《材料分析与测试方法实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Naterial characterization and analysis 课程代码 (2023-2024-1)-0NE2029-17D074-1 课程性质 大类基础课程 授课对象 能源21新能源,能源21新能源中外合作本科生 学分 1 华时 72 主讲教师 王丹/钱翊钧 修订日期 2023年5月16日 指定教材 《材料测试技术与分析方法》,杨玉林编著,哈尔滨工业出饭社,2014年 二、课程目标 (一)总体目标 (材料分析测试方法实验课的设置是理论理的必要补充,可以让学生直观地学习利用大型位器进行材料分析的其体过程,有助于将理论与实践相结合, 本课程绕学院测试中心的大到精密仪鉴操作开展,目的是培养学生学习动于操作大型仪器并近行材料分析的能力,培养学生对科研的兴趣,筑定来来科学 研究的基础。) (一)摆程目标 (熟无气相色谱仪、扫描电子显微镜、共聚焦拉曼光语仪、褥里叶变换红外光谱仪的基本原现、基本构成,应用方向、制样方法,学据基本操作和夏据 分析处理方法并比较不同分析手段的异同。 实验1目标: 1,1了解气相色语的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。 12学习气相色谱的操作方法、尝试话图的分析。 尖验2日标: 2.1了解扫电统的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领城和优缺点 2.2学习扫指电镜的操作方法、尝试对电婉图片进行筒单的分析。 实验3目标: 31了解共聚焦拉曼光谱仪的工作原理、本构成,了解其发展历史、应用领城和优缺点。 3.2学习共聚焦拉受光谱仪的提作方法、尝试谱图的分析。 实验4日标: 么】了解里叶变换红外光仪的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领城和优点 4.2学习傅里叶变换红外光造仪的深作方法、尝试对电镜图片进行简单的分析。 (要求参照《普通高等季校本科专业类教学质量国家标准),对应各类专业认正标准,注意对毕业要求支探程度强弱的描述,与“湿程目标对毕业要求 的支控关系表一致)(五号宋体) (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 误程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 实验 讲授扫描电子显微镜的工作原理,基本构成、发展 了解扫括电镜工作原理等 历史等 学习扫描电子显微镜的操作步骤。拍摄电镜图片及 了解扫描电镜测试方法及数据分析
《材料分析与测试方法实验》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 Material characterization and analysis 课程代码 (2023-2024-1)-MDNE2029-17D074-1 课程性质 大类基础课程 授课对象 能源21新能源,能源21新能源中外合作本科生 学 分 1 学 时 72 主讲教师 王丹/钱翊钧 修订日期 2023年5月16日 指定教材 《材料测试技术与分析方法》,杨玉林等编著,哈尔滨工业出版社,2014年。 二、课程目标 (一)总体目标: (材料分析测试方法实验课的设置是理论课的必要补充,可以让学生直观地学习利用大型仪器进行材料分析的具体过程,有助于将理论与实践相结合。 本课程围绕学院测试中心的大型精密仪器操作开展,目的是培养学生学习动手操作大型仪器并进行材料分析的能力,培养学生对科研的兴趣,奠定未来科学 研究的基础。) (二)课程目标: (熟悉气相色谱仪、扫描电子显微镜、共聚焦拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪的基本原理、基本构成、应用方向、制样方法,掌握基本操作和数据 分析处理方法,并比较不同分析手段的异同。) 实验1目标: 1.1 了解气相色谱的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。 1.2 学习气相色谱的操作方法、尝试谱图的分析。 实验2目标: 2.1 了解扫描电镜的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。 2.2 学习扫描电镜的操作方法、尝试对电镜图片进行简单的分析。 实验3目标: 3.1 了解共聚焦拉曼光谱仪的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。 3.2 学习共聚焦拉曼光谱仪的操作方法、尝试谱图的分析。 实验4目标: 4.1 了解傅里叶变换红外光谱仪的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。 