列印
課程教學大綱
學年
學期
開課號
課號
課程名稱
英文課名
學院
開課系所
班級
任課教師
學分
授課時數
授課類型
課程類別
修別
排課時間
排課地點
全英語授課
任課教師電子郵件信箱
核心能力
職涯類別
SDGs連結
SDGs01 消除貧窮
SDGs02 消除飢餓
SDGs03 良好健康和福祉
SDGs04 優質教育
SDGs05 性別平等
SDGs06 潔淨水與衛生
SDGs07 可負擔的潔淨能源
SDGs08 尊嚴就業與經濟發展
SDGs09 產業創新與基礎設施
SDGs10 減少不平等
SDGs11 永續城市與社區
SDGs12 負責任的消費與生產
SDGs13 氣候行動
SDGs14 水下生命
SDGs15 陸域生命
SDGs16 和平正義與有力的制度
SDGs17 夥伴關係
教學內涵
程式設計
性別平等
品德教育
人權教育
永續環境
一、課程目標Course objectives
本課程為大學部奈米材料實驗課程,以實作為主,透過 6–8 個核心實驗讓學生親手合成與分析各類奈米材料。課程聚焦本實驗室實際發表之研究成果,涵蓋多孔矽光子晶體與 SERS 基板、液相雷射合成多金屬/半導體奈米複合粒子、Sol-Gel 薄膜熱電材料,以及 PLD/PECVD 薄膜沉積技術。學生將學習電化學蝕刻、PLA 雷射合成、Sol-Gel 製程、脈衝雷射沉積等製備技術,並了解 SEM-EDS、XRD、XPS、拉曼光譜、Seebeck 係數量測等奈米材料分析技術及方法。 知識目標 • 理解奈米材料(多孔矽、貴金屬 NPs、缺辉石氧化物、熱電薄膜)的基本概念與特性 • 掌握電化學蝕刻、液相雷射合成(LFL/LAL)、Sol-Gel、PLD、PECVD 等製備方法的基本原理 • 學習 SEM-EDS、XRD、XPS、UV-Vis、拉曼光譜、Seebeck 係數等分析技術的操作與數據分析 • 理解 SERS 增強機制、LSPR 效應、光催化反應原理,以及熱電晶界能量過濾效應 技能目標 • 熟練操作電化學工作站(循環伏安、恆電位沉積)進行多孔矽蝕刻 • 能使用 Nd:YAG 雷射進行液相雷射碎化(LFL),製備多金屬與複合奈米粒子 • 能以 Sol-Gel 旋塗法製備薄膜並進行熱處理優化 • 能操作 PLD 與 PECVD 系統進行薄膜沉積,並量測 Seebeck 係數及光電或熱電係數 • 具備數據收集、處理、圖表製作與科學報告撰寫能力 素養目標 • 建立嚴謹的科學實驗態度與實驗室安全意識 • 培養從文獻出發設計實驗、解釋結果的批判思考能力 • 理解本系研究成果與國際期刊發表的關聯,提升學術研究參與感
二、師生晤談時間及地點Instructor office hours
時間
3ef
地點
科四301
電話
4907
三、授課方式Teaching approach
實驗導向教學(85%)+ 理論補充(15%) • 預習講解(15 min):實驗原理簡介、文獻背景與安全提醒 • 示範操作(30 min):教師示範關鍵步驟與儀器操作技巧 • 分組實驗(2.5 h):學生分組進行實際操作(每組 4–5 人) • 結果討論(30 min):數據初步分析、問題討論與錯誤排查 • 清理整理(15 min):設備清洗、廢液處理、數據整理 • 理論補充(15%):基礎概念回顧、實驗原理深化、應用案例介紹
四、評量方式Grading criteria:
本課程採以下多元評量方式進行,同時根據實驗進行過程思考增加不同評量方式及整體學習成效評估: 評量項目 比例 說明 實驗操作表現 35% 準備度、操作技能、安全規範、團隊合作 實驗報告(每次實驗) 45% 目的原理、方法記錄、結果圖表、分析討論、結論 實驗前預習(預習報告) 10% 每次實驗前繳交簡短預習報告 期末實作考試 10% 選取關鍵步驟、問題解決能力、儀器操作
五、參考書目Textbook & references:
六、教學進度Course schedule
七、彈性教學
第17週: 學生選擇一個實驗進行參數優化;探討不同實驗條件對結果的影響;設計並執行改進實驗 應用導向實驗: 選擇一種奈米材料進行應用性能測試如電池性能測試、感測器性能評估等 第18週:課程學習心得分享;奈米材料領域前沿發展介紹;課程評量與改進建議收集
八、TA協助事項Teaching Assistant tasks
實驗前預習資料:提供詳細的實驗手冊與參考資料 線上學習平台:上傳課程資料、實驗影片、常見問題解答 實驗室開放時間:提供額外練習機會 學習評量回饋:及時提供評量結果與改進建議
九、備註Remarks
實驗進行前: 進入實驗室前完成安全教育訓練並穿著適當實驗服裝;了解當日實驗內容與風險 實驗進行中:嚴格遵守操作程序;及時記錄實驗數據並保持實驗台整潔 實驗結束後:清洗實驗器具;整理實驗數據;檢查設備狀態 安全管理措施 個人防護: 實驗服、護目鏡、手套為基本配備 特殊實驗需額外防護設備 長髮須束起,不得穿涼鞋 化學品管理: 了解所用化學品性質 正確儲存與處理 廢棄物分類收集 設備安全: 使用前檢查設備狀態 遵循操作手冊 異常狀況立即停機並報告 緊急處理: 熟悉緊急出口位置 了解安全淋浴、洗眼器使用方法 掌握緊急聯絡方式
十、本課程可培養學生之核心能力與教學活動、核心能力與評量方法之對應表
具備運用數學及物理知識的能力 系核心能力 具備基本光電知識及技術 系核心能力 暸解基本的材料性質及製作能力 系核心能力 掌握先進工程技術與持續學習之能力 系核心能力 有效溝通與團隊合作之能力 系核心能力 理解社會責任以及專業倫理道德 系核心能力
◎請同學們遵守智慧財產權及不得不法影印。
Course participants should respect intellectual property rights. Illegal copying of copyrighted course materials is strictly prohibited.
◎請任課教師在教學過程中適當引導學生使用正版教科書,並適時提醒或制止學生使用非法影印教科書,或通報學校予以輔導。
Instructors should ensure that students purchase licensed textbooks and preventstudents from using illegally copied texts.