《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。
《走进材料——从原子到器件》的线下课程自2019年开始运行,每年有一百余名学生学习。本门慕课自上线以来,也已经运行7轮次,四千余名学生曾参与学习。希望有更多的同学能从课程中有所受益。期待大家跟我们一起,发现材料科学之美!课程中还有诸多不足之处,也请批评指正。
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
Chapter 1 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
第一章测验
Chapter 2 Metals and Alloys
2.1 Basic Knowledge of Metals
2.2 Important Metals in Human History
第二章测验
Chapter 3 Corrosion and Protection of Metallic Materials
3.1 Introduction of Corrosion
3.2 Thermodynamics and Kinetics of Corrosion
3.3 Kinetics of Corrosion
3.4 Anti-corrosion
第三章测验
Chapter 4 Inorganic Non-metallic Materials
4.1 Basic Knowledge of Inorganic non-metallic Materials
4.2 Magic Ceramic
4.3 Colorful Glass
第四章测试
Chapter 5. Polymer Materials
5.1 Definition and History of Polymer
5.2 Polymer Science
5.3 Classification of Polymer
5.4 Application of Polymer
第五章测试
Chapter 6. Magnetic Materials and Spintronics
6.1 Introduction of Magnetism
6.2 Magnetism
6.3 Magnetic Materials
6.4 Magnetic Domain and Magnetization
6.5 Spintronics
第六章测验
Chapter 7. Biomimetic Materials, Chiral Materials and Metamaterials
7.1 Biomimetic Materials
7.2 Chiral Materials
7.3 Metamaterials
第七章测验
Chapter 8. Energy Materials and Devices
8.1 Energy Resources
8.2 Renewable Energy
8.3 Battery systems and Li-ion Battery
第八章测验
Chapter 9. Advanced thermoelectric materials
9.1 A Brief Introduction of Thermoelectric Background
9.2 Wide-gap Thermoelectric Materials with Low Thermal Conductivity Based on Strong Anharmonicity
9.3 Multiple Band Transports
9.4 “2D phonon -3D charge”Transports
9.5 Seeking highly effective wide-gap thermoelectrics
第九章测验
Chapter 10. 2D materials
10.1 Background
10.2 Synthesis of 2D Materials
10.3 Properties Tuning
10.4 Applications
第十章测验
Chapter 11. Flexible Electronics
11.1 Opening Remarks
11.2 Fundamental Physical Principles
11.3 Materials and Patterning for Flexible Electronics
11.4 Nanogenerators and Sensors
第十一章测验
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