4.2 学习傅里叶变换红外光谱仪的操作方法、尝试对电镜图片进行简单的分析。 (要求参照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,对应各类专业认证标准,注意对毕业要求支撑程度强弱的描述,与“课程目标对毕业要求 的支撑关系表一致)(五号宋体) (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 课程子目标 对应课程内容 对应毕业要求 实验1 1.1 讲授扫描电子显微镜的工作原理、基本构成、发展 历史等 了解扫描电镜工作原理等 1.2 学习扫描电子显微镜的操作步骤,拍摄电镜图片及 了解扫描电镜测试方法及数据分析
数据分析 讲授气相色谱仪的工作原理,基本构成、发展历实 了解气相色谱工作原理等 实验2 22 学习气相色进仪的测试方法并进行图分析 了解气相色进测试方法及数据分析 讲授拉受光仪的工作原理。基本构成、发展历史 等 了解拉曼光谱仪工作原理等 实验3 32 学习拉曼光谱仪的操作步授,拍赞电镜图片及数折 了解拉曼光谱仅测试方法及数据分析 分析 1 讲授红外光谱仪的工作原理、基本构成、发展历生 了解红外光谱仪工作原理等 实验4 4.2 学习红外光谱仪的测试方法并进行谱图分析 了解红外光谱仪测试方法及数据分析 (大类基础课积、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。) 三、教学内容 具体墙述各章节教学目标,教学内容等。实验课程可按实验模块措述】 实验一扫措电子显微镜 1.教学目标 了解扫描电旋的工作原理、基本构了解其发展历史、应用领和优缺点。学习扫描电位的操作方法、会试对电晚图片进行简单的分析。 2教学重难点: 测试参数透择:不同样品选择不同的柏照被式,不同的柏照参数。调聚焦,消像散,光刚对中的调节。 3.教学内容: 器材准各:非磁性粉末样品,磁性粉末样品,块状样品,两款常用的样品台,其他制样材料及工具。 卫生安全注意事项:电离细射,粉术样品及碰性样品的防护。 原理讲述:扫描电镜的工作厚理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:粉术样品制各方法及注意事项、进样、测试参数的设置、调聚焦、清像散、光侧对中、测试。 测试载件参数边拼:不同样品选择模式,测试重婴参数的选择: 简单数据处理及爱据导出: 收尾工作:数据上传,样品台清理,泉面清理 4.教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动 点,教学评价:讲授法给学生讲解仅器工作原理、基本构成、性能参数和应用领城。让学生对扫描电院有个全面的了解,箱以实验让学生亲自感受仪器操 作,加深体验。中间穿插问容环节,积极与学生互动。加深学生对重点知识的理解与掌捏,教学效果显若! 实验二气相色谱 1.教学目标: 了解气相色谱的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领城和代缺点。学习气相色谱的操作方法、尝试谱图的分析。 2.教学重难点: 测试参数的设定,出峰标定 .教学内容: 器材准备:C12,C14,C16标准样品的准备,其他测试材料及工具。 卫生安全注意事项:有毒气体,压缩气体的使用注意事项及防护, 原理讲述:气相色谱的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:样品测试过程:进样、测试参数的设置、测试。 数招导出:数据分析和数据导出
数据分析 实验2 2.1 讲授气相色谱仪的工作原理、基本构成、发展历史 等 了解气相色谱工作原理等 2.2 学习气相色谱仪的测试方法并进行谱图分析 了解气相色谱测试方法及数据分析 实验3 3.1 讲授拉曼光谱仪的工作原理、基本构成、发展历史 等 了解拉曼光谱仪工作原理等 3.2 学习拉曼光谱仪的操作步骤,拍摄电镜图片及数据 分析 了解拉曼光谱仪测试方法及数据分析 实验4 4.1 讲授红外光谱仪的工作原理、基本构成、发展历史 等 了解红外光谱仪工作原理等 4.2 学习红外光谱仪的测试方法并进行谱图分析 了解红外光谱仪测试方法及数据分析 (大类基础课程、专业教学课程及开放选修课程按照本科教学手册中各专业拟定的毕业要求填写“对应毕业要求”栏。) 三、教学内容 (具体描述各章节教学目标、教学内容等。实验课程可按实验模块描述) 实验一 扫描电子显微镜 1.教学目标: 了解扫描电镜的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。学习扫描电镜的操作方法、尝试对电镜图片进行简单的分析。 2.教学重难点: 测试参数选择:不同样品选择不同的拍照模式,不同的拍照参数。调聚焦,消像散,光阑对中的调节。 3.