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《晶体学基础》课程教学大纲

一、课程基本情况

课程代码：101113123202

课程名称（中/英文）：晶体学基础/FundamentalsofCrystallography

课程类别：学科专业基础课程

学分：2

总学时：32

理论学时：32

实验/实践学时：0

适用专业：材料物理

适用对象：本科

先修课程：高等数学、大学物理

教学环境：多媒体教室

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《晶体学基础》课程是材料物理专业的重要专业基础课程，考试课。它涉及晶体的发生和生长，以及晶体的外部形态、内部结构、物理性质和化学性质等诸方面。课程的一些基本知识，如晶体化学、晶体结构及其表达和分析等，是无机化学，固体物理和材料科学基础等相关课程所必须的基础知识。通过本课程的学习，让学生掌握晶体的基础理论知识，培养学生分析问题和解决问题的基本思维能力，并为后续学习各种材料合成、生产工艺课程打下必需的理论基础。在本课程各章绪论环节，导入了我国的材料研究前沿情况，包括取得的成果和与世界顶级水平间的差距，激发学生道路自信和赶超先进的决心，提高学生的学习热情。

2.对接培养的岗位能力

通过本课程的学习，学生具有扎实的晶体理论基础，对于光伏材料生产中的单晶和多晶硅铸锭、切割和烧结等工艺过程有更深入的理解，为提高产品质量和工艺改革提供基础。

三、课程教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点2.2]能够基于材料物理相关知识和原理，采用文字、图表、模型等方式表达太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题。

[毕业要求指标点3.1]掌握太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。

[毕业要求指标点4.1]能够基于科学原理和专业理论，通过文献研究或相关方法，调研和分析太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题的解决方案。

2.课程教学目标

对应毕业要求指标点，具体内容如下：

教学目标1：使学生掌握晶体学的基本原理，为后续其它课程的学习奠定基础；能够对所学知识加以运用，以文字、图表、模型等方式表达太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题。（支撑毕业要求指标点2.2）

教学目标2：使学生了材料组成、微观结构、制备方法与材料性能之间的相互关系，掌握新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。（支撑毕业要求指标点3.1）。

教学目标3：培养学生的系统性思维，在掌握原理的基础上运用多种方法去分析和解决太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域复杂工程问题的解决方案。（支撑毕业要求指标点4.1）

教学课时安排

（一）学时分配

主题或知识点

教学内容

总学时

学时

完成课程

教学目标

讲课

实验

实践

主题或知识点1

晶体

4

4

0

0

1,2

主题或知识点2

晶体的投影

4

4

0

0

1,2,3

主题或知识点3

晶体的宏观对称性

6

6

0

0

1,2,3

主题或知识点4

晶体定向和晶体学符号

2

2

0

0

1,2,3

主题或知识点5

晶体的理想形态

4

4

0

0

1,2,3

主题或知识点6

晶体的规则连生

4

4

0

0

1,2,3

主题或知识点7

晶体内部结构的微观对称性和空间群

2

2

0

0

1,2,3

主题或知识点8

晶体结构及其变化

2

2

0

0

1,2,3

主题或知识点9

晶体化学基础

2

2

0

0

1,2,3

主题或知识点10

晶体的形成和晶体缺陷

2

2

0

0

1,2,3

合计

32

32

0

0

五、教学内容及教学设计

主题1晶体

1.教学内容：理解和掌握晶体的基本概念和性质，掌握晶体的分类方法，了解准晶体的概念和性质。介绍晶体学的地位及其在现代工业体系中的应用，晶体制备技术的发展历史和和我国对此的贡献，激发学生的民族自豪感和专业学习的兴趣，投身祖国建设的理想。

2.教学重点：晶体的点阵结构与晶体的基本性质。

3.教学难点：点阵结构的数学表达，准晶体。

4.教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。

主题2晶体的投影

1.教学内容：掌握面角守恒定律，晶体球面投影及其坐标，极射赤平投影和乌尔夫网。介绍我国科学家在此方面的贡献，树立学生的民族自信心。

2.教学重点：面角守恒定律，晶体球面投影及其坐标。

3.教学难点：极射赤平投影和乌尔夫网。

4.教学方案设计：采用板书结合PPT的教学方法，增加图片与视频内容，强调与学生的互动，调动学生的学习积极性。

主题3晶体的宏观对称性

1.教学内容：掌握对称性的概念，晶体的对称性，晶体的宏观对称元素和对称操作，对称元素的组合，晶体的32中点群及其