南京工业大学：材料科学与工程无机非金属材料工程专业实验教学大纲.docx

通过本实验课程的学习，要求学生在了解和掌握先修课程理论知识的基础上，明确实验目的、掌握实验原理、了解实验过程，培养学生获取正确实验数据及结果的能力，并能分工协作完成相关实验。对于实验结果，能够运用已学知识和实验条件进行分析解释，完成实验报告。具体课程目标如下：课程目标1：使学生掌握实验方案的设计、优选的过程和原则，能够通过报告准确规范地呈现实验方案和实验结果。课程目标2：使学生理解实验设计的原则，掌握实验操作技能，能够综合考虑需求和实际条件设计实验方案，正确实施实验得到有效结果，并对结果进行分析得出结论。课程目标3：培养学生的团队协作能力，使学生能够在实验设计、实施、分析过程中顺利完成自已承担的分工，并能有效协助他人完成相应工作。本课程目标对毕业要求指标点的支撑关系：课程目标支撑的毕业要求内容1.使学生掌握实验方案的设计、优选的3.3能够针对特定需求，完成无机非过程和原则，能够通过报告准确规范地|金属材料生产设备或工艺流程的设计，并在设计中体现创新意识。呈现实验方案和实验结果。2.使学生理解实验设计的原则，掌握实验操作技能，能够综合考虑需求和实际4.1能根据复杂工程应用的需要，对材料组成、结构、性能及工艺相互关条件设计实验方案，正确实施实验得到有效结果，并对结果进行分析得出结系进行研究和实验验证。论。3.培养学生的团队协作能力，使学生能9.1具备一定的人际交往能力，团队够在实验设计、实施、分析过程中顺利合作精神，能够控制自我并了解、理完成自己承担的分工，并能有效协助他解他人需求和意愿，在团队中起到一人完成相应工作。定的协调、管理作用。本课程复杂工程问题的支撑：复杂工程问题描述课程对解决复杂工程问题能力培养的贡献点要解释实验中出现的现象，不仅要了解相关理论知识，还通过对具体实验的原理分析，以及实验方要能对多个知识点进行综合运案的讨论与设计，培养学生综合运用理论知用，并结合实验实际条件进行识设计实验方案、分析实验结果的能力；通过分析；在此基础上，还要能够根T实验的操作锻炼学生的实验技能、团队协作据所学理论知识，进行一定的能力，强化劳动意识。实验设计。2

2 通过本实验课程的学习，要求学生在了解和掌握先修课程理论知识的基础上，明确实验目的、掌握实验原理、了解实验过程，培养学生获取正确实验数据及结果的能力，并能分工协作完成相关实验。对于实验结果，能够运用已学知识和实验条件进行分析解释，完成实验报告。具体课程目标如下：课程目标 1：使学生掌握实验方案的设计、优选的过程和原则，能够通过报告准确规范地呈现实验方案和实验结果。课程目标 2：使学生理解实验设计的原则，掌握实验操作技能，能够综合考虑需求和实际条件设计实验方案，正确实施实验得到有效结果，并对结果进行分析得出结论。课程目标 3：培养学生的团队协作能力，使学生能够在实验设计、实施、分析过程中顺利完成自己承担的分工，并能有效协助他人完成相应工作。本课程目标对毕业要求指标点的支撑关系：课程目标支撑的毕业要求内容 1. 使学生掌握实验方案的设计、优选的过程和原则，能够通过报告准确规范地呈现实验方案和实验结果。 3.3 能够针对特定需求，完成无机非金属材料生产设备或工艺流程的设计，并在设计中体现创新意识。 2. 使学生理解实验设计的原则，掌握实验操作技能，能够综合考虑需求和实际条件设计实验方案，正确实施实验得到有效结果，并对结果进行分析得出结论。 4.1 能根据复杂工程应用的需要，对材料组成、结构、性能及工艺相互关系进行研究和实验验证。 3. 培养学生的团队协作能力，使学生能够在实验设计、实施、分析过程中顺利完成自己承担的分工，并能有效协助他人完成相应工作。 9.1 具备一定的人际交往能力，团队合作精神，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿，在团队中起到一定的协调、管理作用。本课程复杂工程问题的支撑：复杂工程问题描述课程对解决复杂工程问题能力培养的贡献点要解释实验中出现的现象，不仅要了解相关理论知识，还要能对多个知识点进行综合运用，并结合实验实际条件进行分析；在此基础上，还要能够根据所学理论知识，进行一定的实验设计。通过对具体实验的原理分析，以及实验方案的讨论与设计，培养学生综合运用理论知识设计实验方案、分析实验结果的能力；通过实验的操作锻炼学生的实验技能、团队协作能力，强化劳动意识

