《高分子材料研究測試方法》課程教學(xué)大綱

《高分子材料研究測試方法》教學(xué)大綱課程編號：14180049英文名稱：ResearchandTestingMethodsofPolymerMaterials學(xué)分：3.5學(xué)時：總學(xué)時56時，其中理論56學(xué)時，實踐0學(xué)時先修課程：無機化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)1、分析化學(xué)實驗、高分子化學(xué)課程類別：專業(yè)主干課程授課對象：高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：紡織服裝學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標《高分子材料研究測試方法》是為高分子材料與工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)的主要專業(yè)課程之一，課程主要講授光譜、色譜、電化學(xué)、熱分析等的基本理論、研究方法及相關(guān)儀器的組成結(jié)構(gòu)及工作原理，并適當介紹現(xiàn)代高分子材料儀器分析發(fā)展中的新動態(tài)和新方法。其任務(wù)是使學(xué)生進一步理解各種分析儀器的基本原理、分析對象、方法特點、儀器結(jié)構(gòu)原理、使用方法和應(yīng)用技術(shù)，為后繼課程的學(xué)習(xí)及相關(guān)工作打下堅實的基礎(chǔ)。本課程擬達到的課程目標:課程目標1：在專業(yè)知識方面，使學(xué)生理解各種分析儀器的原理和有關(guān)概念；掌握各種儀器分析方法的應(yīng)用范圍和主要分析對象；明確光譜分析、色譜分析、電化學(xué)和熱分析的基本理論、分析方法和相關(guān)儀器的組成結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域。課程目標2：在專業(yè)能力方面，掌握各種分析儀器的基本操作方法和實驗數(shù)據(jù)的處理方法，重點掌握儀器主要操作參數(shù)及其對分析結(jié)果的影響；通過各種現(xiàn)代儀器分析實驗，具有分析問題、解決問題和實際應(yīng)用分析儀器的能力，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及畢業(yè)論文環(huán)節(jié)打下良好的基礎(chǔ)。課程目標3：在素質(zhì)發(fā)展方面，具備利用各類分析儀器解決科研與生產(chǎn)中實際問題的專業(yè)能力，養(yǎng)成團隊合作意識與團隊協(xié)作能力，培養(yǎng)有效的溝通交流能力，養(yǎng)成遵守職業(yè)規(guī)范的習(xí)慣，具有嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和良好的實驗素養(yǎng)。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重2.3能認識到解決問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。課程目標1H5.1知曉高分子材料常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。課程目標2H5.2能夠恰當選擇與使用高分子相關(guān)的儀器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進行分析、計算與設(shè)計。課程目標3H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標1緒論基本要求：了解高分子材料儀器分析的任務(wù)與作用；熟悉高分子材料儀器分析的內(nèi)容、分類及特點；熟悉高分子材料儀器分析在科學(xué)研究、生產(chǎn)實際中的作用及發(fā)展趨勢。重點：高分子材料儀器分析在科學(xué)研究、生產(chǎn)實際中的作用及發(fā)展趨勢。難點：高分子材料儀器分析的內(nèi)容、分類及特點。德育要求：介紹儀器分析發(fā)展中的大事件，增強大學(xué)生對儀器分析發(fā)展的責(zé)任感。2集中講授課程目標1、2、32氣相色譜法基本要求：了解氣相色譜法的分類，掌握氣相色譜法的流出曲線及基本原理；熟悉氣相色譜的流程，掌握氣相色譜分析的理論基礎(chǔ)；熟悉載體、固定相等的選擇，掌握柱溫等操作條件選擇；了解熱導(dǎo)、氫焰、電子俘獲氣相色譜檢測器，了解火焰光度檢測器的特性；熟悉保留值法定性分析，掌握保留指數(shù)法；熟悉校正因子，了解歸一化法，掌握內(nèi)標法和外標法。重點：氣相色譜法的流出曲線及基本原理，歸一化法、內(nèi)標法和外標法。難點：氣相色譜分析的理論基礎(chǔ)，定性定量分析方法。德育要求：科技創(chuàng)新和社會責(zé)任，教育學(xué)生建立開拓創(chuàng)新、科技興國的歷史使命感和責(zé)任感。6集中講授，現(xiàn)場教學(xué)課程目標1、2、33高效液相色譜法基本要求：了解高效液相色譜法的特點；了解高效液相色譜法中的液液分配色譜、液固色譜和離子對色譜，掌握離子交換色譜，熟悉離子色譜和空間排阻色譜；熟悉高效液相色譜儀；掌握高效液相色譜分離類型的選擇，熟悉高效液相色譜法的應(yīng)用。重點：高效液相色譜法的特點與種類。難點：高效液相色譜分離類型的選擇與應(yīng)用。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生的安全與環(huán)保意識，三廢的排放與治理等重大工程倫理問題。