《材料现代研究方法》课程设计Word格式.docx
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使学生了解材料现代分析技术必要的理论基础，基本知识和技能。
并为在材料科学领域内应用这些技术，解决实际问题打下基础。
通过学习基本掌握X射线衍射、电子显微分析，扫描电子显微镜等的基本原理和基本方法。
了解常用分析方法的应用领域和实验结果的处理及分析方法。
使学生具备严谨的工作作风、吃苦耐劳的工作精神及良好的安全意识。
能力目标：
（1）在掌握各种分析方法的基本原理的基础上，着重了解和掌握各种测试结果的解读和标定。
（2）能够熟练使用X射线衍射仪对材料进行物相分析、定量分析；
（3）能使用透射电子显微镜对材料进行分析；
（4）能使用电子显微镜对材料进行分析；
（5）能够根据工作需要选择合适的材料分析方法，并进行分析。
知识目标：
（1）通过学习本课程，使同学们了解和掌握材料现代分析技术中必须的理论基础、基本知识和技能；
（2）了解X射线衍射、电子显微镜以及其它显微组织结构和成分的分析方法和技术；
（3）立方晶系衍射图谱的标定；
（4）非立方晶系的衍射图谱的标定；
（5）电子衍射图谱的标定。
素质目标：
（1）注意培养学生的解决问题的能力，使同学们在今后进行材料研究过程中，能应用所学知识和技能，解决研究过程中所遇到的实际问题；
（2）在独立学习和工作的基础上，养成良好的职业道德和敬业精神，具备严谨的工作作风和吃苦耐劳的工作精神；
（3）在操作中培养学生对机械设备、化学仪器的掌控能力；
（4）培养对多种因素进行综合分析和综合应用的能力；
（5）爱护公物、注重工作安全性，具备事故防范意识。
三、课程内容设计：
序号
模块（或子模块）名称
学时
1
第一次课
2
Fe55自熔合金粉及其喷焊层XRD分析
10
3
Fe55喷焊层透射电子显微分析
8
4
Fe55喷焊层扫描电子显微分析
5
45钢差热分析
6
最后一次课
合计
四、能力训练项目设计
编号
能力训练项目名称
子项目编号、名称
拟实现的能力目标
相关支撑知识
训练方式、手段及步骤
可展示的结果
1.1X射线物理学基础
能理解X射线产生基本原理
掌握X射线的物理性能
实物展示
X射线衍射仪
1.2X射线衍射方向
能运用X射线衍射晶体学
掌握X射线衍射方向
图片、视频演示
衍射效果图
1.3X射线衍射强度
能分析X射线衍射强度
掌握X射线衍射强度的运用方法
仪器操作
衍射图谱
1.4喷焊层物相分析及点阵参数精确测定
能对喷焊层进行物相分析
掌握物相分析的基本步骤；
了解点阵参数基本概念
XRD图谱
2.1电子衍射谱的特征与分析
能分析电子衍射谱
电子衍射谱
软件操作
性能数据
2.2TEM显微图像衬度分析
能分析TEM显微图像衬度
TEM显微图像衬度
2.3试样制备
能制备试样
试样制备步骤
透射试样
3.1电子探针工作原理、结构
能操作相关分析软件
电子图像分析方法
分析报告
3.2扫描电镜结构及操作
能操作设备
电子探针工作原理
理论讲解
3.3扫描电镜、电子探针仪的分析及应用
能分析材料性能
分析方法及应用
4.1差热分析
能操作差热分析仪
差热分析工作原理
知识讲解
4.2差热扫描量热法
能测定材料的物理性能
差热扫描量热法
4.3热重分析
能操作热重分析仪
热重分析法
实验报告
其他分析方法简介
5.1离子探针
能运用离子探针
离子探针分析方法
5.2穆斯堡尔谱法
能运用穆斯堡尔谱法
穆斯堡尔谱法
5.3核磁共振
能运用核磁共振
核磁共振方法
五、课程进程表
课次
周次
教学目标和主要内容
单元标题
项目编号
知识目标
能力目标
其它（含考核内容、方法）
掌握本门课程的课程定位、课程内容、学习目标；
②了解本课程的考核方式（详见考核方案），形成性考核与总结性考核；
③观看视频、图片，增强学习兴趣；
④师生沟通交流，了解学生想法与认识，教与学有的放矢；
②能根据本课程的教学要求思考学习方法，编制学习方案。
①学生分组制定本课程学习方案。
理解X射线与物质的相互作用机制、X射线的产生机制。
②了解X射线谱的实验规律、X射线的产生装置、x射线防护知识。
③掌握X射线的本质、X射线谱产生的实质。
能画出X射线产生图谱；
②能够举出X射线应用实例。
①考核学生对X射线掌握程度。
①理解布拉格方程、衍射的概念；
②了解晶体几何学基础；
③掌握衍射的概念、布拉格方程以及衍射方法；
掌握结构因子、多晶体的衍射强度和积分强度计算。
①应用布拉格方程求算晶面间距。
①考核学生对X射线衍射方向的掌握程度。
理解X射线衍射强度的含义；
②了解多重性因子，罗仑兹因子，吸收因子，温度因子等概论。
能够进行结构因子、多晶体的衍射强度和积分强度计算。
①考核学生对衍射强度计算方法的掌握程度。
理解PDF卡片的内容及含义；
②了解物相定量分析方法、点阵常数的精确测定；
③掌握多晶体的物相分析原理、物相定性分析方法。
应用物相定性分析方法分析物质。
①考核学生对Fe55喷焊层物相定性分析掌握程度。
7
理解电子衍射原理；
②了解复杂电子衍射花样；
③掌握电子显微镜中的电子衍射、单晶体电子衍射花样标定。
应用电子衍射分析晶体
①对Fe55喷焊层进行电子衍射分析
理解透射电镜的结构；
②了解透射电镜的应用；
③掌握透射电镜成像原理,掌握透射电镜的复型技术和方法。
能够进行透射电子显微镜的样品分析。
