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《现代仪器与材料分析》课程教学大纲

  • 发布者 Sophie 发布时间 2020年09月18日 11:03 浏览次数

  • 《现代仪器与材料分析》课程教学大纲

    一、课程基本信息
    课程代码:
    课程名称:现代仪器与材料峰分析          
    课程英文名称:Modern instrument and material analysis
    课程所属单位:化学与环境工程学院化工系化学工程与工艺教研室
    课程面向专业:化学工程与工艺
    课程类型:必修          
    先修课程:高等数学、大学物理、无机及分析化学、物理化学、有机化学                        
    学时学分: 总学时64 (其中理论学时:48;实验学时 16),学分4

    二、课程性质与目标
    《现代仪器和材料分析》的主要任务是介绍常用的主要仪器分析方法,对于培养化工专业学生在化工原料、产品、催化剂、新材料的改进和分析中,综合运用专业知识和技能解决的复杂化学工程问题具有重要作用。在进入本课程学习前,学生应高等数学、大学物理、无机及分析化学、物理化学、有机化学等基础知识;在本课程学习中,学生将在了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用基本原理和构成,正确分析和解释实验数据和实验现象,分析多个因素对化工问题的影响等获得较为综合的能力培养,从而为进入化工专业课程、毕业设计等实践环节打下基础。
    本课程的主要课程目标为:
    1、能够运用仪器分析方法的基本原理和方法,结合文献研究信息,从组成、含量、结构和形貌等多个角度分析对化工问题的影响并获得有效结论(支撑毕业要求指标点3.1);
    2、能够正确分析和解释通过现代仪器获得实验数据和实验现象,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设(支撑毕业要求指标点3.2);
    3、了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用基本原理和构成,并理解其局限性(支撑毕业要求指标点3.4);
    4、能够针对复杂化工工程问题,恰当选择并正确使用仪器开展分析工作(支撑毕业要求指标点11.2);
    5、能够从个人发展或行业需求的角度出发,认识自主学习和终身学习的必要性,能够自主提出学习目标和方案(支撑毕业要求指标点11.3)。

    表1 课程目标和毕业要求指标点对应关系
    毕业要求指标点 指标点表述 课程目标
    工程问题分析2.4 2.4 能够运用基本原理和方法,结合文献研究信息,分析多个因素对化工问题的影响并获得有效结论 课程目标1  能够运用仪器分析方法的基本原理和方法,结合文献研究信息,从组成、含量、结构和形貌等多个角度分析对化工问题的影响并获得有效结论
    研究4.4 4.4 能够正确分析和解释实验数据和实验现象,通过信息综合验证或证伪提出的思路或假设 课程目标2  能够正确分析和解释通过现代仪器获得实验数据和实验现象,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设
    使用现代工具5.1 5.1 了解化工专业常用现代分析和测试仪器、信息技术工具、数据分析、工程设计和模拟软件的使用原理和方法,并理解其局限性 课程目标3了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用基本原理和构成,并理解其局限性
    使用现代工具5.2 5.2 能够针对复杂化工工程问题,恰当选择并正确使用仪器、信息资源、软件开展分析、计算或设计工作 课程目标4能够针对复杂化工工程问题,恰当选择并正确使用仪器开展分析工作
    终身学习12.1 12.1 能够从个人发展或行业需求的角度出发,认识自主学习和终身学习的必要性,能够自主提出学习目标和方案 课程目标5  能够从个人发展或行业需求的角度出发,认识自主学习和终身学习的必要性,能够自主提出学习目标和方案

    三、课程教学内容与要求
    第一章 绪论及学科前沿进展
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)现代仪器与材料分析在化工材料分析的重要性与意义
    (2)现代仪器与材料分析的知识体系
    (3)现代仪器与材料分析的理论依据
    (4)本课程的教学模式
    基本要求:
    (1)了解现代仪器与材料分析在化工材料分析的重要性与意义
    (2)了解现代仪器与材料分析的知识体系
    (3)理解现代仪器与材料分析的理论依据
    (4)了解本课程的教学模式
    2、教学重点
    现代仪器与材料分析的知识体系
    3、教学难点
    现代仪器与材料分析的理论依据

