该课程作为一门在线开放课程,主要形式是:网络进阶课程(即SPOC,小规模私有在线课程),也为配合开展线下翻转式教学而开设。本实验课程是根据纳米科学技术学院的科研特点而开设的集专业性、特色性、实用性于一体的具有浓烈“纳米”特色的专业实验课程,内容主要包括材料化学相关理论知识、实验操作、纳米材料表征技术等。共分为五章:
一、绪论及安全知识;
二、微纳材料特性及应用;
三、微纳材料特性及应用原理;
四、微纳材料制备;
五、微纳材料表征。
其中,围绕“微纳材料制备”包含有16个操作实验,并配有相应的理论知识点讲解和相关表征仪器的操作讲解,共计36学时/12周。16个实验具体包括:沉淀法制备具有微/纳结构的氧化锌材料、化学气相沉积法制备石墨烯及其湿法转移、还原氧化石墨烯的液相制备、还原氧化石墨烯的亲疏水改性、晶种法控制合成金纳米晶体、晶种法外延生长金-银核壳纳米晶体、静电置换法制备金纳米笼、二元溶剂法可控制备微纳晶材料、微乳液法制备二氧化钛纳米材料、P25光催化降解亚甲基蓝、化学刻蚀法制备金纳米颗粒修饰的硅基纳米线阵列、功能化DNA修饰硅基材料、电化学刻蚀法制备碳量子点、插层法制备二维碳化钛纳米材料、高温热分解法合成稀土类上转换荧光纳米材料、乙二醇回流法制备NiSb合金纳米材料。
通过本课程的理论教学和实验训练,使学生具备下列能力:
1. 能够针对目标纳米材料,选用合理的研究方式和方法,设计具体实验方案以实现功能纳米材料的可控制备,并在实验条件、工艺流程设计方案合理优化的过程中体现创新意识。
2. 能根据实验目的和特定的研究对象,对实验方案设计并优化后,选配合适的设备和药品、按步骤开展实验,获取纳米材料合成、表征及应用的实验数据。
3. 能正确选用合适的仪器和现代纳米表征、测试设备,能使用专业制图软件和数据处理软件,对实验结果进行数学处理和科学整理,并与预期结果或理论结果进行比较和分析,进而优化实验条件和方案,对纳米科技领域的复杂问题进行预测与模拟。
线上课程考核内容包括:在线观看、学习教学视频;单元测试;分组讨论等。
在线观看、学习教学视频:40%(每个章节视频各占1%)
单元测试:50%(5份测试题)
分组讨论:10%(主要看参与程度)