金属材料工程专业《计算材料学》课程教学大纲.docx

《金属材料工程专业《计算材料学》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属材料工程专业《计算材料学》课程教学大纲.docx（8页珍藏版）》请在第壹文秘上搜索。

1、计算材料学课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011451235（）7课程名称（中，英文）：计修材科学/Compu1.a1.iona1.Materia1.sScience课程类别；专业选修课学分；2总学时：32埋论学时：32实脸/实践学时：0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：离等数学，大学物理，工程力学，材料科学与地础教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1 .课程任务与目的於十算材料学是金属材料工程专业的专业选蟋课之一.本课程是在学生学习并常握必备的专业知识基础上，为加深学生对材料的认知和理解,提升其专业水平而设区的选修课程。本课程从激观粒子到宏观连续体

2、尺度，堪于分子动力学及有限元，虫点讲授计算材料学范本概念和方法，内容涵芾数做模拟，数据处理，统计分析，数据可视化等相关技术和软件，通过培养学生计匏技能，使其对材料设计更具方向性和前感性，推动学生的创新能力和工程研发能力.在课程教学过程中.注重学生专业能力培养与人格养成,注瓯立德树A培育学生的社会主义核心价值观领,传承民族精神.恪守职业道砂,激发学生工业兴国、爱国热情.2 .对接培养的岗位能力提高和锻炼学生的科研能力，包括文献调研、课题选择、抽象建模、编程能力、数据处理以及结果分析等相关科学素养和逻辑能力.三、鼻程做学目标1 .课程对毕业要求的支捽I毕业要求指标点2.2|能鲂标合运用数学、自然科

3、学以及金属材料工程的基本原理和专业知识.对金属材料工程领域的复杂工程问遨进行建模.毕业要求指标点4.3）能够根据实的方案安全地开展金属材料工程实脸，正确地聚梁实验数据，并利用工程及材料S业知识财金属材料工程问题的实脸结果进行分析和解修，并通过信息综合得到合理有效的结论，毕业要求指玩点5.2|能峪选择、开发或创造性地应用现代工程工具和俏息技术工具.对金M材料的虹朵工程向Sfi进行预测与模拟.并能够理解其局限性.2 .课程教学目标对应事业要求指标点,具体内容如下教学目标I；掌握不同尺度材料模拟计售软件的基本原理和操作流程,具备将金属材料工程问题归结为典型模型的能力，并能鲂利用相关软件建立物理模型进

4、行初步的科学研究.（支掠毕业要求指标点2.2）教学目标2：能鲂利用所学的计算材料学知识对电杂工程何即进行模拟、分析、解糅.能把计霓结果与实验研究、理论分析和文帧相结合,得出合理百效的结论.（支撑毕业要求指标点4.3）教学目标3：能够熟练使用计算材料学常用软件，对材料的性能进行预测与模拟.（支探毕业要求指标点5.2四、教学课时安排（一）学时分充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胎实践主题I计算材料学简介220I主题2模拟平台及工具介绍4401、2、3主题3分子动力学模拟要家8201、2、3主题4分子动力学模拟实例101001、2、3主IS5第一性原理计算8801、2,3合计32

5、320五、教学内容及敦学设计主j或知识点1计算材料学简介1 .教学内容主要介绍计算材料学的诞生、计算材科学研究内容和方法、计修材料学的计算机实现、计算材科学的发展,计算材料学的鸟用。引导学生树立工匠精神培养他们在学习和工作中精益求精的态度，不断提升自己的专业技能,2 .敕学重点计算材料学研究内容和方法、计分材料学的计圆机实现、计算材料学的应用.3 .教学难点计算材料学的计算机实现、计算材料学的应用.4 .教学方案设计（含教学方法、教学手段）授课、启发式教学，采用多媒体和板把相结合。主或知识点2模拟平台及工具介用1 .教学内容IinUX操作系统简介、IinUX基本命令、PythOn谱法、pyth

6、on织程基础.引导学生树立工匠精神，培养他们在学习和工作中精益求精的态度，不断提升自己的专业技能。2 .教学Hi点IinUX明本命令、Py1.hOn语法、PyIhOn编程坛础。3 .教学难点python谙法.4 教学方案设计（含教学方法、教学手段授课、启发式教学，来用多媒体和板修相结合.主题或知板点3分子动力学模拉要索1 .教学内在分子动力学方法简介、分子动力学方法局限性、常见的分子动力学软件、原子间相互作用势、系综和边界条件、运动方程的数值解法、枳分时间步、积分及优化算法.引导学生树立工匠赭神，培养他们在学习和工作中精益求精的态度，不断提升自己的专业技能。2 .教学Hi点原子间相互作用势、系

7、综和边界条件、运动方程的数例解法3 .教学难点运动方程的数值解法、枳分及优化算法.4 教学方案设计（含教学方法、教学手段授课、启发式教学，采用多媒体和板归相结合.主品或知飒点4分子动力学模笊实例1 .教学内容计尊材料的平衡品格常数、计算材料的结合能和体弹性模量、”尊材料的体枳比热和熔点、计级材料的空位形成能、计算材料的表面能、计獴材料的热导率，引卡学生树立工匠耕神，培养他们在学习和工作中精益求精的态度，不断提升自己的专业技能。2 .教学里:点计算材料的结合旎和体弹性模Ii1.计尊材料的空位形成能、计算材料的表面能.3 .教学难点计算材料的空位形成能、计算材料的表面能。4 .教学方案设计（含教学