2集中講授課程目標1、24電位分析法基本要求：了解電化學(xué)分析法分類，掌握電位法的原理；掌握溶液pH值的測定；熟悉離子選擇性電極的種類，了解其特性參數(shù)；熟悉測定離子活度的方法，掌握標準曲線法、標準加入法等定量方法；熟悉影響測定的因素及測試儀器；掌握離子選擇性電極的特點，了解其應(yīng)用。重點：電位法的原理，pH值的測定。難點：溶液pH值的測定，標準曲線法、標準加入法。德育要求：強調(diào)踏實、務(wù)實的工作作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神。4集中講授課程目標1、25伏安分析法基本要求：掌握極譜分析的基本原理；掌握擴散電流方程式，了解半波電位；了解干擾電流，掌握其消除方法；明確極譜分析的特點，了解其存在的問題。重點：極譜分析的基本原理，擴散電流方程式。難點：擴散電流方程式。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生精益求精，一絲不茍的科學(xué)精神。4集中講授課程目標1、26原子吸收光譜分析基本要求：掌握原子吸收光譜法的基本原理；熟悉原子吸收分光光度計，掌握光源和原子化系統(tǒng)，熟悉光學(xué)系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)；掌握標準曲線法及標準加入法等定量分析法，熟悉靈敏度、特征濃度和檢出限；了解原子吸收光譜分析法的特點及應(yīng)用；熟悉原子熒光光譜法。重點：原子吸收光譜法的基本原理，原子吸收光譜分析法的特點及應(yīng)用。難點：標準加入法等定量分析法。德育要求：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的精神強調(diào)科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的精神。4集中講授課程目標1、27紫外吸收光譜分析基本要求：了解分子吸收光譜；掌握紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；掌握紫外及可見光分光光度計，了解其結(jié)構(gòu)與主要部件，熟悉二極管陣列檢測器；了解特點和應(yīng)用（有機化合物的鑒定、定量測定）。重點：紫外及可見光分光光度計的特點和應(yīng)用。難點：紫外吸收光譜的原理。德育要求：引導(dǎo)學(xué)生注重踏實、務(wù)實的工作作風(fēng)。4集中講授課程目標1、2、38紅外吸收光譜分析基本要求：掌握紅外吸收光譜的基本原理；掌握紅外吸收光譜的產(chǎn)生條件，了解分子振動的方程式及形式；掌握官能團的特征頻率，熟悉影響基團頻率位移的因素；熟悉紅外光譜儀，掌握傅里葉變換紅外光譜儀的使用方法；熟悉樣品的處理，掌握定性及結(jié)構(gòu)分析，了解定量分析。重點：紅外吸收光譜的基本原理，定性及結(jié)構(gòu)分析。難點：定性及結(jié)構(gòu)分析。德育要求：引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，通過了解事物的本質(zhì)屬性才能分析、解釋一些獨特現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，好奇心與求知欲。6集中講授、小組討論課程目標1、2、39分子發(fā)光分析基本要求：掌握熒光分析和磷光分析的基本原理；熟悉熒光和磷光分析儀的結(jié)構(gòu)，了解主要部件；了解熒光和磷光分析法的特點，掌握熒光和磷光分析法的應(yīng)用；掌握化學(xué)發(fā)光分析的基本原理，了解化學(xué)發(fā)光分析所用到的測量儀器。重點：熒光分析和磷光分析的基本原理，熒光和磷光分析法的應(yīng)用。難點：熒光和磷光分析法的應(yīng)用。德育要求：了解并掌握材料熒光性能及其機理，激發(fā)學(xué)生在科學(xué)研究中勇于創(chuàng)新、開拓進取的精神。2集中講授課程目標1、210核磁共振波譜分析基本要求：掌握核磁共振的基本原理，熟悉原子核的自旋，掌握核磁共振和馳豫；熟悉核磁共振儀的結(jié)構(gòu)，了解主要部件；掌握學(xué)位化移，熟悉影響化學(xué)位移的因素和核磁共振譜；掌握自旋偶合和自旋裂分，熟悉一級譜圖的解析，了解復(fù)雜圖譜的簡化方法；了解13C核磁共振譜。重點：核磁共振的基本原理，學(xué)位化移，自旋偶合和自旋裂分。難點：譜圖的解析。德育要求：在教學(xué)過程中，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，強調(diào)與時俱進，科技創(chuàng)新。6集中講授、小組討論課程目標1、2、311質(zhì)譜分析基本要求：掌握質(zhì)譜分析的基本原理；掌握質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)和進樣系統(tǒng)，熟悉離子源和質(zhì)量分析器的工作原理，了解離子檢測器；掌握分子離子峰和同位素峰，熟悉碎片離子峰、重排離子峰及兩價離子峰，了解離子分子反應(yīng)和亞穩(wěn)離子峰；掌握分子量的測定，熟悉分子式的測定和化合物的鑒定；了解聯(lián)用技術(shù)（GC-MC，LC-MS）。重點：質(zhì)譜分析的基本原理，碎片離子峰、重排離子峰。難點：分子式的測定和化合物的鑒定。德育要求：引入核軍工文化，如“兩彈一星”精神，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解“事業(yè)高于一切，責(zé)任重于一切，嚴細融入一切，進取成就一切”的核工業(yè)精神內(nèi)涵，融入日常學(xué)習(xí)與生活的一言一行。增強大學(xué)生的家國情懷，傳承奮斗、奉獻和擔當精神。