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功能材料概论一、课程说明课程编号: 070117Z10课程名称: 功能材料概论/ Introduction to Functional Materials课程类别: 专业选修课学时/学分: 24/1.5先修课程: 材料科学基础、材料性能学、金属材料及热处理适用专业: 粉体材料科学与工程、材料化学教材、教学参考书:二、课程设置的目的意义通过本课程的学习, 使学生掌握几类重要的功能材料相关知识, 包括能源材料、电功能材料、磁性材料、精细功能陶瓷、多孔材料及形状记忆材料等。
了解各种粉体功能材料的功能性原理、材料的基本特性, 掌握材料的制备方法及工艺, 了解材料的应用及最新发展动态, 培养分析与解决实际问题的能力。
为以后从事粉末冶金、材料科学与工程研究、以及相关教学、生产的能力培养打下基础。
三、课程的基本要求知识要求: 使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点, 掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础, 又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。
使学生既有坚实的功能材料物理基础, 又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。
通过本课程学习, 使学生对典型功能材料, 如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解, 掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。
能力要求: 要求学生能够在识记的基础上, 较好地理解所学内容, 全面正确地掌握基本概念、基本原理, 并且能够进行简单分析和判断。
以学生为中心, 在不断扩充奠定学生材料知识基础上, 使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力。
素质要求：培养学习兴趣, 分别以自主和群组的方式不断学习, 培养团队合作素质, 主动关心认识周围世界的材料, 喜欢材料的世界, 有为创造、改良和完善材料而努力的意愿, 从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求本课程不含实践学时。
《功能材料概论》课程教学大纲课程名称：功能材料概论课程类别：必修课适用专业：材料化学考核方式：考试总学时、学分：48 学时、3学分一、课程教学目的《功能材料概论》是材料化学专业的必修课。
课程的主要目的是进一步拓宽材料化学专业学生的知识视野，对各种功能材料的知识体系有更深入的了解。
通过本课程的学习，使学生掌握典型功能材料的基本原理、制备方法及应用领域，了解各种材料的一系列优异性能。
使学生进一步掌握各种功能材料的结构、组成和性能之间的基本关系。
同时使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料和智能材料等国内外研究现状有一定的了解。
二、课程教学要求通过本课程的学习，要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理；基本掌握功能材料的制备方法和工艺、功能材料的设计方法和性能研究方法，使学生在生产实践和研究工作中能够准确灵活运用所学到的知识和技能。
三、先修课程学生学习完《无机化学》、《分析化学》、《有机化学》和《纳米材料化学》以后开设本课程。
四、课程教学重、难点本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。
本课程难点是各种功能材料的基本原理，以及功能材料的制备、组成、结构和性能之间的关系。
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章绪论（1学时）1．教学内容(1)功能材料发展概说；(2)功能材料的分类及特点；(3)功能材料的制备方法简介：溶胶-凝胶法；快淬快凝技术；复合与杂化；无机非金属功能材料的典型制备方法；功能高分子材料的制备；(4)功能材料的表征方法简介：材料组成表征；材料结构表征：材料性能表征。
《功能材料》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程名称（中/英文）：功能材料/ Functional Materials2、课程性质：专业限选课3、周学时/学分：4/24、授课对象：应用化学二、课程简介功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。