课程思政、劳章节分布教学内容与学时分配育、美育内容提要标题晶体结构分析（4学时）加深对空间格子的理解，掌握14种布拉维格子的描基本要求述。利用球体紧密堆积原理，通过实体模型学会化合实物晶体结构的全面观察和描述从物质结构理解人验重点利用球体密堆法分析典型化合物的晶体结构类社会规则确立之难点合理性将球体密堆规则与晶体结构分析建立联系口设计口综合实验类型口验证口演示实验性质回必做口选做标题粘土结构与性能（8学时）了解层状硅酸盐矿物的晶体结构知识；观察并熟悉粘土胶粒的电泳现象，即用宏观电泳仪测定粘土胶体的电泳速度并计算其Zeta电位：进行电解质对基本要求Zeta电位影响的实验；掌握测定粘土阳离子交换容利用该实验过程的量的方法。通过实验理解材料科学实验的设计技巧实复杂性使学生理解和通过物理量测定与材料结构之间的逻辑关系，增验大胆探索、沉毅、强材料结构与性能之间关系的理解。二坚韧的科学研究素重点Zeta电位和阳离子交换容量养与情怀。实验中基本概念的理解、过程中数据的传递和正确难点数据的获取判定，数据的规范处理等实验类型口设计口验证口综合口演示实验性质日必做口选做标题溶胶制备及性能表征（6学时）学习溶胶制备的基本原理，并掌控制备溶胶的主要基本要求方法；了解影响溶胶稳定性的主要因素。测定临界胶束浓度。实引导学生冷静、思验铁溶胶制备过程中的实验技巧、聚沉值测定与分析辨、细心的习惯养重点三比较，CMC实验曲线获取及判定成难点溶胶过滤技巧，实验数据偏离分析及应对策略实验类型口设计口验证口综合口演示实验性质必做口选做标题晶体形貌构建与显微观察（6学时）通过自然矿物缤纷观测晶体模型中晶界要素（晶面、晶棱、顶点）在空实多彩的实验发现，间分布的特点，找出宏观对称要素；根据对称组合定验培养学生探索、锐理和目估统计法找出模型中的全部对称要素：根据基本要求四意进取的良好精神对称特征判定模型所属的晶系、晶族。掌握光学显微状态。镜光路结构和光率体原理，理解偏光显微镜区别晶体与非晶体的技巧，练习简单晶体的识别4

4 章节分布教学内容与学时分配课程思政、劳育、美育内容提要实验一标题晶体结构分析（4 学时）基本要求加深对空间格子的理解，掌握 14 种布拉维格子的描述。利用球体紧密堆积原理，通过实体模型学会化合物晶体结构的全面观察和描述。从物质结构理解人类社会规则确立之合理性重点利用球体密堆法分析典型化合物的晶体结构难点将球体密堆规则与晶体结构分析建立联系实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验二标题粘土结构与性能（8 学时）利用该实验过程的复杂性使学生理解大胆探索、沉毅、坚韧的科学研究素养与情怀。基本要求了解层状硅酸盐矿物的晶体结构知识；观察并熟悉粘土胶粒的电泳现象，即用宏观电泳仪测定粘土胶体的电泳速度并计算其 Zeta 电位；进行电解质对 Zeta 电位影响的实验；掌握测定粘土阳离子交换容量的方法。通过实验理解材料科学实验的设计技巧和通过物理量测定与材料结构之间的逻辑关系，增强材料结构与性能之间关系的理解。重点 Zeta 电位和阳离子交换容量难点实验中基本概念的理解、过程中数据的传递和正确数据的获取判定，数据的规范处理等实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验三标题溶胶制备及性能表征（6 学时）引导学生冷静、思辨、细心的习惯养成基本要求学习溶胶制备的基本原理，并掌控制备溶胶的主要方法；了解影响溶胶稳定性的主要因素。测定临界胶束浓度。重点铁溶胶制备过程中的实验技巧、聚沉值测定与分析比较，CMC 实验曲线获取及判定难点溶胶过滤技巧，实验数据偏离分析及应对策略实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验四标题晶体形貌构建与显微观察（6 学时）通过自然矿物缤纷多彩的实验发现，培养学生探索、锐意进取的良好精神状态。基本要求观测晶体模型中晶界要素（晶面、晶棱、顶点）在空间分布的特点，找出宏观对称要素；根据对称组合定理和目估统计法找出模型中的全部对称要素；根据对称特征判定模型所属的晶系、晶族。掌握光学显微镜光路结构和光率体原理，理解偏光显微镜区别晶体与非晶体的技巧，练习简单晶体的识别

