《材料世界的魅力》课程教学大纲 课程名称：材料世界的魅力 课程类别：专业选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分：32学时2学分 一、课程教学目的 开设《材料世界的魅力》主要目的是探秘材料的发展史，了解生 活和生产所能接触的形形色色的材料，阐述材料与社会文明的关系， 展望材料的未来及其发展方向，引导学生步入材料学的神奇世界，了 解材料带给人类生活的便利以及生活品质的提高，并从中渗透材料的 科学知识，勾起学生无限的好奇心，拓宽学生的视野。 二、课程教学要求 《材料世界的魅力》主要介绍形形色色的、和人类生产和生活息 息相关的材料的功能性；以及显微镜下观察到的形态各异的纳米材料 以及微型器件。要求学生了解材料的功能性和微观结构以及材料未来 的发展方向和趋势，并尽可能建立功能性和微观结构之间的关系，从 而对材料科学有一个整体的认识，树立材料科学是人类文明与社会进 步标志的理念。 三、先修课程 《纳米材料化学》、《材料科学基础》
《材料世界的魅力》课程教学大纲 课程名称：材料世界的魅力 课程类别：专业选修课 适用专业：材料化学 考核方式：考查 总学时、学分： 32 学时 2 学分 一、课程教学目的 开设《材料世界的魅力》主要目的是探秘材料的发展史，了解生 活和生产所能接触的形形色色的材料，阐述材料与社会文明的关系， 展望材料的未来及其发展方向，引导学生步入材料学的神奇世界，了 解材料带给人类生活的便利以及生活品质的提高，并从中渗透材料的 科学知识，勾起学生无限的好奇心，拓宽学生的视野。 二、课程教学要求 《材料世界的魅力》主要介绍形形色色的、和人类生产和生活息 息相关的材料的功能性；以及显微镜下观察到的形态各异的纳米材料 以及微型器件。要求学生了解材料的功能性和微观结构以及材料未来 的发展方向和趋势，并尽可能建立功能性和微观结构之间的关系，从 而对材料科学有一个整体的认识，树立材料科学是人类文明与社会进 步标志的理念。 三、先修课程 《纳米材料化学》、《材料科学基础》
四、课程教学重、难点 本课程重，点介绍当今各种材料的研究发展状况，功能性和微观结 构，以及未来的发展态势和可能应用。 难，点是理解材料微观结构和功能性之间的相互关系。 五、课程教学方法与教学手段 教学方法：课程讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分 析问题和解决问题的能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性： 讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 教学手段：在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合 的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。 六、课程教学内容 第1章人类文明的基石：形形色色的材料(4学时) 1.教学内容 (1)材料的发展推动人类文明的进步： (2)新材料的蓬勃发展。 2.重、难点提示 (1)重点：材料与人类文明和社会进步的关系： (2)难点：新材料的技术竞争。 第2章化工新产品：新型合成高分子材料(2学时) 1.教学内容 (1)橡胶、塑料和合成纤维： (2)新型涂料和胶粘剂
四、课程教学重、难点 本课程重点介绍当今各种材料的研究发展状况，功能性和微观结 构，以及未来的发展态势和可能应用。 难点是理解材料微观结构和功能性之间的相互关系。 五、课程教学 方法与教学手段 教学方法：课程讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分 析问题和解决问题的能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性； 讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 教学手段：在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合 的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。 六、课程教学内容 第 1 章 人类文明的基石：形形色色的材料（4 学时） 1．教学内容 (1) 材料的发展推动人类文明的进步； (2) 新材料的蓬勃发展。 2．重、难点提示 (1) 重点：材料与人类文明和社会进步的关系； (2) 难点：新材料的技术竞争。 第 2 章 化工新产品：新型合成高分子材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 橡胶、塑料和合成纤维； (2) 新型涂料和胶粘剂