    第二章 原子发射光谱    
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)原子发射光谱概述
    (2)原子发射光谱分析的理论基础
    (3)原子发射光谱分析的仪器
    (4)原子发射光谱分析方法的应用
    基本要求:
    (1)了解原子发射光谱发展历史和现状
    (2)理解原子发射光谱分析的理论基础
    (3)了解原子发射光谱分析的仪器基本组成
    (4)掌握原子光谱分析方法
    2、教学重点
    原子发射光谱分析的理论基础(定性基础、定量基础)、原子发射光谱分析方法的应用(定量分析、定性分析)、原子发射光谱分析的仪器(光源)。
    3、教学难点
    原子发射光谱分析的理论基础。

    第三章 原子吸收光谱    
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)原子吸收光谱概述
    (2)原子吸收光谱分析的基本理论
    (3)原子吸收光谱分析的仪器
    (4)原子吸收光谱分析方法的应用
    (5)原子荧光光谱分析法
    基本要求:
    (1)了解原子吸收光谱发展历史和现状
    (2)理解原子吸收光谱分析的基本理论
    (3)了解原子吸收光谱分析的仪器
    (4)理解原子光谱分析方法的应用
    (5)了解原子荧光光谱分析法
    2、教学重点
    原子吸收光谱分析的基本理论、原子吸收光谱分析的仪器(锐线光源;原子化器-火焰原子化、石墨炉原子化、低温原子化)、原子吸收光谱分析方法(定量分析)、干扰及其抑制(化学干扰、物理干扰、电离干扰、光谱干扰、背景扣除)。
    3、教学难点
    原子吸收光谱分析的基本理论、干扰及其抑制(化学干扰、物理干扰、电离干扰、光谱干扰、背景扣除)。

    第四章 紫外-可见光谱
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)分子光谱概述
    (2)紫外-可见光谱分析的理论基础
    (3)紫外-可见光谱分析的仪器
    (4)紫外-可见光谱分析方法的应用
    (5)荧光、磷光和化学发光分析法
    基本要求:
    (1)了解分子光谱的发展历史和现状
    (2)理解紫外-可见光谱分析的理论基础
    (3)了解紫外-可见光谱分析的仪器
    (4)理解紫外-可见光谱分析方法的应用
    (5)了解荧光、磷光和化学发光分析法
    2、教学重点
    紫外-可见光谱分析的理论基础,紫外-可见光谱的应用(定性分析、定量分析)。
    3、教学难点
    定性分析与结构分析

    第五章 红外光谱
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)红外光谱的概述
    (2)红外光谱分析的理论基础
    (3)红外光谱仪仪器组成
    (4)红外光谱分析方法的应用与实验技术
    (5)激光拉曼光谱
    基本要求:
    (1)了解红外光谱的发展历史和现状
    (2)理解红外光谱分析的理论基础
    (3)了解红外光谱仪仪器组成
    (4)理解红外光谱分析方法的应用与实验技术
    (5)了解激光拉曼光谱
    2、教学重点
    红外光谱基本原理、红外光谱的解析(基团频率和红外光谱区域的关系)、红外光谱实验技术
    3、教学难点
    基团频率和红外光谱区域的关系

    第六章 核磁共振光谱
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)核磁共振光谱的概述
    (2)核磁振动光谱的理论基础
    (3)核磁共振波谱仪的组成
    (4)核磁振动光谱的应用
    基本要求:
    (1)了解核磁共振光谱的发展历史与现状
    (2)理解核磁振动光谱的理论基础
    (3)了解核磁共振波谱仪的组成
    (4)理解核磁振动光谱的应用
    2、教学重点
    核磁振动光谱的应用,核磁共振光谱与分子结构的关系(氢谱谱图解析、核磁共振碳谱)
    3、教学难点
    核磁谱图的解析

    第七章 色谱分析法
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)色谱法导论
    (2)色谱法的理论基础
    (3)气相色谱仪的组成
    (4)气相色谱的应用
    (5)高效液相色谱仪的组成
    (6)高效液相的应用
    基本要求:
    (1)了解色谱法发展历史和现状
    (2)理解色谱法的理论基础
    (3)了解气相色谱仪的组成
    (4)理解气相色谱的应用
    (5)了解高效液相色谱仪的组成
    (6)理解高效液相的应用
    2、教学重点
    色谱法的基本理论(塔板理论、速率理论、柱效、选择性和分离度、洗脱问题)、色谱定性分析、定量分析原理、气相色谱的应用、高效液相的应用
    3、教学难点
    色谱法的基本理论

