《计算机在材料科学中的应用》课程教学大纲

《计算机在材料科学中的应用》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145223101课程名称（中/英文）：计算机在材料科学中的应用/ApplicationofComputerinMaterialsScience课程类别：专业选修课程学分：1总学时：16理论学时：8实验/实践学时：8适用专业：高分子材料与工程适用对象：本科先修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、材料科学与工程基础教学环境：多媒体教室/机房开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《计算机在材料科学中的应用》是高分子材料与工程本科专业的一门专业选修课程。通过本课程的学习，使学生了解在材料科学领域需要应用计算机解决的问题，掌握计算机应用中经常采用的技术手段的工作原理、性能和特点，掌握材料研究、材料制备、材料工程中运用计算机解决问题的基本方法。在实验中介绍典型、常用的计算机处理软件及其数据处理技术，对一般材料的研究、制造过程中需要计算机技术的环节，具有初步判断并进行简要分析、设计的能力。在本课程教学实践环节，帮助学生加深理解科学技术是第一生产力的含义，激发学生借助计算机进行科技创新的意识。在课堂教学中，通过对比国内外软件的功能和优势，引导学生认识到国产软件在材料科学研究中的重要作用，从而培养学生的文化自信。要求学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的综合应用能力和创新精神，使他们能够在复杂多变的环境中灵活运用所学知识进行创新实践。2.对接培养的岗位能力使学生掌握材料研究、材料制备、材料工程中运用计算机解决问题的基本方法，能够应用典型、常用的计算机处理软件、数据处理技术及实验设计方法，对材料的研究及制造过程进行简要分析、设计和优化。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点5.3]能够通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用现代工具对高分子材料合成、聚合物基复合材料制备或塑料模具设计工程问题，进行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1.使学生了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，能够使用常见的高分子材料与工程专业相关的计算机软件，并通过常见的计算机软件的组合、改进、二次开发等方式创造性地使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，进行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。（支撑毕业要求5.3）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题或知识点1Excel和Origin数据处理软件的应用84401主题或知识点2Chemdraw/Chemwindows的应用42201主题或知识点3Polyflow和Moldflow软件的应用42201合计16880（二）实验/实践教学安排序号实验/实践项目名称实验/实践学时实验/实践类型实验/实践要求每组人数备注1Excel数据处理技术2必做12Origin软件图形处理技术2必做13Chemdraw/Chemwindows的应用2必做14Polyflow和Moldflow软件的应用2必做1五、教学内容及教学设计主题或知识点1Excel和Origin数据处理软件的应用1.教学内容应用Excel进行数据处理和曲线拟合，介绍Origin软件的基础知识，Origin软件在数据处理中的应用；学习Origin软件图形处理技术；介绍计算机在科学研究中的应用，理解科学技术是第一生产力的意义。2.教学重点应用Excel进行数据处理和曲线拟合，学习Origin软件图形处理技术。3.教学难点Excel数据处理结果分析，Origin图层的使用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学模式，主要知识点采用多媒体讲授，或应用线上平台进行自主学习；课中进行启发式教学和问题讨论、适时应用案例式教学方法。主题或知识点2Chemdraw/Chemwindows的应用1.教学内容介绍Chemdraw/Chemwindows软件的基础知识，学习使用Chemdraw/Chemwindows软件进行结构式的绘制；介绍当今计算技术和计算机技术的发展现状，激发同学们的学习兴趣。2.教学重点使用Chemdraw/Chemwindows软件进行结构式的绘制。3.教学难点使用Chemdraw/Chemwindows软件进行结构式的绘制。。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学模式，主要知识点采用多媒体讲授，或应用线上平台进行自主学习；课中进行启发式教学和问题讨论、适时应用案例式教学方法。主题或知识点3Polyflow和Moldflow软件的应用1.教学内容介绍Polyflow和Moldflow软件基础知识及其安装方法，了解Polyflow和Moldflow软件在高分子材料成型加工领域的应用；介绍采用计算机进行模拟或优化，彻底改变了人们研究问题的方法，使研发的周期大大缩短，同时有节约了人力和财力。2.教学重点了解Polyflow和Moldflow软件在高分子材料成型加工领域的应用。3.教学难点应用Polyflow和Moldflow软件进行成型模拟。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用线上线下混合式教学模式，主要知识点采用多媒体讲授，或应用线上平台进行自主学习；课中进行启发式教学和问题讨论、适时应用案例式教学方法。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文其他√√√实验成绩比例%10101030402.课程教学目标与考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标与考核方式评价权重表课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核实验期末考试合计出勤及课堂表现作业教学目标1指标点5.320103040100合计201030401003.成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（20%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力实验（20分%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表基本规范。能够完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中中提出的问题，对实验中遇到的问题进行讨论。实验报告基本能够独立完成，内容完整，数据图表齐全，基本完成实验报告中提出的问题。实验报告不能独立完成，存在抄袭现象，报告中提出的问题没有或基本没有回答。课程教学目标评价标准（样例）考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1清楚了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，能够熟练地使用常见的高分子材料与工程专业相关的计算机软件，并能创造性地使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，进行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，能够较熟练地使用常见的高分子材料与工程专业相关的计算机软件，并能创造性地使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，进行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，能够使用常见高分子材料与工程专业相关的计算机软件，并能使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，进行模拟和预测，并能够分析其局限性。了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，能够使用常见高分子材料与工程专业相关的计算机软件，基本能使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，能进行模拟和预测。了解计算机在材料科学中应用的现状和发展趋势，掌握材料科学研究领域中的计算机技术和知识，不能够使用常见高分子材料与工程专业相关的计算机软件，不能使用计算机对高分子材料的设计、加工或塑料模具设计工程问题，不能进行模拟和预测。七、教材、参考书目