一、课程名称：纳米材料与技术
二、课程代码：CHEM30264
三、学时和学分： 32学时 2学分
四、适用专业： 应用化学、材料化学、化学工程与技术、制药工程
五、先修课程：无机化学、物理化学、有机化学、分析化学、仪器分析、高等数学等基础课
六、使用教材
[1] 《纳米材料与纳米技术》，化学工业出版社，徐志军，初瑞清等编著， 2010.6.
[2] 《纳米材料的表征与测试技术》，化学工业出版社，朱永法等编著，2006.5.
[3] 《纳米材料学基础》，中南大学出版社，陈翌庆编著，2009.1.
七、参考书目
[1] 《纳米材料和纳米结构》(第一版)，科学出版社，张立德、牟季美编著，2001.2
[2] 《纳米材料》(第一版)，化学工业出版社，张立德编著，2000.11
[3] 《纳米科学与技术》(第一版)，科学出版社，刘吉平、郝向阳编著，2002.8
[4] 《纳米材料技术》(第一版)，国防工业出版社，周瑞发等编著，2003.7
[5] 《纳米材料与应用技术》(第一版)，化学工业出版社，许并社等编著，2004.1
[6] 《纳米非金属功能材料》(纳米功能材料丛书)，化学工业出版社，陈津等编著，2007.3
[7] 《纳米材料制备技术》，化学工业出版社，倪星元编著，2008.1
[8] 《纳米材料制备与应用技术》，化学工业出版社，李群编著，2008.9
[9] 《Environmental Applications of Nanomaterials-Synthesis, Sorbents and Sensors》，2nd Edition, Editors: Glen E Fryxell, Guozhong Cao, 2012.4, Imperial College Press.
[10] 《纳米科学与技术大全》(纳米材料导读版)，科学出版社，David L.Andrews等编著，2012.7
八、课程描述
详细介绍了纳米材料的结构和性能以及制备方法，着重分析了多种纳米功能材料（如纳米线、纳米颗粒、纳米管、纳米片等）的制备、处理、功能化与表征，并讲述了纳米材料的应用和纳米材料与技术的新进展。主要包括纳米材料与纳米技术的发展历程，纳米材料的分类、概念及其特性，纳米材料的制备技术及其特点，一维纳米管、纳米固体材料、介孔材料的特点及其制备方法，纳米复合材料的特点及其制备，纳米材料的分析表征技术，纳米材料的应用，纳米材料的潜在危害等内容。
课程应时代和技术发展的需求，及时调整课程内容体系，增加最新纳米材料的制备方法及表征的介绍、纳米技术应用的实例，使教学与实践指导相结合，使教学内容标准化，先进化和国际化；同时加强了实践教学环节，为使学生能在有限时间内掌握并理解相关知识点，并能够达到触类旁通的效果，注重基础理论的同时，并增大了实践教学，这不仅激发了学生的学习兴趣，并提高了学生发现问题、应用理论解决问题的能力。
九、教学目标
知识贡献：
（1）了解纳米材料的发展现状、纳米材料制备的新技术、新方法及发展趋势；
（2）熟悉纳米材料与技术课程的任务与内容，掌握制备纳米材料的常用方法及主要表征手段及材料性能的表征测试，理解其相应的制备、表征的基本原理，掌握电化学分析测量的基本技术和基本操作的细节；
（3）掌握纳米材料特殊性能的本质和基本原理，掌握纳米材料合成、制备方法的内在规律和一些共性原理；
（4）了解纳米材料与技术应用的基本状况和对当代社会的影响；
（5）掌握半导体纳米材料、金属纳米材料以及非金属纳米材料的基本性能；理解不同纳米复合材料的基本原理、性能、特点及潜在的应用领域。
（6）掌握不同纳米材料制备和分析方法的选择原则、分析原理及其应用，熟悉纳米材料在陶瓷、催化、生物医药、涂料、环境、能源等领域的技术应用。
能力贡献：
（1）培养学生选择分析和表征材料性能的能力，使学生具备根据不同纳米材料的特性，选择合适的制备技术与应用领域，设计合理的纳米结构改善材料的性能；
（2）培养学生独立思考和创新的能力，使学生熟练掌握纳米材料本身所具有的特殊性能以及如何构筑复合纳米材料来最大限度的发挥其优势，着重理解其内在的基本原理，具备选择不同复合材料体系的能力。对新型先进仪器具有一定的认识和分析的能力，可以独立、创造性的完成新型纳米材料的功能设计。
（3）培养学生对数据分析和处理的能力，能正确的理解数据所关联的材料性能，正确的评价实验结果的可靠性。
素质贡献：