教学内容: 器材准备:非磁性粉末样品,磁性粉末样品,块状样品,两款常用的样品台,其他制样材料及工具。 卫生安全注意事项:电离辐射,粉末样品及磁性样品的防护。 原理讲述:扫描电镜的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:粉末样品制备方法及注意事项、进样、测试参数的设置、调聚焦、消像散、光阑对中、测试。 测试软件参数选择:不同样品选择模式,测试重要参数的选择; 简单数据处理及数据导出; 收尾工作:数据上传,样品台清理,桌面清理; 4.教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动。 5.教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域,让学生对扫描电镜有个全面的了解,辅以实验让学生亲自感受仪器操 作,加深体验。中间穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与掌握,教学效果显著! 实验二 气相色谱 1.教学目标: 了解气相色谱的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。学习气相色谱的操作方法、尝试谱图的分析。 2.教学重难点: 测试参数的设定,出峰标定。 3.教学内容: 器材准备:C12,C14,C16标准样品的准备,其他测试材料及工具。 卫生安全注意事项:有毒气体,压缩气体的使用注意事项及防护。 原理讲述:气相色谱的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:样品测试过程:进样、测试参数的设置、测试。 数据导出:数据分析和数据导出
收尾工作:数据上传,样品清理,桌面请理,仪器关机: 4教学力法:以讲授法和实验法为生,穿插问答互动· 5教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领城,让学生对气相色谱有个全而的了解,特以实验让学生亲自感受仪器操 作,加深体验。中间穿插问容环节。积极与学生互动。加深学生对重点知识的理解与案握。教学效果显著: 实验三共聚焦拉曼光谱仪 1.教学目标: 了解拉曼光播仪的工作原理、基本构成。了解其发展历史、应用领城和优缺点。学习拉曼光谱仪的操作方法、尝试对拉曼光语图进行简单的分析。 2.教学重难点: 测试参数选择、红外光谱样品的预制备和后处理。 3.教学内容: 翠材准条:我玻片,片,待测样品(如料) 卫生安全注查事项:不得碰端样品台,防止物旋被磨损,防止激光反射氯列眼睛。 原理讲述:拉曼光错仪的工作原里、基木构成、性能参数,发展历史、应用额城和优缺点。 尖验燥作:粉未样品制备方法及注意事项、进样、测试参数的设置、调聚焦、光时长、扫描圈数等参数进行测试。 测试教件参数迹择:不同样品这择模式,测试重婴参数的达拼: 简单数据处理及据导出: 收尾工作:数据上传,样品台清理,桌面清理: 4教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动, 5.教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用额域。让学生对拉曼光进仪有一个全面的了解,轴以实巢让学生亲自感受仪 s操作,加深体验。中问穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与学振,教学效果显著: 实验四傅里叶红外光谱仪 1.教学目标: 了解里叶红外光仪的工作原、本构成,了解其发展历史、应用领城和优块点。学习气红外光谱仪的提作方法、尝试图的分析。 2.教学重观点: 光诺仪测试参数的设定与测试样品的制备。 3.教学内容: 器材准备:光诗纯级粉末,测样品,压片模具,药匙,称量纸。玛研林,红外烤灯分子光。 卫生安全注意事项:防止被高温红外烤灯烫伤,佩戴护目筐防止强光凰到眼晴,压片模具要及时用酒精擦拭干净防止被腐蚀。 原理讲述:红外光端的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史,应用领城和优缺点。 实验操作:样品测试过程:进样、测试参数的设置、测试。 数器导出:数据分析和数据导出 收尾工作数据上传,样品清理。桌面清理。仪器关机: 4教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动。 五教学评价:讲授法给学生讲解仅器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域。让学生对红外光谱仪有一个全面的了解,辅以实验让学生亲自感受仪 器操作,加深体验。中何穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与掌型,教学效果显著! 四、学时分配 表2:各章作的具体内容和学时分配表 章节 章节内容 学时分配 实验 扫描电子显微镜 18 实验二 气相色语 18 实验三 菊里叶红外光语仪 18
