《探索微觀物質(zhì)世界》課程教學(xué)大綱

課程教學(xué)大綱課程基本信息（CourseInformation）課程代碼（CourseCode）PH904*學(xué)時（CreditHours）32*學(xué)分（Credits）2*課程名稱（CourseName）（中文）探索微觀物質(zhì)世界（英文）Toexploremicrocosmbyscientificapparatus-ofwhatispast,passingandtocome課程性質(zhì)(CourseType)通識教育課授課對象（TargetAudience）2年級以上的大學(xué)本科生，專業(yè)覆蓋文理醫(yī)各科對微觀物質(zhì)世界有興趣的同學(xué)。授課語言(LanguageofInstruction)中文*開課院系（School）分析測試中心先修課程（Prerequisite）大學(xué)物理、普通化學(xué)*課程簡介（Description）探索微觀物質(zhì)世界是一門面向不同學(xué)科背景學(xué)生的課程。教學(xué)宗旨為培養(yǎng)學(xué)生綜合科學(xué)素質(zhì)，了解對物質(zhì)世界微觀探索的發(fā)展歷程，掌握對微觀世界探索的的基本概念和方法。課程教學(xué)以科學(xué)發(fā)現(xiàn)的事件為背景，以微觀世界的認(rèn)識過程和探索微觀世界的現(xiàn)代科學(xué)儀器為主要內(nèi)容，集多種教學(xué)模式為一體，培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)思維方法、觸類旁通的科學(xué)意識，增強(qiáng)學(xué)生在科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的潛力，為以后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。課程性質(zhì)：此課程是作為文科類學(xué)生的通識課程，也可作為理科類學(xué)生的通識課程。教學(xué)目標(biāo)：以人類在探索微觀物質(zhì)世界的歷史為主線，圍繞近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的手段和方法，培養(yǎng)學(xué)生掌握微觀物質(zhì)世界的概念，探索微觀物質(zhì)世界的方法和分析技術(shù)的基本原理，也使文科學(xué)生了解科學(xué)工作者探索微觀物質(zhì)世界的科學(xué)方法和技術(shù)手段。

具體內(nèi)容：1：微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的概念及顯微技術(shù)的發(fā)展。

2：X射線表征微觀物質(zhì)世界的技術(shù)方法，包括衍射，散射和形貌術(shù)。

3：電子表征技術(shù)，包括TEM和SEM等。

4：掃描隧道顯微鏡表征技術(shù)等。（中文300-500字，含課程性質(zhì)、主要教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)目標(biāo)等）*課程簡介（Description）（英文300-500字）ToexploremicrocosmbyscientificapparatusisaliberaleducationcoursewhatbefacetowholestudentsofShanghaiJiaoTongUniversity,includetheundergraduatesandgraduates.Theaimofthiscourseistofosterstudentswithcomprehensivescientificattainment,tointroducethemthescientificbreakthroughsanddiscoversofnewmeasurementmethods,andpersonage,eventhenaturalandsocialbackgroundduringtheprogressofexploringmicrocosm.Especially,thecoursewillmainexpatiatetothegreatsupportroleofexploringmicrocosmformodernhumansociety.Thecoursecontainsthebasicknowledgeofmatter,thecharacterizationmethodsofmicrostructuresuchasopticalmicroscopy,X-raydiffractometry,X-rayscattering,ScanningElectronMicroscopy,TransmissionElectronMicroscopy,ScanningTunnelingMicroscopeandAtomicForceMicroscopyetc.Forstudents,Itisusefultodeveloptheirpotentialskillsinscientificresearch,andbeneficialtoimprovetheabilityofideationindependent.課程教學(xué)大綱（CourseSyllabus）*學(xué)習(xí)目標(biāo)(LearningOutcomes)了解近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的手段和方法，使學(xué)生掌握物質(zhì)世界的微觀探索的基本概念、方法和分析技術(shù)的基本原理，也使文理科學(xué)生相互交融，建立起探索微觀物質(zhì)世界的科學(xué)思維方法。具體體現(xiàn)在以下幾方面：1．深入思考和用語言準(zhǔn)確表達(dá)的能力。2．敏銳觀察，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力3．批判性思辯和創(chuàng)作性的能力。4．不同學(xué)科背景的人合作學(xué)習(xí)的能力。5，匯集、整理信息的能力。*教學(xué)內(nèi)容進(jìn)度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時教學(xué)方式作業(yè)及要求基本要求考查方式課程概述、微觀探索的歷史沿革2課堂講授課后作業(yè)：人類的對微觀世界探索的驅(qū)動力對微觀世界的探索從猜想到科學(xué)觀測課后作業(yè)近、現(xiàn)代對微觀物質(zhì)世界的探索3課堂講授及課堂討論課堂討論：發(fā)言踴躍，有獨(dú)道見解掌握道爾頓原子論的建立課堂討論和課后作業(yè)光學(xué)的發(fā)展及光學(xué)顯微鏡的發(fā)明2課堂講授及影視資料觀看課后作業(yè)：光學(xué)顯微鏡的功能類型掌握光學(xué)顯微鏡的分類方法課后作業(yè)對光本質(zhì)的爭論怎樣促進(jìn)微觀世界的認(rèn)識2課堂講授及課堂討論課后作業(yè)：光的波粒二象性是近代物質(zhì)觀的基礎(chǔ)光的性質(zhì)的爭論演變課后作業(yè)和期末考試