    第八章 质谱分析
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)质谱分析概述
    (2)质谱仪器的组成
    (3)质谱分析的理论基础
    (4)常见化合物的质谱
    (5)GC-MS和LC-MS简介
    基本要求:
    (1)了解质谱分析方法的发展历史和现状
    (2)了解质谱仪器的组成
    (3)理解质谱分析的理论基础
    (4)理解常见化合物的质谱
    (5)了解GC-MS和LC-MS简介
    2、教学重点
    质谱分析的基本理论、质谱的离子类型、常见化合物的质谱
    3、教学难点
    质谱的离子类型

    第九章 X射线物相分析
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)物相分析概论
    (2)X射线的性质和产生
    (3)X射线与物质的作用方式
    (4)X射线衍射的基本理论
    (5)X射线衍射物相分析方法
    (6)衍射数据的处理
    基本要求:
    (1)了解物相分析基本意义
    (2)理解X射线的性质和产生
    (3)理解X射线与物质的作用方式
    (4)理解X射线衍射的基本理论
    (5)理解X射线衍射物相分析方法
    (6)了解衍射数据的处理方法
    2、教学重点
    X射线的产生、X射线与物质的相互作用、布拉格方程、厄瓦尔德图解、三种常用的实验方法、X射线衍射仪的工作方式和特点。
    3、教学难点
    X射线与物质的相互作用、布拉格方程、厄瓦尔德图解、三种常用的实验方法

    第十章 电子衍射及显微分析
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)透射电镜的一般知识
    (2)透射电镜的工作原理---阿贝成像原理
    (3)透射电镜的结构
    (4)电子衍射物相分析
    (5)电子显微衬度像
    基本要求:
    (1)了解透射电镜的一般知识
    (2)理解透射电镜的工作原理---阿贝成像原理
    (3)了解透射电镜的结构
    (4)掌握电子衍射物相分析
    (5)掌握电子显微衬度像
    2、教学重点
    电子衍射花样的形成、电子衍射的基本公式、各种结构的衍射花样、选区电子衍射、衍射花样分析、衬度定义、四种衬度
    3、教学难点
    衍射花样分析、衬度定义、四种衬度

    第十一章 扫描电子显微镜
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)组织形貌分析的含义、发展阶段和特点
    (2)光学显微镜和扫描电镜的对比
    (3)电子束与固体样品作用时产生的信号
    (4)扫描电镜的工作原理
    (5)扫描电镜的构造
    (6)扫描电镜衬度像
    (7)扫描电镜应用实例
    基本要求:
    (1)了解组织形貌分析的含义、发展阶段和特点
    (2)了解光学显微镜和扫描电镜的对比
    (3)理解电子束与固体样品作用时产生的信号
    (4)理解扫描电镜的工作原理
    (5)了解扫描电镜的构造
    (6)理解扫描电镜衬度像
    (7)理解扫描电镜应用实例
    2、教学重点
    扫描电镜的特点、电子束与固体样品作用时产生的信号、扫描电镜的工作原理、扫描电镜衬度像
    3、教学难点
    扫描电镜的工作原理、扫描电镜衬度像

    第十二章 扫描探针显微分析技术
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)扫描隧道显微镜
    (2)原子力显微技术
    (3)其他扫描探针显微技术
    基本要求:
    (1)了解扫描隧道显微镜
    (2)了解原子力显微技术
    (3)了解其他扫描探针显微技术
    2、教学重点
    扫描探针显微分析技术的基本原理
    3、教学难点
    扫描探针显微分析技术的基本原理
     
    第十三章 X射线荧光光谱分析
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)X射线荧光光谱分析概论
    (2)X射线荧光光谱理论基础
    (3)X射线荧光光谱仪
    (4)X射线光谱分析及应用
    基本要求:
    (1)了解X射线荧光光谱分析概论
    (2)了解X射线荧光光谱理论基础
    (3)了解X射线荧光光谱仪
    (4)了解X射线光谱分析及应用
    2、教学重点
    波谱仪和能谱仪的分析模式及应用、X射线光谱分析及应用
    3、教学难点
    波谱仪和能谱仪的分析模式及应用