收尾工作:数据上传,样品清理,桌面清理,仪器关机; 4.教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动。 5.教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域,让学生对气相色谱有个全面的了解,辅以实验让学生亲自感受仪器操 作,加深体验。中间穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与掌握,教学效果显著! 实验三 共聚焦拉曼光谱仪 1.教学目标: 了解拉曼光谱仪的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。学习拉曼光谱仪的操作方法、尝试对拉曼光谱图进行简单的分析。 2.教学重难点: 测试参数选择、红外光谱样品的预制备和后处理。 3.教学内容: 器材准备:载玻片,硅片,待测样品(如塑料膜)。 卫生安全注意事项:不得碰撞样品台,防止物镜被磨损,防止激光反射照到眼睛。 原理讲述:拉曼光谱仪的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:粉末样品制备方法及注意事项、进样、测试参数的设置、调聚焦、曝光时长、扫描圈数等参数进行测试。 测试软件参数选择:不同样品选择模式,测试重要参数的选择; 简单数据处理及数据导出; 收尾工作:数据上传,样品台清理,桌面清理; 4.教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动。 5.教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域,让学生对拉曼光谱仪有一个全面的了解,辅以实验让学生亲自感受仪 器操作,加深体验。中间穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与掌握,教学效果显著! 实验四 傅里叶红外光谱仪 1.教学目标: 了解傅里叶红外光谱仪的工作原理、基本构成,了解其发展历史、应用领域和优缺点。学习气红外光谱仪的操作方法、尝试谱图的分析。 2.教学重难点: 光谱仪测试参数的设定与测试样品的制备。 3.教学内容: 器材准备:光谱纯级KBr粉末,待测样品,压片模具,药匙,称量纸,玛瑙研钵,红外烤灯分子光谱。 卫生安全注意事项:防止被高温红外烤灯烫伤,佩戴护目镜防止强光照到眼睛,压片模具要及时用酒精擦拭干净防止被腐蚀。 原理讲述:红外光谱的工作原理、基本构成、性能参数,发展历史、应用领域和优缺点。 实验操作:样品测试过程:进样、测试参数的设置、测试。 数据导出:数据分析和数据导出。 收尾工作:数据上传,样品清理,桌面清理,仪器关机; 4.教学方法:以讲授法和实验法为主,穿插问答互动。 5.教学评价:讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域,让学生对红外光谱仪有一个全面的了解,辅以实验让学生亲自感受仪 器操作,加深体验。中间穿插问答环节,积极与学生互动,加深学生对重点知识的理解与掌握,教学效果显著! 四、学时分配 表2:各章节的具体内容和学时分配表 章节 章节内容 学时分配 实验一 扫描电子显微镜 18 实验二 气相色谱 18 实验三 傅里叶红外光谱仪 18
实验四 共聚焦拉曼光语仪 五、教学进度 表3:教学进度表 周次 日胸 章节名称 内容提要 授课时数 作业及要求 备注 7-10 10.9-1.5 实验一 扫描电镜、 实验报告 第一组到第八 实验三 红外光语 实验一、 扫描电镜、 11.6-11.12 实验报告 第九组 实验 红外无语 实验二 气相色谱、 11.8-11.12 实验报告 第一组 实验四 拉曼光语 12-15 实验二、 气相色进 11.13-12.1 实验报告 第二组到第九 实验四 拉曼光请 组 六、教材及参考书目 (电子学术资源、纸质学术资源等,拔规范方式列举) 1,《材料测试技术与分析方法),杨玉林等编著,哈尔滨工业出版社,2014年, 七、教学方法 1,讲授法给学生讲解仪器工作原理、基木构戚、性能参数和应用领域,让学生对气相色有个简单大版的了解, 以实验法让学生动于操作仪器。体验更深刻。 3.月答法,针对讲授过的原点、准点进行提问,与学生互动。活跃课堂气氛,调动积极性。让学生更好的理解、记忆课程的承点、难点。 八、考核方式及评定方法 (一)课程考核与课程目标的对应关系 表4:误程考核与课程目标的对应关系表 深程目标 考核要点 考核方式 扫指电镜基本原理和实验操作及数据分 不同群品选择不同的拍照式。不同的拍照参数。调聚编 像散,光对中的调节 课程表现及实验报告 气相色本原理和实验操作及数据分析 测试参数的设定,出峰标定。 课程表现及实验报告 傅里叶红外光谱仪基本原理和实验操作及数据分 测试参数选择、红外光游样品的预制各和后处理」 课程表现及实验报告 析 共聚焦拉曼光谱仪基本原理和实坠操作及数据分 光谱仪测试参数的设定与测试样品的制条】 速程表现及实验报告 析 (二)评定方法 1,评定方法