（1）使学生具有严谨求实、自律、刻苦、向上的良好素质；
（2）具有拓展、创新等可持续发展的能力以及独立发现问题、分析问题、解决问题的能力；
（3）具有获取信息、筛选信息的自主学习能力，具有团结合作、社会交往等综合素质。
章节名称 |
知识贡献 |
教学要求 |
学时 |
第一章 纳米材料及其应用技术的概述 |
①纳米材料的发展现状； ②纳米材料制备的新技术、新方法； ③纳米材料技术的发展历程； ④纳米材料与结构的奇异特性； ⑤纳米科技发展的特点及社会影响。 |
①了解纳米材料的发展现状、纳米材料制备的新技术、新方法及发展趋势； ②了解纳米材料与技术应用的基本状况和对当代社会的影响；熟悉纳米材料在陶瓷、催化、生物医药、涂料、环境、能源等领域的技术应用。 |
6 |
第二章 纳米材料的常用制备方法及主要 表征手段 |
①制备纳米材料的常用方法及主要表征手段 ②纳米材料性能的表征测试③纳米材料制备技术的基本原理及电化学分析测量的基本技术。 |
①熟悉纳米材料与技术课程的任务与内容，掌握制备纳米材料的常用方法及主要表征手段及材料性能的表征测试； ②理解其相应的制备、表征的基本原理，掌握电化学分析测量的基本技术和基本操作的细节。 |
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第三章 半导体纳米材料 第四章 金属纳米材料 第五章 非金属纳米材料 第六章 复合纳米材料 第七章 纳米技术应用 |
①半导体纳米材料、金属纳米材料以及非金属纳米材料的基本性能； ②不同纳米复合材料的基本原理、性能、特点及潜在的应用领域； ③纳纳米材料特殊性能的本质和基本原理； ④分析检测原理； ⑤不同纳米材料制备和分析方法的选择原则、分析原理及其应用； ⑥纳米材料与技术应用的基本状况和对当代社会的影响。 |
①掌握半导体纳米材料、金属纳米材料以及非金属纳米材料的基本性能；理解不同纳米复合材料的基本原理、性能、特点及潜在的应用领域。 ②掌握纳米材料特殊性能的本质和基本原理，掌握纳米材料合成、制备方法的内在规律和一些共性原理； ③熟悉纳米材料在陶瓷、催化、生物医药、涂料、环境、能源等领域的技术应用； ④了解纳米材料与技术应用的基本状况和对当代社会的影响。 |
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十、教学方法
以多媒体教学为主要手段，结合参与教师科学实验为辅助手段，采用启发式、互动与探究式课堂教学。
（1）启发式教学：在讲授纳米材料与技术的基本理论，如制备方法、分析表征的原理，应用进展和未来发展趋势、适用领域时，充分结合纳米材料的研究背景，生产实际需要，提出一些纳米材料产品的研发、生产、消费方面的实际问题，启发学生思考，提高学生的学习兴趣，增强学生对知识的理解。
（2）互动式教学：在涉及纳米材料分析表征与应用，分析方案选择之类的问题时，教师先提出各种路径及可能采用的处理方案，在引导学生开放的思路，自己解答并选优，从中总结出合理的方法及可行的方案，使学生开阔思路，培养分析问题和解决问题的能力。
（3）探究式教学：在分析讨论教学环节中，要求学生根据纳米材料制备的基本原理和不同材料本身的性能来设计构筑不同结构的纳米材料，从而实现复合材料性能的提升，让学生自主去查询资料、设计实验方案及如何分析表征、性能应用等，同时探讨纳米材料制备过程的基本参数以及判断这些参数对后续所制备材料性能的影响，让学生在结果讨论中充分论述并总结，对培养学生的自主精神和创新意识有良好的促进作用。
十一、考核及成绩评定方式
考核方式为考试。
课程成绩主要由两部分构成。成绩评定方式为：考试成绩占60%，平时成绩占40% （其中平时作业及课外小论文占20%，课堂PPT讲解10%，出勤情况及课堂发言情况占10%）。
平时成绩构成包括：学生到课情况，课堂表现（PPT讲解、课堂发言），课外作业（平时作业及课外小论文），测验成绩等，最终根据学生的综合表现，给出相应的分数。
考试采取闭卷等方法。考试试卷以教学大纲为依据，体现本课程的主要内容和基本要求，兼顾概念、理解、分析、综合、评价等方面。既要考核学生对知识的掌握程度，又要考核学生的能力。考试试题要有恰当的广度和覆盖面；有较高的信度、效度、区分度及合适的难易度；题量应与考试时间相匹配；试题表述要准确、简练、明了。
大纲制定人：张云怀
大纲审定人：向 斌
制定时间：2014-07
