西安交通大学聚合物分析方法课程教学大纲一、课程基本信息聚合物分析方法课程名称Analytical Technologies for Polymeric Materials课程编号MATL503602241.5总学时课程学分学时分配理论：249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口V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□V4-1□4-2□5-1□5-2先修课程高分子物理与化学教材、参考使用教材：书及其他[1]朱诚身．聚合物结构分析北京：科学出版社，2010资料参考教材：[1]张美珍．聚合物研究方法．北京：中国轻工业出版社，2006.二、课程目标及学生应达到的能力2.1课程的基本要求本课程以高分子化学和物理等课程为基础，以高分子形态、结构与化学组成研究为主要任务，为学生系统介绍高分子的多级结构与性能间关系及其部析技术。重点培养学生针对高分子结构和性能分析需求，选择适合分析技术及解析的原则。在课程教学中，主要讲授聚合物结构分析的波谱分析技术（红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光谱、核磁共振谱、荧光光谱、质谱分析法等）和热分析方法（热重分析、差热分析和扫描量热分析等）涉及的仪器设备结构、工作原理、实验技术、功能用途等，通过实例介绍它们在聚合物结构分析中的实际应用。通过课程学习，学生应具有根据高分子单一结构或性能分析的要求，选择正确的分析仪器和方法，并能根据结果进行解析，获得相应结果，同时应了解复杂样品多种分析
西安交通大学聚合物分析方法课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 聚合物分析方法 Analytical Technologies for Polymeric Materials 课程编号 MATL503602 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 高分子物理与化学 教材、参考 书及其他 资料 使用教材： [1] 朱诚身. 聚合物结构分析. 北京：科学出版社，2010. 参考教材： [1] 张美珍. 聚合物研究方法. 北京：中国轻工业出版社，2006. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程以高分子化学和物理等课程为基础，以高分子形态、结构与化学组成 研究为主要任务，为学生系统介绍高分子的多级结构与性能间关系及其剖析技术。 重点培养学生针对高分子结构和性能分析需求，选择适合分析技术及解析的原则。 在课程教学中，主要讲授聚合物结构分析的波谱分析技术（红外光谱、拉曼 光谱、紫外可见光谱、核磁共振谱、荧光光谱、质谱分析法等）和热分析方法（热 重分析、差热分析和扫描量热分析等）涉及的仪器设备结构、工作原理、实验技 术、功能用途等，通过实例介绍它们在聚合物结构分析中的实际应用。通过课程 学习，学生应具有根据高分子单一结构或性能分析的要求，选择正确的分析仪器 和方法，并能根据结果进行解析，获得相应结果，同时应了解复杂样品多种分析
技术联用的原则。通过本课程学习，学生应掌握好剖析高分子化学组成、结构和性能及其关系的金钥匙，并具有评价高分子材料对社会、环境和可持续发展影响的意识。2.2课程的目标及学生应该达到的具体能力1工程与社会通过本课程的学习，学生应了解高分子常用分析仪器的主要结构、工作原理、样品制备方法及设备使用技术要点，能根据高分子结构和性能分析需求，选择恰当的分析仪器设备并获得相应结果，掌握获得谱图的解析方法和流程，能取得有效结论。并能评价解析过程及结果对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，理解剖析对高分子研究的作用及承担的责任。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环境和可持续发展通过对高分子化学组成、结构和功能的剖析，深刻认识高分子材料化学成分和结构在其工程应用中的变化如降解、老化等及对环境、社会经济可持续发展的影响。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。表2-1课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求809123456101112课程目标课程目标1课程目标2M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、教学内容简介章节参考章节名称知识点顺序学时第一章绪论高分子分析含义、常用仪器及分1.近代测试研究对象1类、高分子结构和性能分析重要22.近代仪器分析方法及仪器性等3.聚合物研究和分析概述