①考核学生对透射电镜的掌握程度。
9
掌握透射试样制备的基本要求；
②掌握透射试样制备的操作规程。
能够制备试样进行透射电镜分析。
①考核学生制备试样的能力。
11
理解电子探针分析构造；
②了解电子探针分析应用；
③掌握电子探针分析方法及微区成分分析技术。
应用微区分析技术分析物质成分和结构。
①考核学生对电子探针掌握程度。
12
①理解扫描电子显微镜的构造和工作原理；
②了解电子束与固体样品作用时产生的信号；
③掌握扫描电子显微镜的主要性能、表面形貌衬度原理及其应用。
能够应用扫描电子显微镜进行样品分析
①考核学生对扫描电镜的掌握程度。
13
掌握电子探针的使用方法；
②掌握扫描电镜的使用方法和操作规程。
能够根据要求对Fe55喷焊层进行扫描分析。
①考核学生对扫描电镜操作的掌握程度。
14
15
①理解差热分析仪器构造及分析过程；
②了解差热分析主要应用；
③掌握差热分析基本原理。
①应用差热分析结构分析物质的稳定性。
①考核学生对差热分析的掌握情况。
16
①理解差热扫描量热分析仪器构造及分析过程；
②了解分析仪器构造及分析过程应用领域；
③掌握差示扫描量热法基本原理。
①应用差示扫描量热法分析物质的热性能。
①考核学生对差热扫描量热法
17
①理解热重分析仪器构造及分析过程；
②了解热重分析主要应用；
③掌握热重分析基本原理。
①应用热重分析结构分析物质的稳定性。
①考核学生对热重分析的掌握情况。
18
考核学生对材料现代研究方法的掌握情况；
②了解行业发展情况。
学生进行自我评价；
②教师提出期望。
①考核学生对该课程的掌握情况。
六、第一节课梗概
整体介绍本课程将要讲授的内容及其与工厂企业的联系，向学生告知本课程的教学目标、考核方式。
向学生提出上课要求。
1、展示本课程的学习意义，即材料现代分析技术应用（视频观看、数据展示、实物展示等）
让学生认识到本课程中的技术应用广泛，突出本课程的作用和重要性。
通过展示企业、学校及研究所材料研究手段的应用，提升学生的学习兴趣。
2、以视频、动画、图片形式展示材料现代研究方法的应用情况。
让学生看过以后讨论一下问题：
①图片中展示的组织是什么样子的？
②视频中的粉末形貌采用的是什么分析技术？
3、展示实验实训环境，说明本课程的学习任务和学习方法。
让学生明确本课程的学习任务和能够达到的能力目标。
本课程学习方法采用资料搜集、决策计划、任务实施、检查评估四个步骤。
4、介绍课程的考核方式（详见考核方案设计）
过程考核和终结考核结合、理论考核和实践考核结合。
课程实践性较强，要求学生的动手能力、分析能力高，所以要加强过程性考核，加强应用能力的考核。
5、学生根据本课程的学习任务制定本课程的学习方案和计划，并上交。
以此来提醒和激励学生要以严肃认真负责任的态度完成本课程的学习，为课程实施提供有力支持。
七、考核方案
考核分为过程性考核和终结性考核。
其中过程性考核占70%，终结性考核占30%。
具体考核内容分配如下：
1、过程性考核，包括平时成绩和项目考核成绩，共占总成绩70%。
平时成绩（20%）：
出勤（10%），学习态度（10%）。
项目考核成绩（50%）：
任务成绩考核见课程任务考核表，任务及项目所占比例见项目比重分配表。
《材料现代研究方法》课程任务考核表
班级
姓名
学号
得分
考核成绩
教师评价
学生互评
学生自评
考核说明
任务考核明细
任务名称：
考核内容
分值
得分
资料搜集与整理
决策计划
任务实施
30
检查评估
20
文件整理
知识考核
从综合测试中抽选题目组成试卷（20）
《材料现代研究方法》项目比重分配表
能力训练项目
任务名称
比重（%）
项目比重
任务
30%
40
20%
10%
2、终结性考核，占总成绩30%。
期末笔试（30%）：
基本理论储备，采用闭卷考试，考试时间为90分钟。
注重学生创新能力的培养，提高其解决实际问题的能力，对在实践过程中有突出表现的学生积极引导，鼓励其发挥创造力，促进学生综合素质的发展。
八、教学材料
（一）教材
【1】周玉编著.2005.材料分析方法.机械工业出版社
【2】杜希文原续波主编.2006.材料分析方法.天津大学出版社
（二）主要参考书
【1】左演声主编.2005.材料现代分析方法.北京工业大学出版社
【2】常铁军主编.2007.材料近代分析测试方法.哈尔滨工业大学出版社
附：
课程整体设计体会
《材料现代研究方法》是金属材料与热处理专业的一门重要的技术课程，《材料现代研究方法》是材料科学与工程专业必修的一门技术基础课。
其主要内容包括:
X射线衍射分析技术、电子显微镜分析技术、热分析技术、红外光谱分析等。
通过本课程的学习，使学生掌握材料研究的基本方法，学会进行材料微观组织结构分析和物理性能分析的常用仪器设备的原理及使用方法，为学生今后从事材料科学与工程领域打下基础。
要求同学在掌握上述知识的同时，培养独立学习、工作，具有团队合作精神，具备相应的职业道德，具有良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风，能创造性的完成各项任务，了解相关的法律法规，掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
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