6集中講授、小組討論課程目標1、2、312熱分析基本要求：掌握熱分析的基本原理；熟悉示差掃描量熱法的原理與裝置，掌握示差掃描量熱法的實驗技術(shù)，了解示差掃描量熱法的數(shù)據(jù)處理；熟悉熱失重分析法的原理與裝置，掌握熱失重分析法的實驗技術(shù)，了解熱失重分析法的數(shù)據(jù)處理；明確示差掃描量熱法與熱失重法在聚合物研究中的應(yīng)用范圍。重點：熱分析的基本原理，示差掃描量熱法的原理，熱失重分析法的原理。難點：示差掃描量熱法與熱失重分析法的數(shù)據(jù)處理。德育要求：弘揚“工匠精神”，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。當下我國各行各業(yè)正處于變革時期，敬業(yè)和技術(shù)創(chuàng)新是解決“卡脖子”問題的決勝法寶。4集中講授課程目標1、213相對分子質(zhì)量及其分布的測定基本要求：掌握聚合物相對分子質(zhì)量及其分布的意義及測定方法；熟悉凝膠滲透色譜儀的工作原理與裝置，掌握凝膠色譜的分離機理；熟悉凝膠色譜譜圖，了解相對分子質(zhì)量校正曲線的測定方法，掌握相對分子質(zhì)量分布的計算，熟悉峰展寬的校正；明確凝膠滲透色譜在高分子研究中的應(yīng)用范圍；熟悉場流分離技術(shù)，了解相互作用色譜及基質(zhì)輔助激光解吸/離子化飛行時間質(zhì)譜。重點：凝膠滲透色譜儀的工作原理，解析凝膠色譜譜圖。難點：相對分子質(zhì)量校正曲線的測定方法，相對分子質(zhì)量分布的計算。德育要求：培養(yǎng)大學(xué)生愛護環(huán)境的價值觀，使學(xué)生認識的正確的工程倫理價值導(dǎo)向，切實履行社會責(zé)任，不為利益所驅(qū)使而違背職業(yè)道德。4集中講授課程目標1、214聚合物的掃描電子顯微術(shù)基本要求：掌握電子束與固體樣品的相互作用；熟悉掃描電鏡的結(jié)構(gòu)，了解掃描電鏡的放大倍數(shù)和分辨本領(lǐng)；了解表面形貌及原子序數(shù)襯度，掌握掃描電子顯微像襯度的調(diào)節(jié)。重點：掃描電鏡的結(jié)構(gòu)。難點：掃描電子顯微像襯度的調(diào)節(jié)。德育要求：引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，踐行工匠精神。2集中講授課程目標1、2合計四、課程教學(xué)方法該課程采用集中講授、課堂討論、現(xiàn)場教學(xué)等。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求學(xué)業(yè)評價和課程考核采用期末考試及平時成績考核，成績合格者計入學(xué)分。期末考試由學(xué)校組織實施，考試成績按百分制計分，結(jié)合平時作業(yè)和階段性考核進行綜合評價。分配比例為：期末采取閉卷筆試60%、平時成績（課后作業(yè)）40%，總成績按百分制計。2.課程目標達成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1平時作業(yè)101515402期末考試20202060課程目標對應(yīng)分值303535100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠認識到解決問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。能夠恰當選擇與使用高分子相關(guān)的現(xiàn)代儀器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進行分析、計算與設(shè)計。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好認識到解決問題有多種方案可選擇，基本會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。能夠恰當選擇與使用高分子相關(guān)的現(xiàn)代儀器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進行較好分析、計算與設(shè)計。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位?；灸軌蛘J識到解決問題有多種方案可選擇，基本會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。基本能夠選擇與使用高分子相關(guān)的現(xiàn)代儀器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進行基本分析、計算與設(shè)計。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能認識到解決問題有多種方案可選擇，不會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。不能選擇與使用高分子相關(guān)的現(xiàn)代儀器、信息資源、工程工具和專業(yè)模擬軟件，對復(fù)雜工程問題進行不會分析、計算與設(shè)計。2.期末試卷考核與評價標準根據(jù)課程目標及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計期末考核試題，綜合檢驗學(xué)生對課程相關(guān)知識的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計相應(yīng)評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《儀器分析》，胡坪、王氫主編，高等教育出版社，2019年第五版；2．《聚合物近代儀器分析》，楊睿主編，清華大學(xué)出版社，2010年6月版。（二）參