材料近现代研究测试方法
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个人介绍
材料现代研究方法
课程介绍
本课程是材料学、材料物理与化学以及材料加工专业研究生阶段的一门重要的学位专业课程，将材料领域的核心问题“组成-结构-性能”有机地联系在一起，是一门关于材料成分、结构、微观形貌与缺陷等的现代分析、测试技术及其有关理论基础的课程。本课程着重介绍材料研究方法与测试的基本原理、实验技术和分析过程，力求内容深度适中、知识结构合理，有利于对学生能力的培养，使学生对材料领域的研究方法与测试有一个深入和较全面的认识，从而在学习本课程之后能够系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法，最终能够独立地进行材料的分析和研究工作，解决实际问题。
教学方案
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 1 次课 学时：1 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第一章绪论 | ||
| 教学目的和要求 | 了解材料结构与性能的关系，根据材料结构掌握材料相应分析测试的基本方法 | ||
| 讲授主要内 容 |
1.2 材料结构表征的基本方法
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| 重 点 难 点 |
重点：材料的分析的基本方法 难点：材料结构与材料性能的关系
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| 要求掌握知识点和分析方法 |
材料结构表征近现代基本测试手段，区别于小型仪器分析。
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| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合近现代研究分析测试仪器设备的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对材料研究方法与测试的兴趣。 | ||
| 作业布置 | |||
| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 2-6 次课 学时：8 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第二章 X射线衍射和散射 | ||
| 教学目的和要求 | 了解X射线衍射原理，掌握粉晶X射线物相分析。 | ||
| 讲授主要内 容 | 2.1 概述 2.2 X射线物理学基础 2.3 X射线晶体学基础 2.4 X射线的产生及其性质 2.5 X射线衍射原理 2.6 多晶衍射方法 2.7 粉晶X射线物相分析 2.8 一些X射线衍射分析方法的应用 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：X射线衍射原理； 难点：一些X射线衍射分析方法的应用 | ||
| 要求掌握知识点和分析方法 | |||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合X射线产生，衍射相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对X射线在材料研究方面的兴趣。 | ||
| 作业布置 |
课后题所划取相关题目。
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| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 7-12 次课 学时：7 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第三章透射电子显微镜 | ||
| 教学目的和要求 | 了解透射电子显微镜的构造与工作原理，掌握TEM在无机非金属材料中的应用。 | ||
| 讲授主要内 容 | 3.1电子光学基础 3.2电子与固体物质的相互作用 3.3透射电子显微镜(TEM ) 3.4 电子衍射原理 3.5 电子衍射花样分析 3.6 扫描透射电子显微镜(STEM) 3.8 试样制备 3.9 TEM在无机非金属材料中的应用 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：电子光学基础；电子与固体物质的相互作用； 难点：电子与固体物质的相互作用，电子衍射原理以及电子衍射花样分析。 | ||
| 要求掌握知识点和分析方法 | |||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合透射电镜(TEM)结构相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对TEM在材料研究方面的兴趣。 | ||
| 作业布置 | 课后题所划取相关题目。 | ||
| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 13-15 次课 学时：4 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第四章扫描电子显微镜 | ||
| 教学目的和要求 | 了解扫描电子显微镜，掌握SEM在无机非金属材料中的应用。 | ||
| 讲授主要内 容 | 4.1电子光学基础 4.2电子与固体物质的相互作用 4.3扫描电子显微镜(SEM ) 4.4电子探针X射线显微分析(EPMA,EDX与EBSD) 4.5试样制备 4.6 SEM在无机非金属材料中的应用 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：电子光学基础； 难点：电子与固体物质的相互作用 | ||
| 要求掌握知识点和分析方法 | |||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合扫描电镜(SEM)结构相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对SEM在材料研究方面的兴趣。 | ||
| 作业布置 |
课后题所划取相关题目。
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| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 16-17 次课 学时：4 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第五章 X射线光电子能谱 | ||
| 教学目的和要求 | X射线光电子能谱分析的基本原理，掌握X射线光电子能谱的应用。 | ||
| 讲授主要内 容 | 5.1 X射线光电子能谱仪结构 5.2 X射线光电子能谱分析的基本原理 5.3光电子能谱实验技术 5.4 X射线光电子能谱的应用 5.5 X射线光电子能谱数据分析 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：X射线光电子能谱分析的基本原理； 难点：X射线光电子能谱的应用 | ||
| 要求掌握知识点和分析方法 | |||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合X射线光电子能谱仪(XPS)结构相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对XPS在材料研究方面的兴趣。 | ||
