《材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

《材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

一、基本信息

中文名稱：材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

英文名稱：ApplicationofComputerinMaterialsMajor

編號(hào)：16045106

性質(zhì)：專業(yè)選修課

學(xué)時(shí)和學(xué)分：總學(xué)時(shí)：32總學(xué)分：2

理論學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0實(shí)踐學(xué)時(shí)：0

適用學(xué)院及專業(yè)：學(xué)院：材料科學(xué)與工程

專業(yè)：材料科學(xué)與工程

先修課程：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，材料科學(xué)基礎(chǔ)A、無機(jī)材料物理性能、材料現(xiàn)代研究方法等

開課學(xué)院、部、中心：材料科學(xué)與工程學(xué)院、材料工程系

二、課程地位與作用

本課程面向基本學(xué)制為四年的本科生，是材料科學(xué)與工程專?業(yè)的專業(yè)選修課。本課程主要

介紹計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用等方面的知識(shí)。學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生應(yīng)具有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，

材料科學(xué)基礎(chǔ)A、無機(jī)材料物理性能、材料現(xiàn)代研究方法等課程的基礎(chǔ)知識(shí)。通過本課程的學(xué)

習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生在材料科學(xué)與工程專業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力。本課程的后繼課程有畢業(yè)設(shè)計(jì)/論

文等。

三、課程教學(xué)目的和要求

本課程結(jié)合材料科學(xué)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的特點(diǎn)，考慮到計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中應(yīng)用的

復(fù)雜性和特殊性，旨在啟迪學(xué)生的應(yīng)用思維，做好專業(yè)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用之間的溝通。

學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)，主要掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料科學(xué)與工程專'業(yè)中的應(yīng)用。初步掌握

在材料科學(xué)研究領(lǐng)域中更好地應(yīng)用計(jì)算機(jī)的思路、方法和原理，并深入掌握用計(jì)算機(jī)處理材料

科學(xué)中的數(shù)據(jù)文件、圖像文件等，注重加強(qiáng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題能力，培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)

生的創(chuàng)新意識(shí)。

四、主要教學(xué)內(nèi)容

1、材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用理論教學(xué)

第1章緒論（2學(xué)時(shí)）

本章主要介紹計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展前景；計(jì)算機(jī)用于新材料的設(shè)

計(jì)、材料科學(xué)研究中的計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)和圖像處理以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在材料研究中

的應(yīng)用等。通過本單元的學(xué)習(xí)，初步了解材料科學(xué)發(fā)展與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相結(jié)合的必然性、重要性。

第2章材料科學(xué)研究中的數(shù)學(xué)模型及常用的數(shù)值計(jì)算方法（4學(xué)時(shí)）

本章主要介紹數(shù)學(xué)模型的基本概念，建立.數(shù)學(xué)模型的基本步驟、原則和方法；材料科學(xué)研

究中常用的數(shù)值分析方法等。通過本單元的學(xué)習(xí)，了解材料科學(xué)研究中的數(shù)學(xué)模型與數(shù)值分析

基礎(chǔ)知識(shí)，掌握數(shù)值分析在材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

難點(diǎn)：數(shù)值分析在材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

第3章材料數(shù)據(jù)庫(kù)和人工智能的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）

本章主要介紹材料數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展；專家系統(tǒng)的工作原理，專家系統(tǒng)的類型；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

在材料科學(xué)中的應(yīng)用。通過本單元的學(xué)習(xí)，了解材料數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展概況，材料科學(xué)研究中的人

工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

重點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)。

第4章計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)研究中的數(shù)據(jù)分析與處理（8學(xué)時(shí)）

本章主要介紹計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)研究中的數(shù)據(jù)分析與處理。通過本單元的學(xué)習(xí)，掌握Excel

軟件、Origin軟件、晶體結(jié)構(gòu)建模分析軟件（CrystalMaker.JADE）等常用軟件用于數(shù)據(jù)計(jì)算、

處理及繪圖等方面的知識(shí)與技巧。各種數(shù)據(jù)處理軟件中繪制多條曲線及雙縱坐標(biāo)曲線的方法：

對(duì)圖形進(jìn)行修飾。對(duì)使用晶體結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理有初步的認(rèn)識(shí)和了解。

重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理在材料研究中的應(yīng)用：Origin數(shù)據(jù)處理軟件的基本功能和使用方法。

難點(diǎn)：Origin軟件在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用.晶體結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理知識(shí).

第5章計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)研究中的圖像分析與處理（4學(xué)時(shí)）

本章主要介紹計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)研究中的圖像分析與處理“通過本單元的學(xué)習(xí)，掌握采用

Photoshop圖像處理軟件進(jìn)行材料圖像分析與處理的基本方法。了解粒徑大小測(cè)定原理、粒徑分

析中的圖像處理方法及算法、粒徑數(shù)據(jù)作圖與分析等圖像處理在材料研究中的具體應(yīng)用。

重點(diǎn)：圖像與圖像處理的基本概念；計(jì)算機(jī)圖像處理在材料研究中的應(yīng)用。

難點(diǎn)；圖像處理在材料研究中的應(yīng)用。

第6章互聯(lián)網(wǎng)在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）

本章主要介紹互聯(lián)網(wǎng)在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用。通過本單元的學(xué)習(xí)，掌握互聯(lián)網(wǎng)上材料科

學(xué)信息資源的檢索和利用以及材料科學(xué)文獻(xiàn)檢索技巧，掌握科技論文寫作中參考文獻(xiàn)的使用和

管理，以及Endnote文獻(xiàn)管理軟件的使用。

重點(diǎn)：利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行材料科學(xué)文獻(xiàn)檢索；Endnote軟件的應(yīng)用。

2、材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用上機(jī)（4學(xué)時(shí)）

教學(xué)內(nèi)容：

（1）Excel軟件的使用（2學(xué)時(shí)）

（2）Origin軟件的使用（2學(xué)時(shí)）

目的、要求：通過上機(jī)，掌握利用典型數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行材料科學(xué)方面的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理

及繪圖。

上機(jī)重點(diǎn)：典型數(shù)據(jù)處理軟件用于數(shù)據(jù)計(jì)算、處理及繪圖等方面的知識(shí)與技巧。

3、材料專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐（4學(xué)時(shí)）

主要內(nèi)容：

（1）Photoshop軟件的使用（2學(xué)時(shí)）

（2）利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索（2學(xué)時(shí)）

目的、要求：通過實(shí)踐，掌握利用典型圖像處理軟件進(jìn)行材料圖像分析與處理；利用互聯(lián)

網(wǎng)進(jìn)行材料科學(xué)信息及材料科學(xué)文獻(xiàn)的簡(jiǎn)單檢索。

重點(diǎn)：典型圖像處理軟件進(jìn)行材料圖像分析與處理的基本方法；互聯(lián)網(wǎng)上材料科學(xué)信息資

源的檢索和利用以及材料科學(xué)文獻(xiàn)檢索。

五、課程考核和成績(jī)?cè)u(píng)定方式

課程考核采用結(jié)課大作業(yè)和平時(shí)考核相結(jié)合的方式，總評(píng)成績(jī)中結(jié)課大作業(yè)成績(jī)占80%,

平時(shí)考核成績(jī)占20%,

六、教材及參考文獻(xiàn)

1、教材

許鑫華，葉衛(wèi)平主編，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用（第1版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2006

2、主要參考教材和參考文獻(xiàn)

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