本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。
三、教学目的与基本要求(注：必须明确要达到的知识、能力要求)使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。
通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。
要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。
以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学进度表五、考核方式和成绩评定办法1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考2、成绩评定办法：平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%.六、正文第一章绪论（教学时数2）教学目的：本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类，以及新型功能材料的研究进展。
讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。
功能材料概论教学大纲《功能材料概论》教学大纲一、《功能材料概论》课程说明(一)课程代码:08131107(二)课程英文名称:Introduction to Functional Materials(三)开课对象:材料物理本科专业学生(四)课程性质:功能材料概论是材料物理专业的一门专业选修课。
本课程的任务是使学生了解各种功能材料的制备原理以及应用。
(五)教学目的:本课程的目的是使学生获得较广泛的功能材料的基础知识以及应用范围。
(六)教学内容:1(功能材料的科学基础晶体学基础及材料性能、高分子基础2(金属功能材料超导材料、贮氢合金、形状记忆合金、水晶态合金、磁性材料3(无机非金属功能材料半导体材料、光学材料、精细功能陶瓷、功能转换材料4(功能高分子材料高分子试剂及固相合成、高分子催化剂、固定化酶及高分子螯合剂、感光及导电性高分子材料、高分子药物(七)教学时数:学时数: 36 学时分数: 2 学分学时数具体分配教学内容讲授实验/实践合计第一章晶体学基础及材料性能 4 4 第二章高分子基础 4 4 第三章超导材料 4 4 第八章半导体材料 6 6 第九章光学材料 8 8 第十二章高分子试剂及固相合成 6 6 第十四章感光及导电高分子 4 4 合计 36 36(八)教学方式以板书为主要形式的课堂教学。
(九)考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。
严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章晶体学基础及材料性能教学要点:通过本章的学习使学生了解晶体学基础，及初步认识各种功能材料1. 了解晶体特征，掌握晶体结构2. 初步了解功能材料的性能教学时数:4教学内容:1.1 晶体特征1.1.1 空间点阵1.1.2 晶面指数1.1.3 对称性1.2 化学键与晶体1.2.1 离子晶体1.2.2 原子晶体1.2.3 金属晶体1.2.4 分子晶体1.3 晶体结构1.3.1 元素的晶体结构1.3.2 典型晶体结构 1.4 晶体缺陷1.4.1 点缺陷1.4.2 线缺陷1.4.3 面缺陷1.5 导体、半导体和绝缘体1.5.1 能代填充与晶体导电性1.5.2 导体、半导体和绝缘体的区别 1.6 功能材料的性能1.6.1 半导体电性1.6.2 磁性1.6.3 超导性1.6.4 光谱性质考核要求:1.了解晶体特征，掌握晶体结构2.初步了解功能材料的性能第二章高分子基础教学要点:1. 了解高分子的概念2. 初步掌握合成高分子的化学反应3. 了解高聚物的分类和命名教学时数:2教学内容:2.1 高分子的概念2.1.1 高分子的含义2.1.2 高分子的结构 2.2 合成高分子的化学反应2.2.1 变化分类2.2.2 动力学分类2.2.3 均聚反应和共聚反应2.2.4 高分子的化学反应 2.3 高聚物的分类和命名2.3.1 高聚物的的分类2.3.2 高聚物的命名 2.4 高聚物材料的特性2.4.1 高分子与低分子的区别2.4.2 分子量分布2.4.3 热学和力学性质考核要求:1.了解高分子的概念2.初步掌握合成高分子的化学反应3.了解高聚物的分类和命名第三章超导材料教学要点:1.了解超导的微观图像2.了解超导体的临界参数3.掌握超导材料的应用教学时数:4教学内容:3.1 超导的微观图像3.1.1 超导能隙3.1.2 电子-声子相互作用 3.2 超导的临界参数3.2.1 临界温度3.2.2 临界磁场3.2.3 临界电流 3.3 低温超导材料3.4 超导材料的应用3.4.1 开发新能源3.4.2 节能方面3.4.3 超导磁悬浮列车考核要求:1.