西安交通大学纳米材料制备技术课程教学大纲一、课程基本信息纳米材料制备技术课程名称Fabrication Technologies of Nanomaterials课程编号MATL504202241. 5总学时课程学分学时分配理论：24实验：0上机：0课外：0口公共课程口通识课程口专业大类基础课课程类型口学科门类基础课口专业核心课■专业选修课口集中实践□1-1 □1-2 □2-1 □2-2□3-1 □3-2开课学期■4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础、材料物理性能、材料研究方法教材、参考使用教材：书及其他参考教材：资料[1]李群.纳米材料的制备与应用技术，北京：化学工业出版社，2008[2]杰弗里厄津等.纳米化学-纳米材料的化学途径.北京：科学出版社，2014二、课程目标及学生应达到的能力2. 1 课程的基本要求20世纪末，物理学、化学、生物学、材料学、地质学等学科的发展，促进了纳米科学和纳米技术的产生，催生了纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米材料学等新型学科，培养一批社会建设所需要的不同层次的纳米科技、纳米材料专业人才已成为高校的一项重要任务。《纳米材料制备技术》是材料相关专业的一门专业选修课程，具有材料学、物理学、化学、微纳制造等多学科综合交叉的特点。它从纳米材料的基本概念、制备原理和方法、表征、应用技术等多个角度进行阐述，培养学生对纳米材料的研究兴趣。课程教学中，要求教师既要给学生讲授纳米材料的概念、分类、制备原理和方法等基础理论知识，还要强调基于纳米材料特点的各种制备工艺及典型应用，让学生从材料的应用场景出发，结合材料的性能特点，选择合理的材料制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程训练，使学生掌握纳米材料的制备工艺流程，并了解纳米材料的组成、元
西安交通大学纳米材料制备技术课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 纳米材料制备技术 Fabrication Technologies of Nanomaterials 课程编号 MATL504202 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 ■专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 ■4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料物理性能、材料研究方法 教材、参考 书 及 其 他 资料 使用教材： 参考教材： [1] 李群.纳米材料的制备与应用技术.北京：化学工业出版 社，2008. [2] 杰弗里 厄津等.纳米化学-纳米材料的化学途径.北京：科 学出版社，2014. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 20 世纪末，物理学、化学、生物学、材料学、地质学等学科的发展，促进了纳米科学 和纳米技术的产生，催生了纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米材料学等新型学科， 培养一批社会建设所需要的不同层次的纳米科技、纳米材料专业人才已成为高校的一项重要 任务。《纳米材料制备技术》是材料相关专业的一门专业选修课程，具有材料学、物理学、 化学、微纳制造等多学科综合交叉的特点。它从纳米材料的基本概念、制备原理和方法、表 征、应用技术等多个角度进行阐述，培养学生对纳米材料的研究兴趣。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授纳米材料的概念、分类、制备原理和方法等基础 理论知识，还要强调基于纳米材料特点的各种制备工艺及典型应用，让学生从材料的应用场 景出发，结合材料的性能特点，选择合理的材料制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能 力。通过实验课程训练，使学生掌握纳米材料的制备工艺流程，并了解纳米材料的组成、元
素分布、微观结构的测试方法。通过课程讲述和自学，使学生了解纳米材料的最新研究动态，建立终身学习的意识，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识体系；掌握基于材料工程的实际应用场景进行合理分析、评价材料体系选择、制备及应用等复杂工程问题解决方案对社会影响的能力。通过该课程的系统学习，要求学生掌握纳米技术及纳米材料的相关概念、制备原理和技术、表征手段，了解纳米材料的特性，理解几种典型纳米材料的特性和合成方法，了解纳米材料的基本性质及典型应用技术。在此基础上掌握基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任；同时理解环境保护和可持续发展的理念，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。2.2课程的目标及学生应该达到的能力（1）材料工程与社会发展评价能力基于纳米材料的工程实际应用场景进行合理分析，能够评价材料体系选择、制备工艺及应用等工程实践过程和复杂工程问题的解决方案对社会发展、人类健康、社会安全的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响。支撑毕业要求指标点6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。（2）环境与可持续发展的意识培养学生的环境保护和可持续发展理念，理解各种纳米材料成分、生产和实际服役过程中对自然环境和人类社会可持续发展的影响。支撑毕业要求指标点7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求72345681011129课程目标课程目M标1课程目L标2注：1,2,3…·12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介参考序号知识点章节名称学时