    第十四章 X射线光电子能谱分析
    1、教学内容与要求
    教学内容:
    (1)X射线光电子能谱分析的概述
    (2)X射线光电子能谱分析的基本原理
    (3)X射线光电子能谱仪的组成
    (4)X射线光电子能谱的应用
    基本要求:
    (1)了解X射线光电子能谱分析的概述
    (2)了解X射线光电子能谱分析的基本原理
    (3)了解X射线光电子能谱仪的组成
    (4)了解X射线光电子能谱的应用
    2、教学重点
    X射线光电子能谱分析的基本原理、谱图分析
    3、教学难点
    谱图分析

    四、学时分配
    表2 课程学时分配
    序号 教学内容(按章填写) 学时
     课


    授 实

    课 习

    课 讨

    课* 其


    1 第一章 绪论及学科前沿进展 2    
    2 第二章 原子发射光谱 6    
    3 第三章 原子吸收光谱 6    
    4 第四章 紫外-可见光谱 4    
    5 第五章 红外光谱 4    
    6 第六章 核磁共振光谱 4    
    7 第七章 色谱分析法 4    
    8 第八章 质谱分析 4    
    9 第九章 X射线物相分析 4    
    10 第十章 电子衍射及显微分析 4    
    11 第十一章 扫描电子显微镜 3    
    12 第十二章 扫描探针显微分析技术 1    
    13 第十三章 X射线荧光光谱分析 1    
    14 第十四章 X射线光电子能谱分析 1    
    15 仪器分析综合实验  16  
         
    小计 48 16  
    比例 75% 25%  
    合计 64

    五、教学环节与教学方法
    本课程包括课堂讲授,课堂问答/讨论,课程作业和综合实验四个主要教学环节。课堂讲授主要用于基本概念、基本思想和方法的讲解,主要采用案例解析、例题演示、理论推导等方法,强调知识和能力体系的逻辑关联;课程作业则是分阶段设计目标为导向,要求学生分阶段总结已经学过的仪器分析方法,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设(教师指导阅读),进而培养学生综合分析现代分析仪器数据的能力;课堂问答/讨论主要用于教学难点的重点解析,也鼓励学生提出创新设想。课程综合实验主要是聚焦于某一具体化工问题,提出实验目的和仪器分析方案,强调直接动手操作,并分析实验数据,形成实验报告,是培养学生利用现代分析仪器开展具体工作的能力。
    表3 课程目标及其实现方法
    课程目标 课程对应内容 实现方法
    课程目标1  从组成、结构和形貌等多个角度分析对化工问题的影响并获得有效结论,具体如下。
    组成分析(原子发射光谱、原子吸收光谱、色谱分析法、质谱分析、X射线荧光光谱);结构分析(紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱);物相分析(X射线物相分析、电子衍射及显微分析);形貌分析(电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜、扫描探针显微分析技术);电子结构分析(X射线光电子能谱分析)

    指导阅读和课程报告。
    通过指导阅读和课程报告撰写,使学生会运用仪器分析方法的基本原理和方法。结合文献研究信息的基础上,从组成分析(原子发射光谱、原子吸收光谱、色谱分析法、质谱分析、X射线荧光光谱);结构分析(紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱);物相分析(X射线物相分析、电子衍射及显微分析);形貌分析(电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜、扫描探针显微分析技术)和电子结构分析(X射线光电子能谱分析)等多个角度中选择3种来分析对化工问题的影响并获得有效结论。
    课程目标2   原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、色谱分析法、质谱分析、X射线物相分析、电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜、扫描探针显微分析技术、X射线荧光光谱分析和X射线光电子能谱分析等多种现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围。分阶段地总结和综合多种分析方法,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。

    课堂讲授、案例解析、指导阅读和课程作业。
    通过课堂讲授和案例解析,使学生理解各种仪器分析方法的具体应用范围,基本分析步骤、基本公式和常见数据处理方式。
    通过指导阅读和布置课程作业,使学生分阶段地总结和综合现代仪器分析方法,每次课程作业完成2-3种现代仪器分析方法的总结,理解通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。


    课程目标3  原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、色谱分析法、质谱分析、X射线物相分析、电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜、扫描探针显微分析技术、X射线荧光光谱分析和X射线光电子能谱分析等各种现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性。
    课堂讲授、案例解析、指导阅读和课程作业练习。
    通过课堂讲授和案例解析,使学生了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、了解仪器使用的使用原理和构成。
    通过课程讲授和指导阅读了解各种仪器分析方法的应用范围和局限性。
    通过课程作业练习进一步巩固以上各种现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性。