技术联用的原则。通过本课程学习，学生应掌握好剖析高分子化学组成、结构和 性能及其关系的金钥匙，并具有评价高分子材料对社会、环境和可持续发展影响 的意识。 2.2 课程的目标及学生应该达到的具体能力 1 工程与社会 通过本课程的学习，学生应了解高分子常用分析仪器的主要结构、工作原 理、样品制备方法及设备使用技术要点，能根据高分子结构和性能分析需求， 选择恰当的分析仪器设备并获得相应结果，掌握获得谱图的解析方法和流程， 能取得有效结论。并能评价解析过程及结果对社会、健康、安全、法律以及文 化的影响，理解剖析对高分子研究的作用及承担的责任。 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 环境和可持续发展 通过对高分子化学组成、结构和功能的剖析，深刻认识高分子材料化学成分 和结构在其工程应用中的变化如降解、老化等及对环境、社会经济可持续发展的 影响。 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。 表 2-1 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 L 课程目标 2 M 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 章节 顺序 章节名称 知识点 参考 学时 1 第一章 绪论 1.近代测试研究对象 2.近代仪器分析方法及仪器 3.聚合物研究和分析概述 高分子分析含义、常用仪器及分 类、高分子结构和性能分析重要 性等 2
第二章光谱分析1.概述2.红外光谱基本原理及分子结构分子振动、吸收条件及光谱产3.激光拉曼散射光谱基本原理及与生、官能团特征吸收、拉曼位移红外光谱区别吸收波数、吸收波长、紫外光1224.紫外-可见光光谱基本原理及分子谱、、电子跃迁、吸收峰移动、结构拉曼散射、荧光等5.荧光光谱分析6.光谱技术在高聚物中的应用第三章核磁共振波谱与质谱1.核磁共振波谱与质谱基本原理2.核磁共振波谱仪及实验技术。核磁共振橡、核磁共振条件、化33.H核磁共振波谱解析方法学位移及影响因素、分子离子44.质谱仪及质谱图解析方法峰、分子裂解方式等5.核磁共振波谱与质谱在高聚物研究中的应用第四章：热分析法1.差热分析和示差扫描量热分析基本原理热分析、差热分析、热重分析概42.影响差热分析和差示扫描量热分念，影响热分析结果的主要因4析法曲线的因素素，热曲线分析原则等你3.热重分析及影响因素4.热分析在聚合物研究中的应用第六章显微分析及复杂样品分析高分子显微分析试样制备、复杂1.TEM和SEM在聚合物中的应用42.各种分析方法的综合应用样品分离、分析方法联用等3.复杂样品分析的一般方法
2 第二章 光谱分析 1.概述 2.红外光谱基本原理及分子结构 3.激光拉曼散射光谱基本原理及与 红外光谱区别 4.紫外-可见光光谱基本原理及分子 结构 5.荧光光谱分析 6.光谱技术在高聚物中的应用 分子振动、吸收条件及光谱产 生、官能团特征吸收、拉曼位移、 吸收波数、吸收波长、紫外光 谱、电子跃迁、吸收峰移动、 拉曼散射、荧光等 12 3 第三章 核磁共振波谱与质谱 1.核磁共振波谱与质谱基本原理 2.核磁共振波谱仪及实验技术。 3.1H 核磁共振波谱解析方法 4.质谱仪及质谱图解析方法 5.核磁共振波谱与质谱在高聚物研 究中的应用 核磁共振橡、核磁共振条件、化 学位移及影响因素、分子离子 峰、分子裂解方式等 4 4 第四章：热分析法 1.差热分析和示差扫描量热分析基 本原理 2.影响差热分析和差示扫描量热分 析法曲线的因素 3.热重分析及影响因素 4.热分析在聚合物研究中的应用 热分析、差热分析、热重分析概 念，影响热分析结果的主要因 素，热曲线分析原则等你 4 5 第六章 显微分析及复杂样品分析 1.TEM 和 SEM 在聚合物中的应用 2.各种分析方法的综合应用 3.复杂样品分析的一般方法 高分子显微分析试样制备、复杂 样品分离、分析方法联用等 2