2.重、难点提示 (1)重点：高分子材料的主要类别： (2)难点：高分子材料用途与其结构的关系。 第3章自由组合的诸多材料：新型金属材料（(4学时) 1.教学内容 (1)合金材料： (2)新结构，优性能： (3)金属基复合材料。 2.重、难点提示 (1)重点：合金材料的主要用途： (2)难点：合金材料的结构。 第4章我们已被包围：信息材料(4学时) 1.教学内容 (1)信息的处理和传递： (2)信息的存储和显示。 2.重、难点提示 (1)重点：信息材料包括哪些： (2)难点：信息处理、传输、存储的过程。 第5章拒绝碳排放：新能源材料（2学时) 1.教学内容 (1)太阳能材料： (2)风电材料： (3)核能材料： (4)储能材料。 2.重、难点提示 (1)重点：新能源材料的类别： (2)难点：新能源材料的工作原理。 第6章还你蓝天绿水：环境材料(2学时)
2．重、难点提示 (1) 重点：高分子材料的主要类别； (2) 难点：高分子材料用途与其结构的关系。 第 3 章 自由组合的诸多材料：新型金属材料（4 学时） 1．教学内容 (1) 合金材料； (2) 新结构，优性能； (3) 金属基复合材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：合金材料的主要用途； (2) 难点：合金材料的结构。 第 4 章 我们已被包围：信息材料（4 学时） 1．教学内容 (1) 信息的处理和传递； (2) 信息的存储和显示。 2．重、难点提示 (1) 重点：信息材料包括哪些； (2) 难点：信息处理、传输、存储的过程。 第 5 章 拒绝碳排放：新能源材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 太阳能材料； (2) 风电材料； (3) 核能材料； (4) 储能材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：新能源材料的类别； (2) 难点：新能源材料的工作原理。 第 6 章 还你蓝天绿水：环境材料（2 学时）
1.教学内容 (1)降解材料： (2)绿色包装材料： (3)环境净化材料。 2.重、难点提示 (1)重点：有哪些环境材料： (2)难点：环境材料的结构。 第7章更多健康保障：生物医用材料(2学时) 1.教学内容 (1)人工器官： (2)组织工程支架材料： (3)血液净化材料： (4)药物控释材料： (⑤)复合生物材料。 2.重、难点提示 (1)重点：了解生活中所涉及的生物医用材料： (2)难点：了解这些材料的组成和工作原理。 第8章天高水深任我行：航天航海材料(2学时) 1.教学内容 (1)航空航天材料： (2)海洋工程材料。 2.重、难点提示 (1)重点：能用作航空航海材料所需满足的要求： (2)难点：航空航海材料的组成和结构。 第9章工业“味精”：稀土材料(2学时) 1.教学内容 (1)稀土储量分布以及稀土元素的发现： (2)稀土材料及其应用
1．教学内容 (1) 降解材料； (2) 绿色包装材料； (3) 环境净化材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：有哪些环境材料； (2) 难点：环境材料的结构。 第 7 章 更多健康保障：生物医用材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 人工器官； (2) 组织工程支架材料； (3) 血液净化材料； (4) 药物控释材料； (5) 复合生物材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：了解生活中所涉及的生物医用材料； (2) 难点：了解这些材料的组成和工作原理。 第 8 章 天高水深任我行：航天航海材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 航空航天材料； (2) 海洋工程材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：能用作航空航海材料所需满足的要求； (2) 难点： 航空航海材料的组成和结构。 第 9 章 工业“味精”：稀土材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 稀土储量分布以及稀土元素的发现； (2) 稀土材料及其应用