    课程目标4  针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中选择一种进行分析。理解实验目的,分析方法原理,仪器原理和结构,有效获得实验数据,并进行数据分析和处理,进行对比分析和文献引用。
    指导阅读,讨论和实验。
    针对某一个设定的具体复杂化工问题(由教师设定题目),通过指导阅读,讨论和仪器分析课程综合实验,从各种现代仪器分析方法中恰当选择选择合适仪器方法进行实验,获得实验数据,进行数据分析,并完成实验报告。


    课程目标5   学生围绕教师所提出的问题/讨论题进行课堂回答
    课堂课程报告题目的拟定,文献检索和获得有效文献信息,仪器分析方案的设计和数据分析。

    课堂提问,指导阅读和课程报告。
    通过课堂提问,教师的指导阅读和学生课程报告撰写,培养学生自主学习能力,包括在课程报告中自主设定题目,自主学习文献检索并获得有效文献信息,自主设计仪器分析方案,并进行数据分析。


    六、课程考核评价
    本课程采用课堂表现、课程作业、课程报告和综合实验报告综合评价的考核办法。其中,课程报告为针对某一个具体化工问题,从组成、结构和形貌等多个角度进行分析并获得有效结论;综合选用课程作业均为针对具体问题某一方面,阶段性采用2-3种现代仪器分析方法进行综合分析;课堂表现要求学生围绕教师所提出的问题/讨论题进行课堂回答、演讲,报告,对于较为复杂的讨论题学生可在课后准备后再于课堂上汇报;综合实验报告为针对教师拟定的一个具体实验题目,自己拟定实验方案,并进行实验,完成实验报告。课堂表现占总评成绩10%,课程作业占总评分30%,课程报告占总评成绩30%,综合实验报告占总评成绩30%。课程目标对应观测点/考核方式及分值分布如表4所示。

    表4 课程目标对应的考核内容及考核方式
    课程目标 考核内容 考核方式/观测点 课堂表现/% 课程作业/% 课程报告/% 综合实验/% 总评比例/% 评价标准
      10 30 30 30 100
    课程目标1 能够运用仪器分析方法的基本原理和方法,结合文献研究信息,从组成、含量、结构和形貌等多个角度分析对化工问题的影响并获得有效结论
    课程报告中仪器分析数据结果的综合论证,数据处理、图表规范性,文献引用及对比分析等。其综合性包括组成分析、结构分析、物相分析、形貌分析和电子结构分析的观测点。

    组成分析(原子发射光谱、原子吸收光谱、色谱分析法、质谱分析、X射线荧光光谱)
    结构分析(紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱)
    物相分析(X射线物相分析、电子衍射及显微分析)
    形貌分析(电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜、扫描探针显微分析技术)
    电子结构分析(X射线光电子能谱分析)

    24  24 表7
    课程目标2 能够正确分析和解释通过现代仪器获得实验数据和实验现象,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设
    现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围。分阶段地总结和综合多种分析方法,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。

    分阶段总结观测点:
    课程作业1:(原子发射光谱、原子吸收光谱);
    课程作业2:(紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱);课程作业3:(色谱分析法、质谱分析、X射线物相分析、电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜)

    15   15 表6
    课程目标3 了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用基本原理和构成,并理解其局限性 现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性。

    分阶段总结观测点:
    课程作业1:(原子发射光谱、原子吸收光谱);
    课程作业2:(紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱);课程作业3:(色谱分析法、质谱分析、X射线物相分析、电子衍射及显微分析、扫描电子显微镜)
      15    15 表6
    课程目标4 能够针对复杂化工工程问题,恰当选择并正确使用仪器开展分析工作
    综合实验报告考核点:
    针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择合适分析方法进行实验,并完成实验报告,考核实验目的,分析方法原理,仪器原理和结构,实验数据,数据处理分析,文献引用及对比分析。

    30 30 表8
    课程目标5 能够从个人发展或行业需求的角度出发,认识自主学习和终身学习的必要性,能够自主提出学习目标和方案 课堂表现:学生围绕教师所提出的问题/讨论题进行课堂回答

    课程报告:通过文献检索,进行归纳总结,拟定课堂课程报告题目和设计方案

    10  6  16 表5
    表7


    课堂表现、课程作业、课程报告和综合实验报告的评价标准见以下各表:

    表5 课堂表现(问答/讨论)评价标准
    评级 评价标准
    优秀(90-100) 积极参与课堂讨论,观点新颖、概念准确、逻辑通顺、层次分明、表达流畅
    良好(80-89) 积极参与课堂讨论,观点正确、概念准确、表达清楚、无抄袭现象
    中等(70-79) 参与课堂讨论,概念基本正确、表达清楚、无抄袭现象
    及格(60-69) 参与课堂讨论,存在少量错误、无抄袭现象
    不及格(<60) 不参与课程讨论
    备注:该成绩乘以10%后填写到达成度评价表

    表6 课程作业评价标准
    评级 评价标准
    优秀(90-100) 现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性的概念准确、逻辑通顺、层次分明、表达流畅。(50分)现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围介绍全面且准确。能够清楚地通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。(50分)
    良好(80-89) 现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性的概念准确、表达流畅。(50分)现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围介绍全面且准确。能够基本清楚地通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。(50分)
    中等(70-79) 现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性的概念基本准确、表达流畅,但不全面,存在少量错误。(50分)现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围介绍基本全面,但存在少量错误。能够通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设,但表达有待于提高。(50分)
    及格(60-69) 现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性的概念基本准确、表达流畅,但不全面,存在少量错误。(50分)现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围介绍基本全面,但存在少量错误。在通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设的方面表现很差。(50分)
    不及格(<60) 两个内容中完成均很差,或者缺少某一个方面的内容。(现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用的基本原理和构成、应用范围和局限性。(50分)现代仪器分析方法的数据获得的基本步骤、基本公式,常见数据处理方式和具体应用范围。通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设。(50分))
    备注:该成绩乘以30%后填写到达成度评价表


    表7 课程报告评价标准
    评级 评价标准
    优秀(90-100) 能够依据参考文献拟定课堂课程报告题目,课程报告中仪器选择设计方案合理。(20分)课程报告中仪器分析数据处理准确、数据结果综合论证详细充分、概念准确、观点新颖、层次分明,数据图表规范,文献引用及对比分析逻辑通顺、表达流畅。其综合性包括组成分析、结构分析、物相分析、形貌分析和电子结构分析等。(80分)
    良好(80-89) 能够依据参考文献拟定课堂课程报告题目,课程报告中仪器选择设计方案合理。(20分)课程报告中仪器分析数据处理准确、数据结果综合论证概念准确、层次分明,数据图表规范,文献引用及对比分析逻辑通顺、表达流畅。其综合性包括组成分析、结构分析、物相分析、形貌分析和电子结构分析等。(80分)
    中等(70-79) 能够依据参考文献拟定课堂课程报告题目,课程报告中仪器选择设计方案合理。(20分)课程报告中仪器分析数据处理基本准确、数据结果综合论证概念准确、内容基本全面,数据图表规范,文献引用及对比分析表达流畅。其综合性包括组成分析、结构分析、物相分析、形貌分析和电子结构分析等。(80分)
    及格(60-69) 能够依据参考文献拟定课堂课程报告题目,课程报告中仪器选择设计方案基本合理。(20分)课程报告中仪器分析数据处理基本准确、数据结果综合论证概念准确、内容基本全面,数据图表基本规范,有相关文献引用及对比分析。其综合性包括组成分析、结构分析、物相分析、形貌分析和电子结构分析等。(80分)
    不及格(<60) 拟定课堂课程报告题目不合理,或课程报告中仪器选择设计方案存在问题较多。(20分)课程报告中仪器分析数据处理错误较多、或没有数据结果综合论证,或多处数据图表不规范,或没有相关文献引用及对比分析。(80分)
    备注:该成绩乘以30%后填写到达成度评价表