晶體的對稱性及晶體結(jié)構(gòu)2課堂講授課后作業(yè)：掌握7大晶系、14種布拉菲點(diǎn)陣的概念晶體、非晶等基本概念課后作業(yè)X射線的發(fā)現(xiàn)及衍射技術(shù)的形成3課堂講授及課堂討論課后作業(yè)及課堂討論：X射線衍射對光的本質(zhì)認(rèn)識的支持X射線的性質(zhì)課后作業(yè)和課堂討論X射線的廣泛應(yīng)用及儀器實(shí)驗(yàn)課2現(xiàn)場參觀和上機(jī)操作弄清楚XRD的工作過程及測試程序了解光學(xué)顯微鏡和XRD的儀器構(gòu)造課后作業(yè)和期末考試?yán)猛捷椛涞却笮脱b置探索微觀世界2課堂講授及影視資料觀看課堂討論及課后作業(yè)：同步輻射及FXEL等發(fā)生原理同步輻射作為光源的主要應(yīng)用范圍課后作業(yè)電子的發(fā)現(xiàn)及電子顯微鏡的發(fā)明2課堂講授及課堂討論物質(zhì)波的重要意義電子顯微鏡的重要元件課后作業(yè)和課堂討論

透射電子顯微鏡的原理及應(yīng)用2課堂講授及影視資料觀看透射電子顯微鏡的工作原理磁透鏡、電子槍等部件課后作業(yè)和期末考試掃描電子顯微鏡的原理及應(yīng)用2課堂講授及影視資料觀看掃描電子顯微鏡的成像原理掃描電子顯微鏡的工作模式課后作業(yè)和期末考試量子理論的出現(xiàn)及物質(zhì)波的討論2課堂講授及課堂討論討論：物質(zhì)波對量子理論形成的重要開啟作用隧道效應(yīng)課后作業(yè)和課堂討論掃描隧道顯微鏡的發(fā)明及應(yīng)用2課堂講授及影視資料觀看掃描隧道顯微鏡的種類和基本工作原理原子力顯微鏡的兩種工作模式課后作業(yè)和期末考試電子及原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)課2現(xiàn)場參觀和上機(jī)操作弄清兩種顯微鏡的工作過程和操作程序了解電子顯微鏡和隧道掃描顯微鏡的主要區(qū)別課后作業(yè)*考核方式(Grading)最終成績由課堂表現(xiàn)，平時作業(yè)，課后大作業(yè)，小組討論和最后考試成績確定。各部分所占比例如下：

平時作業(yè)和課堂參與程度為20%。主要考察對知識的掌握能力和表達(dá)能力。

大作業(yè)為20%。主要考察分析問題和創(chuàng)作型能力。

考試為60%。主要考察對微觀探測儀器的基本原理和操作的熟練程度。*教材或參考資料(Textbooks&OtherMaterials)（必含信息：教材名稱，作者，出版社