8、方法、教学手段授课、启发式教学，采用多媒体和板书相结合。主题或知识点S第一性原理计算1 .教学内容密度泛南理论、能带计算方法、常见计算软件及功能、计算固体能带的基本过程。引导学生树立工匠粕神，培养他们在学习和工作中精益求精的态度，不断提升自己的专业技能。2 .教学重点密度泛函理论、能带计匏方法、计匏固体能指的基本过程.3 .教学难点密度泛语理论、能带计算方法.4 .教学方窠设计（含教学方法、教学手段授课、启发式鞅学，采用多媒体和板书相结合，六、学生成绩评定1 .课程考楼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应和解决向Sfi能力、实践动手能力和创新能力等：考核方式采用出勤、作

9、业评测、课堂表现、期末论文等多种形式、多个阶段的全过程考核，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.学生成缄评定表考核方式平时成绩期中考试期末论文出勤作业“吃阶段MS答辩项H小论文实验成绩比例%5305602 .课程目标考核方式评价权课程教学H标支撑毕业安求指标点考核评价方式权电（%）过程性考核实黝JW未论文合计出勤及课堂衣现作业及阶段测验数学目标I圻标点2.25IO02035教学H标2折标点435IO02035教学目标3折标点5.2O1002030合计IO300601003 .成筑评检林准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评拈项目及权玳tt(9(Mo

10、O分)艮好（8089分）中等融79分）及格(60-69)不及格（40分）出勤及课验&说（10%）无退早退旷课现象.枳极叁加谀堂讨论.能第港确回答问S.井右自己独划的见解.偶尔有迟到、早退现象.较为枳极参加课数忖论.能梦准确回答何阳,并提出自己的见解.有迟到、早退现象健第立动参加茶堂讨论,皖第回若问卷.有迟到.早退现象.偶尔有旷深现象.卷与课就讨论,她才能H答相美向送到、早退.一课较多.不能有效参,W湿坡讨论,回答不出所有问题。作业（30%）能缈独立完成作业.作业完成质Jt优秀,使终灵活运用所学知识和W论解决问并获得正结论能修独、工完成作业，完成质nt较K-健螃运用所学知识和理论鲫决何JS,并获

11、科正确结论能群独立完成作业,完成旗fit挎合要求能够运用所学知识和理说解决问题.并获椁有效结论施率候够独立完成作业，部分JS目解答存在抄袭现象.运用所学如识和理论解抉何霆!的能力格东符合要求不健独立完成作业,存在明显抄袋现配.不具备运用所学知识和理论解决问中的能力武得教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀(WI-I)0分)息好WM9)中等（70矽分）及格(aI-69分)不及格（0分）教学目标非常s练学握熟绘求强不同掌握不同尺度取本笊棍不同不能掌握不同I不同尺度材料尺度材村模拟材料模Ittit算尺慢材料模拟尺度材料模拟馍拟计灯状件计算攸件的整软件的蓝本朦计尊软件的基itk软件的

12、暴的葩本原理和本原理和操作理和渤i,;.本磔理和捶作本木理和操作操作流科.很好iftft,.较好地只具的将金破材流利.基本11备流程.不只备楞地J1名将金国备将金觇材料料工秘问何妇将金属材料工金属材料工雪村科工程向Ja工程向JE打结结为典型怏型程问题打结为问题打结为典归结为典型模为奥里模型的的能力.并使好典型模型的能型模型的能力，型的健力，井位能力.并能移牧利用相关钦件力，并用本能移不能利用相关够很好地利用好地利用相关建立物理模型利用相关软件软件建立物理相关软件建立软件在立物理进行初步的科建立物理柩型箱型进行初步物理模型进行模型进行切步学耕究.进行初步的科的科学研究.初步的科学研的科学研允，学

13、研乜咒.教学目标2林常熟练地运M所学的计尊村村学知识对红栗工程问腱进行模以、分折，WW.能很好地把计算结果与实验研完.理论分析和文航相结令，得出合理仃效的结论.熟炼地运用所学的计算材料学知识对乂杂工程向限进行模拟、分析、解杯，能校Qf抱把计算结果与实研究、理论分析和文献相结合,得出合理仃效的结论，傩移运用所学的计算材料学知识时史杂工程向5S进行模拟、分咏解择.俄把计算结果与实发研尢.理论分析和文献MIWi合,Iy出台理的结论.陈本能好运用所学的计算同科学知识对复杂工程向JS进行模拟、分析.解转.珞本能把计算结果与实验研丸、理论分析和文航相站A.得出结论.不能运用所学的计算材料学知识对亚杂工程同咫进行模损.分析、解年.不徒把计算结果与实腕研尢.理论分析和文峨相站台，不能和出结论.教学目标3能冲非法然练地使用计算材料学常用软件.对材气的性能进行预测与投以便缈熟练地使用计算材料学常用软件,对耳料的性能进行预测与模拟.能移使用计源材料学常用用件,对材料的性能进行预测与梭K1.陈本能妙使用计究材科学第用收件,对材料的性能进行例式与帙粒.不能使用计獴村科学菰用轨件对材料的性能进行依则与慎拟.七、教材、参考书目、襄文献以及课程网络资源建议教材：坚增运等主编.计算材料学.化学工业H；版社.2022主饯参考书：(I