| 作业布置 |
课后题所划取相关题目。
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| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 18-22 次课 学时：6 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | ||
| 章 节 | 第六章光谱分析 | |||
| 教学目的和要求 | 了解红外，拉曼，紫外可见吸收光谱原理，掌握所讲光谱在无机非金属材料中的应用。 | |||
| 讲授主要内 容 | （一）概述 6.1光谱分析法及其分类 6.2原子、分子结构与光谱 （二）、红外光谱 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱与分子结构 6.3 红外光谱图的解析方法 6.4 红外光谱仪及制样技术 | 6.5 红外光谱在材料研究领域中的应用 6.6 红外光谱新技术及其应用 （三）、拉曼散射光谱 6.1 激光拉曼光谱原理 6.2 拉曼光谱在材料研究领域中的应用 （四）、吸收光谱 6.1 紫外-可见-近红外分光光谱 6.2 材料研究领域中的应用 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：了解各种光谱分析原理； 难点：理清原子、分子结构与光谱作用关系，以及各光谱之间地联系与区别。 | |||
| 要求掌握知识点和分析方法 | ||||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合光谱分析仪器 相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对光谱分析在材料研究方面的兴趣。 | |||
| 作业布置 | 课后题所划取相关题目。 | |||
| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | ||||
青岛大学教案（理论教学用）
| 第 23-24 次课 学时：2 | 授课对象 | 无机非专业本科生 | |
| 章 节 | 第七章热分析 | ||
| 教学目的和要求 | 了解热分析方法，掌握热分析图谱解析。 | ||
| 讲授主要内 容 | 7.1 热分析技术的概述 7.2 热重分析法 7.3 差热分析法（DTA） 7.4 示差扫描量热分析法 7.5 动态热机械分析 7.6 热分析技术的发展趋势及一些先进技术介绍 | ||
| 重 点 难 点 | 重点：X射线光电子能谱分析的基本原理； 难点：X射线光电子能谱的应用 | ||
| 要求掌握知识点和分析方法 | |||
| 教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等 | 采用的教学方法：以讲授为主，结合热分析仪结构相关的图片、视频对学生进行教授，并采用启发式教学，引导学生对热分析在材料研究方面的兴趣。 | ||
| 作业布置 |
课后题所划取相关题目。
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| 主 要 参考资料 |
材料现代分析测试方法 主编 王富耻 出版社：北京理工大学出版社 无机非金属材料研究方法，张颖，任耘，刘民生 主编，冶金工业出版社，2011。 现代仪器分析方法，杜一平 主编，华东理工大学出版社，2015。 材料现代分析方法，.左演声，陈文哲，梁伟 主编，北京工业大学出版社，2000。
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| 备注 | |||
教学大纲
附件4：
青岛大学研究生课程教学大纲
课程编号： 4462102 课程名称： 材料现代研究方法
( CourseNo. 4462102 : Course Name ModernResearch Methods of Materials )
一、课程简介（Description）
1. 学分/学时（Credit/Hours）：2学分/32学时（2 Credit / 32 Hours）
2. 开课学期（Semester）：研究生一年级第二学期（First grade postgraduate, second term）
3. 内容简介（Introduction）：本课程是材料学、材料物理与化学以及材料加工专业研究生阶段的一门重要的学位专业课程，将材料领域的核心问题“组成-结构-性能”有机地联系在一起，是一门关于材料成分、结构、微观形貌与缺陷等的现代分析、测试技术及其有关理论基础的课程。本课程着重介绍材料研究方法与测试的基本原理、实验技术和分析过程，力求内容深度适中、知识结构合理，有利于对学生能力的培养，使学生对材料领域的研究方法与测试有一个深入和较全面的认识，从而在学习本课程之后能够系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法，最终能够独立地进行材料的分析和研究工作，解决实际问题。
This course is an important professional degree coursefor graduate students in materials science, materials physics and chemistry,and material processing. It links organically the core issue of the materialfield: composition-structure-performance. It is a material component. Modernanalysis, testing techniques, and related theoretical foundations of thestructure, structure, microscopic appearance and defects. This course focuseson the basic principles, experimental techniques and analysis process ofmaterials research methods and testing. It strives to achieve moderate contentdepth and reasonable knowledge structure, which is conducive to cultivatingstudents' abilities and enables students to have a deeper understanding ofresearch methods and testing in the field of materials. A more comprehensiveunderstanding, so that after learning this course, we can systematicallyunderstand the basic principles, instrumentation, sample preparation andapplication of modern major analytical testing methods and grasp the methods ofinterpretation and analysis of information obtained by common testtechnologies. Material analysis and research work to solve practical problems.