素分布、微观结构的测试方法。通过课程讲述和自学，使学生了解纳米材料的最新研究动态， 建立终身学习的意识，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识体系；掌握基于材料工程 的实际应用场景进行合理分析、评价材料体系选择、制备及应用等复杂工程问题解决方案对 社会影响的能力。 通过该课程的系统学习，要求学生掌握纳米技术及纳米材料的相关概念、制备原理和技 术、表征手段，了解纳米材料的特性，理解几种典型纳米材料的特性和合成方法，了解纳米 材料的基本性质及典型应用技术。在此基础上掌握基于材料工程的实际应用场景进行合理分 析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文 化的影响，及制约因素对方案实施的影响，并理解应承担的责任；同时理解环境保护和可持 续发展的理念，熟悉材料成分、生产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 （1） 材料工程与社会发展评价能力 基于纳米材料的工程实际应用场景进行合理分析，能够评价材料体系选择、制备工艺及应 用等工程实践过程和复杂工程问题的解决方案对社会发展、人类健康、社会安全的影响，以 及这些制约因素对项目实施的影响。 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工 程实践过程和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，及制约因 素对方案实施的影响，并理解应承担的责任。 （2） 环境与可持续发展的意识 培养学生的环境保护和可持续发展理念，理解各种纳米材料成分、生产和实际服役过程中 对自然环境和人类社会可持续发展的影响。 支撑毕业要求指标点 7-1：理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，熟悉材料成分、生 产和服役过程和对环境和社会经济可持续发展的影响。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 M 课 程 目 标 2 L 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时
1纳米材料基础纳米技术相关概念、纳米材料的主1.1纳米材料的涵义、分类和特要特性，纳米材料展现的特殊力学、性热学、光学、电学、磁学及化学性1.2纳米效应简介质的原因，纳米材料对社会可持续1.3纳米技术的由来和研究进展发展、人类健康与安全的影响2纳米微粒的制备和表面修饰纳米材料微粒的分类、基本合成方法及相关特性2.1纳米微粒简介2.2纳米微粒的气相制备方法262.3纳米微粒的液相制备方法2.4纳米微粒的固相制备方法2.5纳米微粒的表面修饰2.6典型一维纳米材料-富勒烯3一维纳米材料一维纳米材料的基本合成策略、方3.1一维纳米材料分类法及典型一维纳米材料（碳纳米管）3.2一维纳米材料的合成策略和的相关特性，一维纳米材料对社会63制技术发展的影响3.3典型一维纳米材料-碳纳米管4二维纳米材料-石墨烯二维纳米材料的概念，石墨烯的制4.1石墨烯的基础知识备方法、特性及典型应用，石墨烯4.2石墨烯的制备基符合纳米材料的制备方法，石墨644.3石墨烯功能化烯对健康与环境的影响4.4石墨烯基复合材料5纳米复合材料纳米复合材料的定义、分类，无机5.1纳米复合材料简介非金属基、金属基和聚合物基纳米55.2无机非金属基纳米复合材料复合材料的制备方法及性能特点，25.3金属基纳米复合材料其对社会与安全的影响5.4聚合物基纳米复合材料四、教学安排详表
1 1 纳米材料基础 1.1 纳米材料的涵义、分类和特 性 1.2 纳米效应简介 1.3 纳米技术的由来和研究进展 纳米技术相关概念、纳米材料的主 要特性，纳米材料展现的特殊力学、 热学、光学、电学、磁学及化学性 质的原因，纳米材料对社会可持续 发展、人类健康与安全的影响 4 2 2 纳米微粒的制备和表面修饰 2.1 纳米微粒简介 2.2 纳米微粒的气相制备方法 2.3 纳米微粒的液相制备方法 2.4 纳米微粒的固相制备方法 2.5 纳米微粒的表面修饰 2.6 典型一维纳米材料-富勒烯 纳米材料微粒的分类、基本合成方 法及相关特性 6 3 3 一维纳米材料 3.1 一维纳米材料分类 3.2 一维纳米材料的合成策略和 制技术 3.3 典型一维纳米材料-碳纳米 管 一维纳米材料的基本合成策略、方 法及典型一维纳米材料（碳纳米管） 的相关特性，一维纳米材料对社会 发展的影响 6 4 4 二维纳米材料-石墨烯 4.1 石墨烯的基础知识 4.2 石墨烯的制备 4.3 石墨烯功能化 4.4 石墨烯基复合材料 二维纳米材料的概念，石墨烯的制 备方法、特性及典型应用，石墨烯 基符合纳米材料的制备方法，石墨 烯对健康与环境的影响 6 5 5 纳米复合材料 5.1 纳米复合材料简介 5.2 无机非金属基纳米复合材料 5.3 金属基纳米复合材料 5.4 聚合物基纳米复合材料 纳米复合材料的定义、分类，无机 非金属基、金属基和聚合物基纳米 复合材料的制备方法及性能特点， 其对社会与安全的影响 2 四、教学安排详表