    表8 综合实验评价标准
    评级 评价标准
    优秀(90-100) 针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择一种方法进行实验,并完成实验报告。实验目的明确,分析方法基础知识介绍准确,仪器原理和结构介绍准确,实验数据详细且有效,数据处理分析规范,数据对比分析充分、逻辑通顺、层次分明、表达流畅,能恰当引用文献进行辅助说明。
    良好(80-89) 针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择一种方法进行实验,并完成实验报告。实验目的明确,分析方法基础知识介绍准确,仪器原理和结构介绍准确,实验数据详细且有效,数据处理分析规范,数据对比分析充分、表达流畅,能恰当引用文献进行辅助说明。
    中等(70-79) 针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择一种方法进行实验,并完成实验报告。实验目的明确,分析方法基础知识介绍准确,仪器原理和结构介绍准确,实验数据详细且有效,数据处理分析较规范,数据对比分析基本正确。
    及格(60-69) 针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择一种方法进行实验,并完成实验报告。实验目的明确,分析方法基础知识介绍基本准确,仪器原理和结构介绍基本准确,实验数据有效,数据处理分析基本规范,数据对比分析基本正确。
    不及格(<60) 针对具体化工问题,从多种现代仪器分析方法中恰当选择选择一种方法进行实验,并完成实验报告。实验目的,分析方法基础知识介绍,仪器原理和结构介绍,实验数据,数据处理分析,数据对比分析等多个方面存在较多错误。
    备注:该成绩乘以30%后填写到达成度评价表

    七、教材与主要参考书
    (一)推荐教材
    1. 刘密新主编,《仪器分析》,清华大学出版社,第二版,2002年
    2. 王晓春,《材料现代分析与测试技术》,国防工业出版社,第一版,2010年
    (二)参考教材
    1. 胡坪,《仪器分析》,高等教育出版社,第五版,2019年
    2. 叶宪曾,《仪器分析教程》,北京大学出版社,第二版,2007年
    3. 杜希文主编,《材料分析方法》,天津大学出版社,第二版,2014年
    4. 杨玉林,《材料测试技术与分析方法》,哈尔滨工业大学出版社,第一版,2014年

    八、课程目标达成度评价
    课程目标达成度从学生个体达成情况和课程整体达成情况两方面评价,前者将作为评判学生是否达到毕业要求以及能否通过课程考核的依据;后者作为课程实施质量的评价及持续改进措施的依据。当参加课程考核的学生班级数为2个班时,样本集为所有学生;当参加课程考核的学生班级为3个班及以上时,样本集通过间隔采样获取(按照所有学生学号序列间隔采样)。学生个体达成度统计表和课程整体达成度统计表如表7和表8所示。
    表9学生个体对课程目标的达成度统计表
    毕业要求 课程目标 考核方式/观测点 分值 期望值* 学生1 学生2 学生… 平均值
    工程问题分析2.4 课程目标1 课程报告:仪器分析数据综合论证分析 24          
    研究4.4 课程目标2 课程作业:现代仪器分析方法的应用 15          
    使用现代工具5.1 课程目标3 课程作业:现代仪器分析方法的基本原理和局限性 15          
    使用现代工具5.2 课程目标4 综合实验 30          
    终身学习12.1 课程目标5 课堂表现:课堂问答/讨论 10          
     课程报告:课程方案设计 6    
    备注:*期望值根据各年度考核覆盖面、难度、预期区分度等因素调整,但不低于所对应课程目标观测点全分值的60%;课程考试采用百分制,各观测点得分值×40%后输入本表格。
    表10 课程整体目标达成度评价及持续改进
    课程名称 现代仪器与材料分析
    课程负责人 任占冬
    课程组成员 任占冬,何浪,韩娟娟
    毕业要求 课程目标 考核方式 子目标达成度 达成度评价结论 持续改进措施 备注
    工程问题分析2.4 课程目标1  能够运用仪器分析方法的基本原理和方法,结合文献研究信息,从组成、含量、结构和形貌等多个角度分析对化工问题的影响并获得有效结论 ?课程论文               
    研究4.4 课程目标2  能够正确分析和解释通过现代仪器获得实验数据和实验现象,并通过多种仪器分析结果的信息综合验证或证伪提出的思路或假设 ?课程作业          
    使用现代工具5.1 课程目标3了解化工专业常用现代仪器分析方法的理论基础、仪器使用基本原理和构成,并理解其局限性 ?课程作业           
    使用现代工具5.2 课程目标4能够针对复杂化工工程问题,恰当选择并正确使用仪器开展分析工作 ?综合实验               
    终身学习12.1 课程目标5能够从个人发展或行业需求的角度出发,认识自主学习和终身学习的必要性,能够自主提出学习目标和方案 ?课程报告        ?课堂讨论/报告        
    课程负责人(签字)  年      月      日
    化学与环境工程学院教学指导小组审核(签字) 年      月      日
    备注:*课程分目标达成度计算方法为,样本中与课程目标对应观测点的平均得分/课程目标对应观测点的总分值。
    执笔人:任占冬
    2020年8月


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