《计算机在材料科学中的应用》课程教学大纲.docx

计算机在材料科学中的应用教学大纲课程名称：计算机在材料科学中的应用 课程英文名称：Application of Computer in Materials 课程编码:0901ZY069课程类别/性质：学科基础/必修学分：2学分总学时/理论/实验（上机）：32/24/8开课单位：化工学院适用专业：高分子材料与工程先修课程：高等数学、物理化学、材料科学与工程基础一、课程简介计算机在材料中的应用是高分子材料与工程专业的必修课程。材料科学与工程是多学科 交叉的新兴学科，目前对它的研究很大程度上还依赖于事实和经验的积累，系统地研究还需一个 很长的过程。在材料科学与工程领域，计算机也正在逐渐成为极其重要的工具。该课程的主:要内容为计算机模拟在材料科学与工程中的应用、材料设计理论及实践、材料模 型的构建及仿真、科研绘图软件Origin和ChemDravv在材料科学与工程中的应用等内容。本课程 是一门理论与实践紧密结合的课程，在掌握一定的理论基础后，进行相应的上机操作，加深对理 论知识的认识，掌握计算机在工程材料中的实际应用。二、课程教学目标通过本课程的学习是学生掌握常见的材料软件0rigiiKChemDraw和MaterialStudio等的操作， 培养学能能将实际工程问题模型化的思维，全面提高学生的理论水平和科研工作素质。1. 价值目标：增加学生“四个自信”，培养出“又红又专”的社会主义接班人；提高学生“四 个意识”，增加民族自豪感；重塑工匠精神，增加就业信心。2. 知识和能力目标：（1）具备运用现代信息资源和技术对复杂高分子材料工程问题进行预测与模拟的能力。（毕 业要求5.2）；（2）能综合使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具来解决工程中遇到的复 杂问题。（毕业要求5.3）；三、课程教学内容及学时分配教学总时数为32学时，其中理论课程为24学时，上机为8学时。课堂教学以教学参考书为 参考材料，按照本大纲的内容进行教学。课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：课程教学内容及学习要求章节内容思政融入点要 求学时支撑毕 业要求 指标点理 解掌握分析与 应用第一章：绪论第一节计算机技术的发展增加学生“四个 自信”高中低35.2第二节材料科学与工程的基 本概念与发展高中低第三节计算机模拟在材料科 学与工程中的应用高高高第四节材料模型的构建及仿 真高中低第五节材料数据库的应用高高高第二章：材料科学与 工程研究中的数学模型及数值计算第一节数学模型的基木知识培养出又红又 专”的社会主义接班人高中低35.3第二节材料科学与工程研充 中的数学模型高中低第三节材料科学与工程中的 数值计算方法高高中第三章：数据分析绘 图工具Origin 8.5第一节概述厚植工程伦理： 提高学生的责 任心。高中低45.2第二节数据文件的建立高高高第三节数据的编辑高中低第四节绘制图形中中中第五节图形的编辑和格式化高中低第六节Tools工具栏的使用in中低第七节数据分析曲线拟 合高中低第八节Origin图形文件的输出中中中第四章：材料科以与 工程中的材料设计理论及实践第一节材料设计概论提高学生“四个意识”高中低65.3第二节 Material Sludio软件简 介高高高第三节MS Visualizer-软件模型搭建高中低第四节材料电子性质计算中中中第五节化学反应机理的探索高中低第五章：材料绘图软 件ChemDniw的应用第一节软件使用简介倡导人文融通： 增强学生的人 文素养。高中低45.3第二节实例指导中中中第三节化学结构的绘制高中低第四节文本说明及原子标记高中低第五节轨道、符号、箭头、弧 等高高高第六届高级绘制技巧高中低第六章：材料科学与 工程中的数据库与专 家系统应用第一节数据库在材料科学与 工程中的应用重塑工匠精神， 增加就业信心高高高45.2第二节专家系统在材料科学 与工程中的应用高中低注：在“要求”栏内以高、中、低来表示对学生学习程度的要求，高为最高要求。理解指能对所学的内容作归 纳、分类、解释、总结、推断和一定程度的发挥。掌握指能理解学习材料的内涵和意义，包括具体分类、区别、 流程、误区等的认知和学习。可以借助三种形式来表明对材料的领会，一是转换，即用自己的话或用与原先表达 方式不同的方式表达自己的思想；二是解释，即对一项信息加以说明或概述；三是推断，即估计将来的趋势（预 期的后果）。分析指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成，或能计划、创造、建造或有改变的重构。 应用指能将学习材料用于新的具体情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展，代表较高水平的学习成果。应用需要建立对知识点掌握的基础上。四、上机内容与学时分配上机项目与类型序号实验项目思政融入点上机类型学时支撑毕业要 求指标点演示验证综合设计1MATLAB软件项目管理重塑工匠精神1V25.22纳米材料模型构建提高学生的责任 心35.33二维材料建模及应用增强学生的人文 素养寸35.3五、教学方法课程主要采用讲授、视频学习、文献查阅、课堂练习和案例分析的教学方式方法。六、考核及成绩评定方式课程考核包括平时成绩和课程论文两个部分。平时成绩由考勤、讲堂提问、作业三部分组成。课程论文成绩：主要通过课程论文来进行评价。考察学生对学术论文格式、论文的可读性和 实用性、语言组织和论文内容的前瞻性来评判。七、参考教学资源I汤爱涛.计算机在材料工程中的应用M.重庆：重庆大学出版社，2()08年.12张立文.计算机在材料科学与工程中的应用M.大连：大连理工大学出版社，2016年.3杨明波.计算机在材料科学与工程中的应用M.北京：化学工业出版社，2010年.