《材料专业计算机应用》课程教学大纲

《材料专业计算机应用》课程教学大纲

一、基本信息

中文名称：材料专业计算机应用

英文名称：ApplicationofComputerinMaterialsMajor

编号：16045106

性质：专业选修课

学时和学分：总学时：32总学分：2

理论学时：32实验学时：0上机学时：0实践学时：0

适用学院及专业：学院：材料科学与工程

专业：材料科学与工程

先修课程：大学计算机基础，材料科学基础A、无机材料物理性能、材料现代研究方法等

开课学院、部、中心：材料科学与工程学院、材料工程系

二、课程地位与作用

本课程面向基本学制为四年的本科生，是材料科学与工程专•业的专业选修课。本课程主要

介绍计算机在材料科学与工程中的应用等方面的知识。学习本课程前，学生应具有计算机基础，

材料科学基础A、无机材料物理性能、材料现代研究方法等课程的基础知识。通过本课程的学

习，培养了学生在材料科学与工程专业中应用计算机的能力。本课程的后继课程有毕业设计/论

文等。

三、课程教学目的和要求

本课程结合材料科学领域中计算机应用的特点，考虑到计算机在材料科学与工程中应用的

复杂性和特殊性，旨在启迪学生的应用思维，做好专业与计算机应用之间的沟通。

学生通过该课程的学习，主要掌握计算机技术在材料科学与工程专'业中的应用。初步掌握

在材料科学研究领域中更好地应用计算机的思路、方法和原理，并深入掌握用计算机处理材料

科学中的数据文件、图像文件等，注重加强学生利用计算机解决实际问题能力，培养和引导学

生的创新意识。

四、主要教学内容

1、材料专业计算机应用理论教学

第1章绪论（2学时）

本章主要介绍计算机在材料科学与工程中应用的现状和发展前景；计算机用于新材料的设

计、材料科学研究中的计算机模拟、计算机用于数据和图像处理以及计算机网络在材料研究中

的应用等。通过本单元的学习，初步了解材料科学发展与计算机应用相结合的必然性、重要性。

第2章材料科学研究中的数学模型及常用的数值计算方法（4学时）

本章主要介绍数学模型的基本概念，建立.数学模型的基本步骤、原则和方法；材料科学研

究中常用的数值分析方法等。通过本单元的学习，了解材料科学研究中的数学模型与数值分析

基础知识，掌握数值分析在材料领域的应用。

难点：数值分析在材料领域的应用。

第3章材料数据库和人工智能的应用（2学时）

本章主要介绍材料数据库的发展；专家系统的工作原理，专家系统的类型；人工神经网络

在材料科学中的应用。通过本单元的学习，了解材料数据库的发展概况，材料科学研究中的人

工神经网络基础知识，掌握人工神经网络在材料领域的应用。

重点：人工神经网络基础知识。

第4章计算机在材料科学研究中的数据分析与处理（8学时）

本章主要介绍计算机在材料科学研究中的数据分析与处理。通过本单元的学习，掌握Excel

软件、Origin软件、晶体结构建模分析软件（CrystalMaker.JADE）等常用软件用于数据计算、

处理及绘图等方面的知识与技巧。各种数据处理软件中绘制多条曲线及双纵坐标曲线的方法：

对图形进行修饰。对使用晶体结构分析软件进行数据处理有初步的认识和了解。

重点：计算机数据处理在材料研究中的应用：Origin数据处理软件的基本功能和使用方法。

难点：Origin软件在材料科学研究中的应用.晶体结构分析软件进行数据处理知识.

第5章计算机在材料科学研究中的图像分析与处理（4学时）

本章主要介绍计算机在材料科学研究中的图像分析与处理“通过本单元的学习，掌握采用

Photoshop图像处理软件进行材料图像分析与处理的基本方法。了解粒径大小测定原理、粒径分

析中的图像处理方法及算法、粒径数据作图与分析等图像处理在材料研究中的具体应用。

重点：图像与图像处理的基本概念；计算机图像处理在材料研究中的应用。

难点；图像处理在材料研究中的应用。

第6章互联网在材料科学研究中的应用（4学时）

本章主要介绍互联网在材料科学研究中的应用。通过本单元的学习，掌握互联网上材料科

学信息资源的检索和利用以及材料科学文献检索技巧，掌握科技论文写作中参考文献的使用和

管理，以及Endnote文献管理软件的使用。

重点：利用互联网进行材料科学文献检索；Endnote软件的应用。

2、材料专业计算机应用上机（4学时）

教学内容：

（1）Excel软件的使用（2学时）

（2）Origin软件的使用（2学时）

目的、要求：通过上机，掌握利用典型数据处理软件进行材料科学方面的数据计算、处理

及绘图。

上机重点：典型数据处理软件用于数据计算、处理及绘图等方面的知识与技巧。

3、材料专业计算机应用实践（4学时）

主要内容：

（1）Photoshop软件的使用（2学时）

（2）利用互联网进行文献检索（2学时）

目的、要求：通过实践，掌握利用典型图像处理软件进行材料图像分析与处理；利用互联

网进行材料科学信息及材料科学文献的简单检索。

重点：典型图像处理软件进行材料图像分析与处理的基本方法；互联网上材料科学信息资

源的检索和利用以及材料科学文献检索。

五、课程考核和成绩评定方式

课程考核采用结课大作业和平时考核相结合的方式，总评成绩中结课大作业成绩占80%,

平时考核成绩占20%,

六、教材及参考文献

1、教材

许鑫华，叶卫平主编，计算机在材料科学中的应用（第1版），北京，机械工业出版社，2006

2、主要参考教材和参考文献

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