，促 进知识的应用与深入理解；提供线下答疑环节，解答学生在 学习和实践中遇到的疑难问题；教师还将提供拓展阅读资料， 以开拓学生的学术视野，培养他们的思维能力和创新意识； 实验教学（带领学生走进实验室，让他们实际参观和学习电 子显微镜，将理论和实际相结合，加深学生对电子显微学的 理解）。 （四）先修课程要求，与先修及后续相关课程之间的逻 辑关系和内容衔接 先修课程为固体物理、材料科学基础、高数。后续课程 包括 X 射线衍射、电子显微学实验等。 （五）检验课程目标达成度的考核方法和评分标准 考核方式：课程作业 20%；撰写论文 10%；翻转课堂 20%； 课堂互动 10%；实践 10%；期末考试 30%。 三、课程内容与安排 第一章 绪论（2 学时） 学习目标：通过本章教学，学生能描述电子显微镜的发 展历程；能了解透射电镜的基本结构；阐述透射电镜电子衍
射、高分辨技术、元素分析技术等在材料的晶体结构、物相鉴定、缺陷结构、原子占位、元素成分及比例、应力分布和电荷分布等方面的应用；电子显微学课程的内容、学习任务及方法等。教学重点：透射电镜的结构简介；电子显微镜在前沿研究中的应用；课程的内容、学习任务和方法。教学难点：电子显微镜在前沿研究中的应用教学方法：讲授、多媒体演示、课堂提问与讨论、课后资料阅读。第一节：电子显微镜的发展史（0.5学时）第二节：透射电镜的结构简介（0.5学时）第三节：电子显微镜在前沿研究中的应用（1学时）第二章电子与物质的相互作用（4学时）学习自标：通过本章的教学，使学生能够描述电子与物质发生相互作用产生各种信号（透射电子、非弹性透射电子、X射线、荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子和电子空穴对）的原理及物理过程；认识原子对电子的散射机制及规律；晶体对电子的散射作用；阐述各种信号在电子显微镜中的应用。教学重点：电子与物质相互作用的各种物理过程及信号；原子对电子的散射原理及规律；各种信号在电子显微学分析中的应用。教学难点：原子对电子的散射原理及规律教学方法：讲授、多媒体演示、课堂提问与讨论、课后阅读材料
5 射、高分辨技术、元素分析技术等在材料的晶体结构、物相 鉴定、缺陷结构、原子占位、元素成分及比例、应力分布和 电荷分布等方面的应用；电子显微学课程的内容、学习任务 及方法等。 教学重点：透射电镜的结构简介；电子显微镜在前沿研 究中的应用；课程的内容、学习任务和方法。 教学难点：电子显微镜在前沿研究中的应用 教学方法：讲授、多媒体演示、课堂提问与讨论、课后 资料阅读。 第一节：电子显微镜的发展史（0.5 学时） 第二节：透射电镜的结构简介（0.5 学时） 第三节：电子显微镜在前沿研究中的应用（1 学时） 第二章 电子与物质的相互作用（4 学时） 学习目标：通过本章的教学，使学生能够描述电子与物 质发生相互作用产生各种信号（透射电子、非弹性透射电子、 X 射线、荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子和电子空 穴对）的原理及物理过程；认识原子对电子的散射机制及规 律；晶体对电子的散射作用；阐述各种信号在电子显微镜中 的应用。 教学重点：电子与物质相互作用的各种物理过程及信号； 原子对电子的散射原理及规律；各种信号在电子显微学分析 中的应用。 教学难点：原子对电子的散射原理及规律 教学方法：讲授、多媒体演示、课堂提问与讨论、课后 阅读材料