实验四 共聚焦拉曼光谱仪 18 五、教学进度 表3:教学进度表 周次 日期 章节名称 内容提要 授课时数 作业及要求 备注 7-10 10.9-11.5 实验一、 实验三 扫描电镜、 红外光谱 32 实验报告 第一组到第八 组 11 11.6-11.12 实验一、 实验三 扫描电镜、 红外光谱 4 实验报告 第九组 11 11.6-11.12 实验二、 实验四 气相色谱、 拉曼光谱 4 实验报告 第一组 12-15 11.13-12.17 实验二、 实验四 气相色谱、 拉曼光谱 32 实验报告 第二组到第九 组 六、教材及参考书目 (电子学术资源、纸质学术资源等,按规范方式列举) 1.《材料测试技术与分析方法》,杨玉林等编著,哈尔滨工业出版社,2014年。 七、教学方法 1.讲授法给学生讲解仪器工作原理、基本构成、性能参数和应用领域,让学生对气相色谱有个简单大概的了解, 2.以实验法让学生动手操作仪器,体验更深刻。 3. 问答法,针对讲授过的重点、难点进行提问,与学生互动,活跃课堂气氛,调动积极性,让学生更好的理解、记忆课程的重点、难点。 八、考核方式及评定方法 (一)课程考核与课程目标的对应关系 表4:课程考核与课程目标的对应关系表 课程目标 考核要点 考核方式 扫描电镜基本原理和实验操作及数据分析 不同样品选择不同的拍照模式,不同的拍照参数。调聚焦,消 像散,光阑对中的调节。 课程表现及实验报告 气相色谱基本原理和实验操作及数据分析 测试参数的设定,出峰标定。 课程表现及实验报告 傅里叶红外光谱仪基本原理和实验操作及数据分 析 测试参数选择、红外光谱样品的预制备和后处理。 课程表现及实验报告 共聚焦拉曼光谱仪基本原理和实验操作及数据分 析 光谱仪测试参数的设定与测试样品的制备。 课程表现及实验报告 (二)评定方法 1.评定方法
课堂表现40%+实验报告60% 2。程目标的考核占比与达成度分研 表5:课程目标的考核占比与达成度分析表 考核占比 平时 期中 实验报告 总译达成度 课程目标 扫描电镜基木原理和实验操作及数指分 析(误程日标1) 0.6 气相色基木原理和实验操作及数搭分 析 0.4 0.6 (课程目标2) 课程目标1达成度=0.4x平时目标1成绩:Q.6x实验 报告1成/标1总分 傅里叶红外光仪基本原理和实验操作 课程目标达成度-0,25x(课程日标1+误程日标2+课 及数据分析 0.4 0.6 程目标3+议程目标4) (课程目标3) 共聚生拉曼光仪基本原理和实验操作 及数据分析 0.6 (课程目标4) (三)评分标准 评分标准 课程 90-100 80-89 70-79 60-69 <60 目标 中 合格 不合格 课程 目标1 22.525 20-2.5 17.5-20 15-17.5 <15 课程 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15 目标2 课程 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15 目标 课程 22525 20-22.5 17.520 15-17.5 目标4 15
课堂表现40%+实验报告60% 2.课程目标的考核占比与达成度分析 表5:课程目标的考核占比与达成度分析表 考核占比 课程目标 平时 期中 实验报告 总评达成度 扫描电镜基本原理和实验操作及数据分 析(课程目标1) 0.4 - 0.6 课程目标1达成度={0.4x平时目标1成绩+0.6x实验 报告1成绩}/目标1总分。 课程目标达成度=0.25x(课程目标1+课程目标2+课 程目标3+课程目标4) 气相色谱基本原理和实验操作及数据分 析 (课程目标2) 0.4 - 0.6 傅里叶红外光谱仪基本原理和实验操作 及数据分析 (课程目标3) 0.4 - 0.6 共聚焦拉曼光谱仪基本原理和实验操作 及数据分析 (课程目标4) 0.4 - 0.6 (三)评分标准 课程 目标 评分标准 90-100 80-89 70-79 60-69 <60 优 良 中 合格 不合格 A B C D F 课程 目标1 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15 课程 目标2 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15 课程 目标3 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15 课程 目标4 22.5-25 20-22.5 17.5-20 15-17.5 <15