“材料現代表征技術”在線課程建設教學改革探微

李紅霞 毛啟楠

一、課程簡介

“材料現代表征技術”是一門在材料科學領域研究材料結構、組成、缺陷、性能，以及其變化規律等不可缺少的基礎課程。通過學習該課程，學生可以正確地選擇哪種儀器、怎樣的方法，對研究結果又該如何分析等，從而進入并馳騁材料的迷人世界。

二、課程建設理念

第一，根據課程知識結構的特點，做到重點突出，層次分明，把重要材料表征技術的原理講透。第二，授課內容注重理論和實際相結合，教師在授課過程中大量引用工程案例，通過科研實例，使理論知識更加形象具體，讓本來難懂的原理變得易于被學生掌握。第三，在授課過程中，教師要注意將難度較大的知識點分解成容易理解的小知識點，激發學生的學習熱情，加深學生對重點和難點知識的理解。第四，課程的每個章節都給出了學習目標，有助于學生綜合把握進行所學知識。第五，課程針對每個章節給出了相應的練習題，讓學生對所學知識進行測試，及時查缺補漏。第六，安排XRD、SEM和光譜等實驗內容，讓學生在實際操作中進一步掌握各類技術和儀器，加強學生對知識點的掌握。第七，注重線上線下相結合，一方面，加強線上資源的維護和完善，學生通過網絡資源，可以很好地對所學知識查缺補漏，加深對相關知識的掌握和理解;另一方面，在線下，教師及時講解學生在線上學習中遇到的問題，體現課程優勢。

三、課程教學大綱

在第1周次，介紹材料現代表征技術的重要性，讓學生深刻認識材料現代表征技術對材料發展、科技發展和人類社會發展的重大意義。同時，引導學生思考人生，幫助學生建立正確的人生觀，激發學生多學科學習興趣。

在第2周次，了解電磁波譜的波粒二象性，掌握常見的電磁波譜的產生機理，了解原子與分子的能態，掌握電磁輻射與材料的相互作用，掌握常見的晶體結構。

在第3周次，了解彈性散射和非彈性散射的產生機理，掌握入射電子束與固體作用產生的發射現象。

在第4周次，了解常見的材料現代表征技術，掌握XRD、SEM及光譜測試等原理，掌握X射線的產生、特征X射線譜，以及光電子、俄歇效應。

在第5周次，理解與掌握X射線衍射原理。

在第6周次，掌握X射線衍射幾何條件，教學內容包括布喇格定律產生條件和應用。

在第7周次，掌握多晶體的衍射儀法研究，了解晶粒大小的計算，X射線物相分析。

在第8周次，多晶X射線衍射分析方法。學生做文獻調研，開展PPT講解、問題回答。

在第9周次，掌握電子衍射的基本原理，了解電子衍射儀花樣的標定方法。理解分辨率的定義，電子衍射的基本原理，電子衍射和X射線衍射的區別。

在第10周次，掌握透射電子顯微鏡的基本原理和應用，了解樣品制備、襯度、明暗場像。

在第11周次。掌握掃描電子顯微鏡和電子探針的基本原理，了解二次電子像、背散射電子像以及樣品制備。

在第12周次，掌握AES，XPS的基本原理、特點、應用。了解儀器的結構、操作及譜圖分析。

在第13周次，掌握紫外可見吸收光譜的基本原理和應用，了解紫外可見吸收光譜儀的結構和使用方法。

在第14周次。掌握分子熒光光譜法的基本原理，發射譜和激發譜等基本概念。了解熒光光譜儀的結構，相應的實驗測定技術，紅外吸收光譜法的基本原理和應用，樣品制備，紅外光譜儀的操作，以及拉曼光譜的基本原理、特點、應用，并注意結合著紅外光譜進行對比。

在第15周次，掌握基本的物相分析方法。了解X射線衍射儀的基本構造、樣品制備、定量分析。

在第16周次，掌握樣品的制備要求，了解SEM的基本構造、能譜的基本應用。

四、課程考核方式

本課程總成績100分，由平時成績和期末考試成績（期末考試內容涵蓋4章的全部內容）兩部分組成，各占50%。平時成績由線上學習和線下學習組成，線上學習占40%（其中線上課后習題占20%，最終在線考試成績占20%），線下學習占10%，主要為課上研討成績。

※本文系杭州電子科技大學研究生在線課程建設項目資助，項目編號：ZXKC2020004;2020浙江省優秀研究生課程“材料現代表征技術”資助。

（作者單位：杭州電子科技大學）