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hi,小mooc
SPOC学校专有课程
Explore the Materials——From an Atom to a Device
第1次开课
开课时间: 2021年05月18日 ~ 2022年07月03日
学时安排: 1-2小时每周
当前开课已结束 已有 112 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=本课程为全英文材料科学通识课程。材料是人类赖以生存的物质保障,与我们的日常生活密不可分。正因为有了对材料性质不断深入的掌握,人类才得以发明制作各类新兴工具、器械来满足我们日益美好的生活。在现代生活的吃、穿、住、行中,小的诸如一根针、一个塑料袋,大到电子设备、医疗器械、航天飞行器,处处都有材料的身影。对于许多理工科专业,如机械、航空、航天、生医等,在研究和工作中都离不开材料的选择和应用,学习一门材料类通识课程,有助于了解学科概览全貌、提升兴趣。期待你跟我们一起,发现材料科学之美!
本课程为全英文材料科学通识课程。材料是人类赖以生存的物质保障,与我们的日常生活密不可分。正因为有了对材料性质不断深入的掌握,人类才得以发明制作各类新兴工具、器械来满足我们日益美好的生活。在现代生活的吃、穿、住、行中,小的诸如一根针、一个塑料袋,大到电子设备、医疗器械、航天飞行器,处处都有材料的身影。对于许多理工科专业,如机械、航空、航天、生医等,在研究和工作中都离不开材料的选择和应用,学习一门材料类通识课程,有助于了解学科概览全貌、提升兴趣。期待你跟我们一起,发现材料科学之美!
—— 课程团队
课程概述

      《走进材料——从原子到器件》课程属于材料科学通识课程,主要面向工科学生。开设的目的是为了让学生了解材料是人类生活过程中必不可少的部分,使学生对材料科学与工程建立整体与全貌的认识;让学生了解现有材料的分类、特性、应用范围及其与相关学科领域的关系,发展历史以及对人类社会的贡献;着重论述当代材料科学发展的主要前沿领域,把握材料的发展趋势,使学生在今后长期的科研、生产、经营、管理工作中受益终身。

      课程将从材料微观组成——原子入手,过渡到分子结构、晶体结构、相结构,最终到材料的宏观性能和器件的性能,理解材料微观结构与性能之间的关系。课程前五章主要介绍材料的基础知识和分类,后面六章分别介绍了仿生、电磁、储能、热电、柔性电子、二维材料等热点领域的材料和器件研究进展,课程内容兼顾科普性和专业性。主要讲解与日常生活、科技前沿相关的材料、器件及其背后的科学问题,带领同学们用材料科学家的眼光,看待我们生活中遇到的典型器件和材料,学习其中涉及的材料科学知识,了解该类材料的制备、组成、工艺、器件集成等。

       本课程采用全英文的授课方式(英文讲解加双语字幕),教学团队的6位主讲教师全部具有海外留学经历。通过全英文的方式,让学生熟悉英文专业词汇,强化英语的灵活应用,一方面可以与国际接轨,学习原汁原味的文献资料,另一方面增加学习的挑战性和高阶性,满足不同层次学生的需求,培养高水平人才。

       目前《走进材料——从原子到器件》课程已完成2轮次的线下授课,以课堂讲授与多媒体课件为主,少量的学生展示作为补充和互动,突出课程的科普性、专业性、趣味性和前沿性。在线下教学的基础上,我们制作了本门慕课,希望有更多的学生能够学习本门课程,并从中受益。期待大家跟我们一起,发现材料科学之美!




授课目标

1.掌握典型材料的微观结构、组成、分类和特点,理解材料结构与性能之间的联系;

2.掌握典型器件的种类、工作原理和特点,理解材料与器件的关系;

3.了解材料、器件研究及应用的案例,为今后工程设计中涉及材料选择和应用奠定基础;

4.发现材料科学之美,提高对材料科学的兴趣。

成绩 要求

1. 课程分数为百分制,总成绩组成为:单元测验占比30%,主观作业占比30%,期末考试占比30%,课程讨论与反馈等占比10%。

2. 证书评定:合格证书:6089分,优秀证书:90100分。

3. 本课程没有免费证书,只有认证证书,认证证书需申请并付费


课程大纲
Materials and Devices: An Introduction
1.1 Course Introduction
1.2 The Composition of Materials
1.3 A Brief History of Materials Science
1.4 Classification and Application of Materials
Metals and Alloys
2.1 Basic Knowledge of Metals
2.2 Important Metals in Human History
Corrosion and Protection of Metallic Materials
3.1 Introduction of Corrosion
3.2 Thermodynamics and Kinetics of Corrosion
3.3 Different Forms of Corrosion
3.4 Anti-corrosion
Inorganic Non-metallic Materials
4.1 Basic knowledge of Inorganic Non-metallic Materials
4.2 Magic Ceramic
4.3 Colorful Glass
Polymer Materials
5.1 Definition and History of Polymer
5.2 Polymer Science
5.3 Classification of polymer
5.4 Application of polymer
Magnetic Materials
6.1 Introduction of Magnetism
6.2 Magnetic Materials and Devices
6.3 Spintronic Devices
Inspiration From Nature
7.1 Bionic Materials
7.2 Chiral Materials
7.3 Metamaterials
Energy Materials and Devices
8.1 Energy Issues
8.2 Renewable Energy
8.3 Battery System and Li-ion battery
Thermoelectric materials for power generation
9.1 Thermoelectric materials
9.2 Anharmonicty and low thermal conductivity
9.3 Multiple bands and high power factor
9.4 2D phonon and 3D charge transport
9.5 Seeking new and highly effective thermoelectrics
2D materials
10.1 Background
10.2 Synthesis of 2D Materials
10.3 Properties Tuning
10.4 Applications
Flexible Electronics
11.1 Opening Remarks
11.2 Fundamental Physical Principles
11.3 Materials and Patterning for Flexible Electronics
11.4 Nanogenerators and Sensors
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源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

北京航空航天大学
3 位授课老师
邢雅兰

邢雅兰

副教授

彭静

彭静

副教授

曾敏

曾敏

教师

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