四、教学安排详表教学方学时对课程目标式（授教学要求序号教学内容分配课、讨（知识要求及能力要求）的支撑关系论)聚合物结构分析概念、研究对象、聚合课程目标1了解高分子分析常用仪器设备以及用途，理解根据实际应用2授课第一章物结构与形态特点、常用仪器、电磁波环境选择测试方法原则等，熟悉本课程的知识框架等。课程目标2谱法、热分析等红外光谱、紫外-可见光谱、拉曼光谱、荧光光谱的产生原理及仪器设备工作原学生应掌握这些光谱技术的应用场景、光谱产生原理：根据授课课程目标1第二章12给定条件，基本能对谱图进行解析：掌握分子结构与特征光理，红外光谱与拉受光谱的区别与联系，讨论课程目标2分子结构与光谱特征的对应关系，以及谱谱图的对应关系等。上述光谱在聚合物中的应用举例等核磁共振波谱与质请的工作原理，仅器课程目标1设备的基本构成及功能，核磁共振波谱熟悉核磁共振波谱仪和质谱的工作原理：能识别核础磁共振谱第三章授课产生及解析方法，质谱工作原理及解析图和质谱图，并能结合已知物质进行谱图解析等。课程目标2流程，以及它们在高聚物研究中的应用差热分析法、示差扫描量热法、热重分掌握三种常见热分析仪器的工作原理及具体用途：测定曲线课程目标1析法的工作原理，影响结果的主要因素，的识别和解析：影响结果的主要因素：聚合物热分析方法的授课第四章热分析曲线的识别、校正及分析方法，选择，及在聚合物制备、服役过程结构与性能研究等中的具课程目标2在聚合物热分析中的应用举例等体应用。能够根据聚合物显微结构分析的要求，掌握样品制备方法：聚合物显微分析的基本特点、样品制备授课课程目标1熟悉复杂样品综合分析的流程，以及不同分析方法联用的原第五章方法，复杂样品分析的流程，不同分析2讨论则，能为简单复杂样品的综合分析，提出初步的综合分析方课程目标2方法的联用等案等
四、教学安排详表 序号 教学内容 学时 分配 教学方 式（授 课、讨 论） 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 聚合物结构分析概念、研究对象、聚合 物结构与形态特点、常用仪器、电磁波 谱法、热分析等 2 授课 了解高分子分析常用仪器设备以及用途，理解根据实际应用 环境选择测试方法原则等，熟悉本课程的知识框架等。 课程目标 1 课程目标 2 第二章 红外光谱、紫外-可见光谱、拉曼光谱、 荧光光谱的产生原理及仪器设备工作原 理，红外光谱与拉曼光谱的区别与联系， 分子结构与光谱特征的对应关系，以及 上述光谱在聚合物中的应用举例等 12 授课 讨论 学生应掌握这些光谱技术的应用场景、光谱产生原理；根据 给定条件，基本能对谱图进行解析；掌握分子结构与特征光 谱谱图的对应关系等。 课程目标 1 课程目标 2 第三章 核磁共振波谱与质谱的工作原理，仪器 设备的基本构成及功能，核磁共振波谱 产生及解析方法，质谱工作原理及解析 流程，以及它们在高聚物研究中的应用 4 授课 熟悉核磁共振波谱仪和质谱的工作原理；能识别核磁共振谱 图和质谱图，并能结合已知物质进行谱图解析等。 课程目标 1 课程目标 2 第四章 差热分析法、示差扫描量热法、热重分 析法的工作原理，影响结果的主要因素， 热分析曲线的识别、校正及分析方法， 在聚合物热分析中的应用举例等 4 授课 掌握三种常见热分析仪器的工作原理及具体用途；测定曲线 的识别和解析；影响结果的主要因素；聚合物热分析方法的 选择，及在聚合物制备、服役过程结构与性能研究等中的具 体应用。 课程目标 1 课程目标 2 第五章 聚合物显微分析的基本特点、样品制备 方法，复杂样品分析的流程，不同分析 方法的联用等 2 授课 讨论 能够根据聚合物显微结构分析的要求，掌握样品制备方法； 熟悉复杂样品综合分析的流程，以及不同分析方法联用的原 则，能为简单复杂样品的综合分析，提出初步的综合分析方 案等。 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10%，PPT讲述10%，考勤/讨论10%）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以过程考核和期末考试结合的方式进行。