2.重、难点提示 (1)重点：了解稀土材料的储量分布及其应用： (2)难点：稀土资源的可持续开发。 第10章自我感知的“活”：智能材料（2学时) 1.教学内容 (1)智能材料的家族成员： (2)智能材料在航空、建筑工程及医学领域的应用。 2.重、难点提示 (1)重点：智能材料的概念以及成员： (2)难点：智能材料未来发展方向。 第11章未来世界的无限可能：新奇材料(2学时) 1.教学内容 (1)超导材料： (2)仿生材料： (3)超材料。 2.重、难点提示 (1)重点：超导、仿生等材料的应用： (2)难点：制备超导、仿生等材料的技术要求。 第12章材料的真面目：材料之美（4学时) 1.教学内容 (1)万物都由原子构成： (2观察材料微观结构的工具： (3)电镜下的材料世界。 2.重、难点提示 (1)重点：显微镜下各种材料的结构和形貌： (2)难点：显微镜的结构及其发展史
2．重、难点提示 (1) 重点；了解稀土材料的储量分布及其应用； (2) 难点：稀土资源的可持续开发。 第 10 章 自我感知的“活”：智能材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 智能材料的家族成员； (2) 智能材料在航空、建筑工程及医学领域的应用。 2．重、难点提示 (1) 重点：智能材料的概念以及成员； (2) 难点：智能材料未来发展方向。 第 11 章 未来世界的无限可能：新奇材料（2 学时） 1．教学内容 (1) 超导材料； (2) 仿生材料； (3) 超材料。 2．重、难点提示 (1) 重点：超导、仿生等材料的应用； (2) 难点：制备超导、仿生等材料的技术要求。 第 12 章 材料的真面目：材料之美（4 学时） 1．教学内容 (1) 万物都由原子构成； (2 观察材料微观结构的工具； (3) 电镜下的材料世界。 2．重、难点提示 (1) 重点：显微镜下各种材料的结构和形貌； (2) 难点：显微镜的结构及其发展史
七、学时分配 教学环节 章目 教学内容 理论教学学时 实验教学学时 一 人类文明的基石：形形色色的材料 4学时 二 化工新产品：新型合成高分子材料 2学时 三 自由组合的诸多材料：新型金属材料 4学时 四 我们己被包围：信息材料 4学时 五 拒绝碳排放：新能源材料 2学时 六 还你蓝天绿水：环境材料 2学时 七 更多健康保障：生物医用材料 2学时 八 天高水深任我行：航天航海材料 2学时 九 工业“味精”：稀土材料 2学时 十 自我感知的“活”：智能材料 2学时 十一 未来世界的无限可能：新奇材料 2学时 十二 材料的真面目：材料之美 4学时 总计 32学时 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试：开卷。 2.成绩构成 试卷成绩。 九、选用教材和参考书目 [1]《新材料》，冯瑞华，鞠思婷等著，科学普及出版社，2015年. [2]《迷人的材料》，马克·米奥多尼克著，赖盈满译，北京联合出版 公司，2015年；
七、学时分配 章目 教学内容 教学环节 理论教学学时 实验教学学时 一 人类文明的基石：形形色色的材料 4 学时 二 化工新产品：新型合成高分子材料 2 学时 三 自由组合的诸多材料：新型金属材料 4 学时 四 我们已被包围：信息材料 4 学时 五 拒绝碳排放：新能源材料 2 学时 六 还你蓝天绿水：环境材料 2 学时 七 更多健康保障：生物医用材料 2 学时 八 天高水深任我行：航天航海材料 2 学时 九 工业“味精”：稀土材料 2 学时 十 自我感知的“活”：智能材料 2 学时 十一 未来世界的无限可能：新奇材料 2 学时 十二 材料的真面目：材料之美 4 学时 总计 32 学时 八、课程考核方式 1.考核方式： 笔试；开卷。 2.成绩构成 试卷成绩。 九、选用教材和参考书目 [1] 《新材料》, 冯瑞华, 鞠思婷 等著, 科学普及出版社, 2015 年. [2] 《迷人的材料》, 马克·米奥多尼克 著, 赖盈满 译, 北京联合出版 公司, 2015 年;
[3]《材料科学的奥秘》，神奇的科学奥秘编委会著，中国社会出版社，2016； [4]《新材料化学》，大卫·E·牛顿著，吴娜，白薇，张永霞，常琳，袁 雪梅，王薇译，上海科学技术文献出版社，2011 [5]《显微传：清晰的纳米世界》，章效锋著，清华大学出版社，2015： [6]《那么小，那么大：为什么我们需要纳米技术？》，郭子政，云国宏， 清华大学出版社，2015年
[3] 《材料科学的奥秘》，神奇的科学奥秘编委会著，中国社会出版社，2016; [4] 《新材料化学》，大卫·E·牛顿著，吴娜，白薇，张永霞，常琳，袁 雪梅，王薇译，上海科学技术文献出版社, 2011; [5] 《显微传：清晰的纳米世界》，章效锋著，清华大学出版社，2015； [6] 《那么小，那么大：为什么我们需要纳米技术？》，郭子政，云国宏, 清华大学出版社，2015 年