章节教学内容教学要求学时教学对课程目标的支撑关系顺序分配方式（知识要求及能力要求）纳米材料及纳米科技简介、掌握纳米技术相关概念，了解纳米材料的特性及产生原课程目标1第一章纳米效应、纳米材料的应用授课4因，了解纳米材料对社会发展及人类健康与安全的影响课程目标2及主要表征方法纳米微粒材料的概念及分掌握纳米微粒材料的基本合成方法，了解其基本特性，课程目标1第二章授课6类、主要制备方法及特性课程日标2了解其对社会发展及人类健康与安全的影响一维纳米材料简介、制备及理解一维纳米材料的主要制备方法、生长机理，了解一性能，碳纳米管的概念、分课程目标1第三章授课维纳米材料的特性，掌握碳纳米管的制备方法，了解其类、制备方法、性能及典型课程目标2对社会发展的影响应用理解二维纳米材料的概念，掌握石墨烯的主要制备方法石墨烯的概念、特性、制备授课及选择依据、了解石墨烯的特性，了解石墨烯基复合材课程目标1第四章方法及典型应用，石墨烯基料的制备方法、特性及典型应用，了解其发展趋势及对课程目标2复合材料的制备和应用人类健康与安全的影响纳米复合材料的概念、分掌握纳米复合材料的定义、分类，了解无机非金属基、授课课程日标1类，无机非金属基、金属基，第五章金属基和聚合物基纳米复合材料的制备方法、性能特点聚合物基纳米复合材料的课程目标2及发展趋势，了解纳米复合材料对社会与安全的影响制备方法典型应用
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学 方式 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的支撑关系 第一章 纳米材料及纳米科技简介、 纳米效应、纳米材料的应用 及主要表征方法 4 授课 掌握纳米技术相关概念，了解纳米材料的特性及产生原 因，了解纳米材料对社会发展及人类健康与安全的影响 课程目标 1 课程目标 2 第二章 纳米微粒材料的概念及分 类、主要制备方法及特性 6 授课 掌握纳米微粒材料的基本合成方法，了解其基本特性， 了解其对社会发展及人类健康与安全的影响 课程目标 1 课程目标 2 第三章 一维纳米材料简介、制备及 性能，碳纳米管的概念、分 类、制备方法、性能及典型 应用 6 授课 理解一维纳米材料的主要制备方法、生长机理，了解一 维纳米材料的特性，掌握碳纳米管的制备方法，了解其 对社会发展的影响 课程目标 1 课程目标 2 第四章 石墨烯的概念、特性、制备 方法及典型应用，石墨烯基 复合材料的制备和应用 6 授课 理解二维纳米材料的概念，掌握石墨烯的主要制备方法 及选择依据、了解石墨烯的特性，了解石墨烯基复合材 料的制备方法、特性及典型应用，了解其发展趋势及对 人类健康与安全的影响 课程目标 1 课程目标 2 第五章 纳米复合材料的概念、分 类，无机非金属基、金属基、 聚合物基纳米复合材料的 制备方法典型应用 2 授课 掌握纳米复合材料的定义、分类，了解无机非金属基、 金属基和聚合物基纳米复合材料的制备方法、性能特点 及发展趋势，了解纳米复合材料对社会与安全的影响 课程目标 1 课程目标 2
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%，（平时作业）期末：70%5.2课程自标的考核环节与评分标准（1）课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括平时作业成绩，期末考试采用闭卷考核方式。平时作业主要考核学生对本课程专业知识掌握情况、以及培养学生对材料工程与社会发展评价能力。在教学过程中，教师为学生布置一道较为综合的大作业题目，支撑课程目标1。由学生通过课后自学、查阅文献，完成大作业，由教师根据评分标准给出分数。另外，在期末考试试题（满分100分）中，有22分对应于课程目标1，考察学生对材料工程与社会发展的评价能力；有78分对应于课程目标2，考察学生的环境与可持续发展的意识。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式平时作业课程考试（100）分（100分）22%课程目标1（6-2）100%78%课程目标2（7-2）注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。（2）平时作业评分标准教师为学生布置一道较为综合的大作业题目，学生通过课后自学、查阅文献，完成大作业，由教师根据评分标准给出分数。表5-2平时作业评分标准评价标准优良中及格不及格（90-100分）（80-89分）（70-79分）（60-69分）（0-59分）课程目标1按时交作业；按时交作业；按时交作业；按时交作业；不能按时交
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（平时作业） 期末： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 （1）课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括平时作业成绩，期末考 试采用闭卷考核方式。 平时作业主要考核学生对本课程专业知识掌握情况、以及培养学生对材料工程与社会发 展评价能力。在教学过程中，教师为学生布置一道较为综合的大作业题目，支撑课程目标 1。 由学生通过课后自学、查阅文献，完成大作业，由教师根据评分标准给出分数。 另外，在期末考试试题（满分 100 分）中，有 22 分对应于课程目标 1，考察学生对材 料工程与社会发展的评价能力；有 78 分对应于课程目标 2，考察学生的环境与可持续发展 的意识。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业 （100）分 课程考试 （100 分） 课程目标 1（6-2） 100% 22% 课程目标 2（7-2） 78% 注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 （2） 平时作业评分标准 教师为学生布置一道较为综合的大作业题目，学生通过课后自学、查阅文献，完成大作 业，由教师根据评分标准给出分数。 表 5-2 平时作业评分标准 评价标准 优 （90-100 分） 良 （80-89 分） 中 （70-79 分） 及格 （60-69 分） 不及格 （0-59 分） 课程目标 1 按时交作业； 按时交作业； 按时交作业； 按时交作业； 不 能 按 时 交