过程考核包括平时作业成绩、PPT专题汇报等，期末考试采用考试形式。作业主要考察学生对课程专业知识的掌握情况。在教学实施过程中，针对某一知识点或材料体系，布置作业题目，支撑课程目标1。针对高分子材料结构与性能关系分析及服役过程中的变化过程等，将学生分成小组，通过课下文献调研、PPT专题汇报形式，与同学交流观点和看法。在专题汇报中，每组设定1名组长，负责整个专题汇报的组织与协调工作。主讲教师及班级同学共同为每个小组进行打分，取平均分作为PPT讲述环节的最终成绩。该环节对应于课程目标2。在期末考试试题（满分100分）中，有60分对应于课程目标1，考察学生对高分子结构和性能研究对工程与社会的影响：有40分对应于课程目标2，考察学生对高分子分析方法在高分子材料在环境与可持续发展中的作用。期末试题的评分见试题答案与评分标准。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讨论/PPT讲述课程考试（100）分（100分）（100分）60%课程目标1（6-2）100%100%40%课程目标2（7-1）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）平时作业与专题PPT汇报评分标准（a）专题PPT汇报评价标准在专题PPT汇报情况下，采用分组进行，进行文献调研、演讲文稿设计及
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 10%，PPT 讲述 10%，考勤/讨论 10%） 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 课程考核以过程考核和期末考试结合的方式进行。过程考核包括平时作业成 绩、PPT 专题汇报等，期末考试采用考试形式。 作业主要考察学生对课程专业知识的掌握情况。在教学实施过程中，针对某 一知识点或材料体系，布置作业题目，支撑课程目标 1。针对高分子材料结构与 性能关系分析及服役过程中的变化过程等，将学生分成小组，通过课下文献调研、 PPT 专题汇报形式，与同学交流观点和看法。在专题汇报中，每组设定 1 名组长， 负责整个专题汇报的组织与协调工作。主讲教师及班级同学共同为每个小组进行 打分，取平均分作为 PPT 讲述环节的最终成绩。该环节对应于课程目标 2。 在期末考试试题（满分 100 分）中，有 60 分对应于课程目标 1，考察学生 对高分子结构和性能研究对工程与社会的影响；有 40 分对应于课程目标 2，考 察学生对高分子分析方法在高分子材料在环境与可持续发展中的作用。期末试题 的评分见试题答案与评分标准。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 讨论/PPT 讲述 （100 分） 课程考试 （100 分） 课程目标 1（6-2） 100% 60% 课程目标 2（7-1） 100% 40% 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）平时作业与专题 PPT 汇报评分标准 （a）专题 PPT 汇报评价标准 在专题 PPT 汇报情况下，采用分组进行，进行文献调研、演讲文稿设计及
PPT制作等，由成员共同汇报，并与班级同学进行自由讨论与交流。表5-2课堂讨论评分标准评分标准中优良及格不及格(80-89分）(0-59分）（90-100分）(70-79分）(60-74分）课程目标2能够准确、清晰能够准确、清晰能够较为准确、基本能够表述任务完成情况地表述小组或地表述小组或清晰地表述小小组或个人的较差，个人或任务及完成情个人的任务及个人的任务及组或个人的任小组任务分配完成情况，阐明完成情况，阐明务及完成情况，况，能够进行较混乱，取得取得的效果，深取得的效果，能能够进行一般般的话题讨论，的效果一般。F的话题讨论，逻逻辑基本清晰，陈述过程中存入话题讨论，与够进行较为深同学之间有效入的话题讨论，辑基本清晰，概概念基本正确，在概念的错讨论或者辩论，在与同学之间念正确。能很好有一定的说服误，表述不清，逻辑清晰，概念的讨论或者辩体现聚合物分力。