了解超导的微观图像2.了解超导体的临界参数3.掌握超导材料的应用第八章半导体材料教学要点:1.了解典型半导体材料2.了解半导体微结构材料3.了解非晶态半导体教学时数:6教学内容:8.1 典型半导体材料8.1.1 半导体材料分类8.1.2 硅和锗8.1.3 砷化镓半导体微结构材料8.28.2.1 异质薄层材料8.2.2 超晶格种类 8.3 非晶态半导体8.3.1 非晶态半导体的能代结构8.3.2 电学和光学性质 8.4 半导体陶瓷8.4.1 ptc半导体陶瓷8.4.2 ntc 半导体陶瓷8.4.3 ctr半导体陶瓷8.4.4 压敏半导体陶瓷考核要求:1.了解典型半导体材料2.了解半导体微结构材料3.了解非晶态半导体第九章光学材料教学要点:1.了解激光材料2.了解光纤材料3.了解红外材料4.掌握发光材料教学时数:8教学内容:9.1 激光材料9.1.1 激光的产生9.1.2 固体激光器材料 9.2 光线材料9.2.1 光线材料的结构和分类9.2.2 光在光纤中的传输的基本原理9.2.3 光线材料及制造 9.3 红外材料9.3.1 红外线的基本性质9.3.2 红外材料 9.4 发光材料9.4.1 发光的特征9.4.2 电子束激光发光9.4.3 场致发光 9.6 液晶材料9.6.1 液晶的结构9.6.2 液晶的效应9.6.3 液晶材料考核要求:1.了解激光材料2.了解光纤材料3.了解红外材料4.掌握发光材料第十二章高分子试剂及固相合成教学要点:1.了解高分子试剂的特点2.了解高分子氧化试剂3.了解高分子还原试剂4.掌握高分子载体上的固相合成教学时数:6教学内容:12.1 高分子试剂的特点12.1.1 易于与低分子化合物分离12.1.2 具有较好的稳定性12.1.3 微环境可以人为的控制12.1.4 相互难接近性 12.2 高分子氧化试剂12.2.1 过氧酸12.2.2 硒化合物12.2.3 氯化硫代苯甲醚12.3 高分子还原试剂12.3.1 高分子还原剂12.3.2 磺酰类高分子还原剂12.3.3 吸附性高分子还原剂 12.7 高分子载体上的固相合成12.7.1 多肽的固相合成12.7.2 有机化合物的合成考核要求:1.了解高分子试剂的特点2.了解高分子氧化试剂3.了解高分子还原试剂4.掌握高分子载体上的固相合成第十四章感光及导电高分子教学要点:1.了解感光性高分子材料2.了解导电性高分子材料教学时数:4教学内容:14.1 感光性高分子材料14.1.1 概述14.1.2 感光材料介绍 14.2 导电性高分子材料14.2.1 高分子导体14.2.2 光导电聚合物考核要求:1.了解感光性高分子材料2.了解导电性高分子材料三、推荐教材和参考书目(一)教材:《功能材料概论》殷景华等主编，第一版，哈尔滨工业大学出版社，1999(二)参考书:1.《材料物理导论》熊兆贤主编，第一版，科学出版社，20002.《现代功能材料及应用》郭卫红等主编，化学工业出版社，2002。
课程基本情况· 课程名称：功能材料导论· 课程性质：专业课· 教学对象：功能材料专业学生· 总学时：16学时课程思政教学整体设计思路（一）教学设计：《功能材料导论》课程是功能材料专业创新创业课程群的重要一环。
采用课堂授课、课堂讨论、小组式案例式研究项目立项和展示相结合的形式，旨在打通课内外、专业内外、校内外的界限，课堂授课、实践参观、企业导师现场教学和实践项目立项相结合，将专业知识与我国新能源材料领域的发展相结合，充分调动学生的积极性，激发学生的内驱力，帮助学生取得科研实践成果，达到本课程为国家新能源材料领域发展培养思想过硬和专业素质突出的专门人才的目的。
课程相关的授课和实践环节均围绕功能材料领域的研究热点以及我国在该领域面临的机遇和挑战开展，最终学生的科技立项实践报告也是围绕我国在功能材料领域的研究方向来进行。
课程最终提交立项报告和进行现场答辩，由主讲教师、项目指导教师和企业导师根据学生是否达成思政课程目标共同打分。
课程开展是以学校“未来三十年”大赛为模板，围绕我国能源材料领域的研究热点，以学生自选项目为载体，在教师指导下，学生完成从选题、论证、规划、执行、总结的全部过程，得到完整的项目实践训练。
激发学生对专业学习的兴趣，打通课内外学生的科研创新活动，培养学生的自学能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力、团队合作、交流能力，提高学生的综合实践能力。
课程思政典型教学案例（一）案例名称《能源存储材料》章节教学案例（二）案例教学实施过程1.教学内容分析：介绍能源存储材料的分类、结构和工作原理，以及我国在能源存储领域的发展现状和研究热点。
学生分组开展头脑风暴，进行课堂讨论，提出自己设想的未来能源存储材料的研究方向和趋势。
通过采用在课堂上对核心知识点讨论的方式，增强学生的学习兴趣，使学生进一步加深了该章节课程内容的理解，充分锻炼了学生们的口头表达能力和沟通交流能力。