偏光显微镜的调节、光率体概念与常规自然晶体的重点光学观察，晶体的宏观对称性难点基本概念、常规晶体及微晶在镜下的辨识。实验类型口设计口验证口综合口演示实验性质回必做口选做标题固相反应动力学（2学时）验证固相反应理论，通过本实验达到进一步了解固相反应机理。通过测定BaCO3-SiO2系统中给定组基本要求树立大胆探索、勇成的固相反应速度常数，固相反应活化能，熟悉测定实于创造的思想观固相反应速度的仪器及方法。验念，养成不甘落后、通过两个反应温度对同一反应体系的动力学过程进五重点奋勇争先的责任感行实验使命感。难点正确理解反应条件的控制，获取有用的动力学数据实验类型口设计验证综合口演示实验性质日必做口选做标题玻璃析晶（4学时）了解析晶现象和析晶条件，通过测定玻璃样品析晶基本要求的温度，弄清该温度下恒温时间对析晶的影响。实树立梦想、奋斗、验重点对比实验与对比观察玻璃析晶的现象团结的民族精神六难点正确识别镜下玻璃与析晶相实验类型口设计口验证综合口演示实验性质日必做口选做标题BET法测定固体比表面积（2学时）了解气体在固体表面物理吸附的其本概念，掌握基本要求BET单分子层吸附理论的基本假设和BET二常数公通过仪器装备的现式的应用：用BET容量法测定硅胶的比表面。实代化进步，激发学验单分子吸附理论、开尔文公式等基本概念的理解及生爱国主义的民族重点七在实验中的应用，样品要求及处理精神，增添强我中华的动力与使命感难点结合理论分析实验结果实验类型口设计口验证口综合口演示实验性质日必做口选做五、课程教学方法本课程各实验的原理及操作过程由指导教师在实验室现场进行讲解（部分实验的原理及操作过程学生可通过在线平台预先学习）并提问，学生分组在实验室5

5 重点偏光显微镜的调节、光率体概念与常规自然晶体的光学观察，晶体的宏观对称性难点基本概念、常规晶体及微晶在镜下的辨识。实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验五标题固相反应动力学（2 学时）树立大胆探索、勇于创造的思想观念，养成不甘落后、奋勇争先的责任感使命感。基本要求验证固相反应理论，通过本实验达到进一步了解固相反应机理。通过测定 BaCO3-SiO2 系统中给定组成的固相反应速度常数，固相反应活化能，熟悉测定固相反应速度的仪器及方法。重点通过两个反应温度对同一反应体系的动力学过程进行实验难点正确理解反应条件的控制，获取有用的动力学数据实验类型 设计  验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验六标题玻璃析晶（4 学时）树立梦想、奋斗、团结的民族精神基本要求了解析晶现象和析晶条件，通过测定玻璃样品析晶的温度，弄清该温度下恒温时间对析晶的影响。重点对比实验与对比观察玻璃析晶的现象难点正确识别镜下玻璃与析晶相实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做实验七标题 BET 法测定固体比表面积（2 学时）通过仪器装备的现代化进步，激发学生爱国主义的民族精神，增添强我中华的动力与使命感基本要求了解气体在固体表面物理吸附的其本概念，掌握 BET单分子层吸附理论的基本假设和BET二常数公式的应用；用 BET 容量法测定硅胶的比表面。重点单分子吸附理论、开尔文公式等基本概念的理解及在实验中的应用，样品要求及处理难点结合理论分析实验结果实验类型 设计 验证  综合 演示实验性质  必做 选做五、课程教学方法本课程各实验的原理及操作过程由指导教师在实验室现场进行讲解（部分实验的原理及操作过程学生可通过在线平台预先学习）并提问，学生分组在实验室