能体现聚合逻辑混乱，无正确。能充分体论中，逻辑基本析方法在环境物分析方法在法与同学交流现聚合物分析清晰，概念正与可持续发展环境与可持续和讨论。不能方法在环境与确。能体现聚合中的作用。发展中的作用。很好地体现聚可持续发展中物分析方法在合物分析方法的重要作用。环境与可持续在环境与可持发展中的重要续发展中的作用。作用。（b）平时作业评价标准教师布置作业，学生通过查阅文献、整合所学知识等完成作业，由教师根据评分标准给出分数。表5-3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）具有很强的具有较强的具有一定的课程目标1能够查阅相不能自主查文献查阅能查阅文献。能文献查阅能关文献。能根阅相关文献。力和文稿组根据实际场力。能根据实据实际场景不能根据实织能力。能根景分析和选际场景分析分析和选用际场景分析据实际场景用恰当的高和选用适当和选用适合高分子分析分析和选用分子分析方的高分子分的高分子分方法，能评价正确的高分法，能正确评析方法，能正其对社会、健析方法，能正子分析方法，价其对社会、确评价其对健康等的影能正确评价社会、健康等康等的影响确评价其对响和制约因的影响和制其对社会、健和制约因素，社会、健康等康等的影响素，并理解相约因素，并理并理解相应的影响和制和制约因素，应责任。解相应责任。责任。约因素，并理并理解相应解相应责任。责任
PPT 制作等，由成员共同汇报，并与班级同学进行自由讨论与交流。 表 5-2 课堂讨论评分标准 评分标准 优 （90-100 分） 良 （80-89 分） 中 （70-79 分） 及格 （60-74 分） 不及格 （0-59 分） 课程目标 2 能够准确、清晰 地表述小组或 个人的任务及 完成情况，阐明 取得的效果，深 入话题讨论，与 同学之间有效 讨论或者辩论， 逻辑清晰，概念 正确。能充分体 现聚合物分析 方法在环境与 可持续发展中 的重要作用。 能够准确、清晰 地表述小组或 个人的任务及 完成情况，阐明 取得的效果，能 够进行较为深 入的话题讨论， 在与同学之间 的讨论或者辩 论中，逻辑基本 清晰，概念正 确。能体现聚合 物分析方法在 环境与可持续 发展中的重要 作用。 能够较为准确、 清晰地表述小 组或个人的任 务及完成情况， 能够进行一般 的话题讨论，逻 辑基本清晰，概 念正确。能很好 体现聚合物分 析方法在环境 与可持续发展 中的作用。 基本能够表述 小组或个人的 任务及完成情 况，能够进行一 般的话题讨论， 逻辑基本清晰， 概念基本正确， 有一定的说服 力。能体现聚合 物分析方法在 环境与可持续 发展中的作用。 任务完成情况 较差，个人或 小组任务分配 较混乱，取得 的效果一般。 陈述过程中存 在概念的错 误，表述不清， 逻辑混乱，无 法与同学交流 和讨论。不能 很好地体现聚 合物分析方法 在环境与可持 续发展中的作 用。 （b）平时作业评价标准 教师布置作业，学生通过查阅文献、整合所学知识等完成作业，由教师根据 评分标准给出分数。 表 5-3 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 具有很强的 文献查阅能 力和文稿组 织能力。能根 据实际场景 分析和选用 正确的高分 子分析方法， 能正确评价 其对社会、健 康等的影响 和制约因素， 并理解相应 责任。 具有较强的 查阅文献。能 根据实际场 景分析和选 用恰当的高 分子分析方 法，能正确评 价其对社会、 健康等的影 响和制约因 素，并理解相 应责任。 具有一定的 文献查阅能 力。能根据实 际场景分析 和选用适当 的高分子分 析方法，能正 确评价其对 社会、健康等 的影响和制 约因素，并理 解相应责任。 能够 查阅 相 关文献。能根 据实 际 场景 分析 和选 用 高分 子分 析 方法，能评价 其对社会、健 康等 的 影响 和制约因素， 并理 解 相应 责任。 不 能 自 主 查 阅相关文献。 不 能 根 据 实 际 场 景 分 析 和 选 用 适 合 的 高 分 子 分 析方法，能正 确 评 价 其 对 社会、健康等 的 影 响 和 制 约因素，并理 解相应责任
绒厚民大纲制定者：大纲审核者：马伟最后修订时间：2020年5～月20～日
大纲制定者： 大纲审核者：马伟 最后修订时间： 2020 年 5 月 20 日