4. 教材名称（Textbooks）：书名：材料近代分析测试方法(修订版) 主编：常铁军,刘喜军出版社：哈尔滨工业大学出版社
材料现代分析测试方法主编王富耻出版社：北京理工大学出版社
Title:analytical test methods (Revision) of modern materials: Chang Tejun, Liu XijunPress: Harbin Institute of Technology Press
5. 先修课程（Prerequisites）：无机化学，有机化学、分析化学，材料科学与工程基础
Inorganicchemistry, organic chemistry, analytical chemistry, materials science andengineering foundation
6. 授课对象（Teaching objects）：材料学院一年级研究生First grade postgraduate
7. 适合专业（Suited Professions）：材料学、材料物理与化学、材料加工
MaterialScience, Material Physics and Chemistry, Material Processing
8. 教学语言（Language of Instruction）：中文Chinese
9. 参考文献（References）：
10.任课教师及团队（Coordinators& Team）：李海东（Haidong Li）、杜中林（Zhonglin Du）、毛遂（Sui Mao）、朱志军（Zhijun Zhu）
二、教学目标（Educational Objectives）
介绍该课程在本学科研究生课程体系中的作用、以及要求学生要掌握的知识、方法和能力等。
1. 目标1（Objective 1）：
本课程是材料学、材料物理与化学以及材料加工专业研究生阶段的一门重要的学位专业课程。本课程的教学目标是使学生掌握材料结构表征主要方法及相关测试技术的基本原理、仪器构造、制样技术和常见用途，从而为研究生阶段开展与专业有关的科研活动提供理论指导，并对常规仪器提供的测试数据或测试结果进行合理有效的定性或者定量分析。
This course is an important degree program in thegraduate program of Materials Science, Materials Physics and Chemistry, andMaterials Processing. The teaching objectives of this course are to enablestudents to master the main methods of material structure characterization andthe basic principles of related testing techniques, instrument construction,sample preparation techniques and common uses, so as to provide theoreticalguidance for the development of professional-related research activities at thegraduate level, and The test data or test results provided by the instrumentare reasonably and effectively qualitative or quantitative.
三、教学内容/学时分配/授课方式（Topics Covered/Credit Hours/Lecture Model）
| 次数（No.） | 教学内容 （Topics Covered） | 学时分配 （Credit Hours） | 授课方式 （Lecture Model） |
| 第1讲（Topic 1） | 绪论Introduction 1.1 材料结构与材料性能的关系 1.2 材料结构表征的基本方法 教学要求：了解材料结构与性能的关系，根据材料结构掌握材料分析的基本方法 1.1 The relationship between material structure and material properties 1.2 The basic method of material structure characterization Teaching requirements：Understand the relationship between material structure and performance, according to the material structure to master the basic method of material analysis. | 1 | 讲授 |
| 第2讲（Topic 2） | X 射线衍射和散射X - ray diffraction and scattering 2.1 X射线的产生及其性质 2.2 X射线衍射原理 2.3 X射线衍射分析方法 2.4 粉晶X射线物相分析 2.5 一些X射线衍射分析方法的应用 2.1 X-ray generation and its properties 2.2 Principle of X - ray Diffraction 2.3 X-ray diffraction analysis method 2.4 Powder phase analysis 2.5 Application of X-ray diffraction analysis methods | 8 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 第3讲（Topic 3） | 透射电子显微镜Transmission electron microscopy 3.1电子光学基础 3.2电子与固体物质的相互作用 3.3透射电子显微镜（TEM ) 3.4电子探针X射线显微分析（EPMA) 3.5 TEM在材料科学中的应用 3.1 Electronic optics 3.2 Interaction of electrons and solid matter 3.3 Transmission electron microscopy（TEM ) 3.4 Electron Probe X-ray Microanalysis（EPMA) 3.5 Application of TEM in Materials | 7 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 第4讲（Topic 4） | 扫描电子显微镜与电子探针Scanning probe microscope 4.1电子光学基础 4.2电子与固体物质的相互作用 4.3扫描电子显微镜（ SEM ) 4.4电子探针X射线显微分析（EPMA) 4.5 SEM在材料科学中的应用 4.1 Electronic optics 4.2 Interaction of electrons and solid matter 4.3 Scanning probe microscope （SPM ) 4.4 Electron Probe X-ray Microanalysis（EPMA) 4.5 Application of STM in Materials | 4 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 第5讲（Topic 5） | X 射线光电子能谱 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 5.1射线光电子能谱分析的基本原理 5.2 光电子能谱实验技术 5.3 X射线光电子能谱的应用 5.1 Fundamentals of XPS Analysis 5.2 Photoelectron spectroscopy experimental technique 5.3 Application of XPS | 4 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 第6讲（Topic 6） | 光谱分析 一、红外光谱 Infrared spectroscopy 6.1 红外光谱的基本原理 6.2 红外光谱与分子结构 6.3 红外光谱图的解析方法 6.4 红外光谱仪及制样技术 6.5 红外光谱在材料研究领域中的应用 6.6 红外光谱新技术及其应用 6.1 Fundamental concept of IR 6.2 IR Spectrophotometer 6.3 The deductive method of IR spectra 6.4 Infrared spectrometer and sample preparation technology 6.5 Application of Infrared Spectroscopy in Materials Research 6.6 New Technology of Infrared Spectroscopy and Its Application 二、拉曼散射光谱Raman scattering spectra 6.1 激光拉曼光谱原理 6.2 拉曼光谱在材料研究领域中的应用 6.1 Laser Raman Spectroscopy 6.2 Application of Raman Spectroscopy in Materials Research 三、吸收光谱 6.1 紫外-可见-近红外分光光谱 6.2 材料研究领域中的应用 6.1 UV-Vis-NIR DRS 6.2 Application of UV-Vis-NIR DRS | 6 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 第7讲（Topic 7） | 热分析Thermal analysis 7.1 热分析技术的概述 7.2 热重分析法 7.3 差热分析法（DTA） 7.4 示差扫描量热分析法 7.5 动态热机械分析 7.6 热分析技术的发展趋势及一些先进技术介绍 7.1 Overview of Thermal Analysis Technology 7.2 Thermogravimetric analysis 7.3 Differential thermal analysis（DTA） 7.4 Differential Scanning Calorimetry 7.5 Dynamic thermomechanical analysis 7.6 The development trend of thermal analysis technology and some advanced technology introduction | 2 | 讲授与学生ppt汇报结合 |
| 注：授课方式包括课堂讲授、实验、课堂研讨、学生PPT汇报、自学等方式。 | |||
四、考评方法（Evaluation Method）
可采取（但不局限于）以下方式进行课程学习效果考核：
1. 作业（Homework）：简要说明对作业的要求。结合自己研究课题方向结合自己最常用的现代测试方法做一个数据分析，总结相应测试方法得到的主要结论。
Combine thedirection of one's own research subject with one's own most common modern testmethod to make a data analysis, summarize the main conclusion that thecorresponding test method obtains.
2. 研究项目（Major Project）：简要说明对研究项目的要求。无
3. 书面报告（Written Reports）：简要说明对研究报告的要求。结合自己研究领域撰写某一种或几种分析测试方法在该研究领域的应用报告。
Combine theirown research areas to write a report on the application of one or moreanalytical test methods in this field.
4. 口头报告（Oral Reports）：简要说明对宣讲报告的要求。选取一种或多种现代分析测试方法，学生结合自己的课题中获得的实验数据，进行分析实验结果，并制作ppt讲述该测试方法在自己所研究领域的重要应用。
One or moremodern analysis and test methods are selected. Students combine theexperimental data obtained in their own projects to analyze the experimentalresults and produce ppt to describe the important applications of the testmethod in their own research fields.
5. 课内实验（Experiments）：简要说明对课内实验的要求。无
6. 期末考试（Exams）：简要说明对期末考试的要求。基础知识以及理论知识综合考评，并对材料分析中最常用的基本测试手段获得的测试数据进行基本分析，得出结论。
Comprehensiveevaluation of basic knowledge and theoretical knowledge, and a basic analysisof test data obtained from the most commonly used basic testing methods inmaterial analysis, and conclusions.
五、成绩比例（Grading Scale）
针对课程所采用的各类考评办法，给出以百分计算的考评成绩及其在总成绩中所占的比例，最终给出该门课程的学习成绩（以百分计）。
| 序号（No.） | 考评办法 （Evaluation Method） | 成绩 （Grade） | 所占比例 （Grading Scale） |
| 1 | 作业（Homework） | 100 | 20 |
| 2 | 研究项目（Major Project） | 0 | |
| 3 | 书面报告（Written Reports） | 100 | 20 |
| 4 | 口头报告（Oral Reports） | 100 | 20 |
| 5 | 课内实验（Experiments） | 0 | |
| 6 | 期末考试（Exams） | 100 | 40 |
六、预期效果（Assessmentof Learning Outcomes）
针对第二项所设置各个教学目标，通过上述内容的学习和所采取的考评方法，预估学生学完本门课程后所能掌握和了解的知识、方法和技能，以及所具备的具体能力等。
1. 目标1（Objective 1）：了解材料学领域常规的分析仪器以及测试方法。
Learn aboutroutine analytical instruments and test methods in the field of materialsscience.
2. 目标2（Objective 2）：掌握材料领域常规分析测试方法的基本原理。
Master the basicprinciples of routine analytical testing methods in the field of materials.
3. 目标3（Objective 3）：能够对材料学领域常规仪器测试结果进行有效的数据分析，得出结论
Ability toperform effective data analysis on routine instrument test results in the fieldof materials science and draw conclusions
| 课程负责人（签字）： 课程团队成员（签字）： 主管副部（院）长（签字）： 修订日期： |
参考教材
教材名称（Textbooks）：《材料现代分析测试方法》主编：王富耻，出版社：北京理工大学出版社。
课程评价
课程章节
1