《計算機在高分子材料中的應用》課程教學大綱一、基本信息中文名稱:計算機在高分子材料中的應用英文名稱：ApplicationofComputerinPolymerMaterials課程代碼：19045206課程性質：專業選修課學分：1.5總學時：32（其中理論：24實驗：0上機：0實踐：8）適用學院及專業：材料科學與工程學院高分子材料與工程專業先修課程：大學計算機、高分子材料研究方法開課單位：材料科學與工程學院材料化學系二、課程地位與作用該課程是高分子材料與工程專業的專業選修課，與《高分子材料研究方法》、《高分子物理》《高分子化學》等專業課共同構成高分子材料與工程專業學生的專業課程體系。培養學生在材料領域，特別是高分子材料中計算機的應用能力，為后續的畢業設計（論文）所產生的數據進行分析與圖像處理提供有效的手段，并為今后應用計算機解決專業領域的科學問題打下良好的基礎。三、課程教學目標本課程支撐畢業要求指標點5.1學生通過該課程的學習，激發學生的愛國情懷，民族自豪感，培養學生的工程思維意識和工匠精神，從而達到立德樹人的育人目標；掌握計算機技術及網絡技術在材料科學研究中的應用，在材料科學研究領域中更好地應用計算機的思路、方法和原理；理解并掌握數據庫，專家系統，人工神經網絡及在材料科學中的應用，材料加工的計算機控制、計算機在材料成分檢測、組織結構中的應用、材料科學和教學中的軟件使用技巧；具備使用計算機軟件處理數據與圖像，處理材料研究中數據的能力。通過本課程的學習，學生應具備以下能力：目標1：使用數據處理軟件進行高分子材料與工程方面的數據計算、處理及繪圖；使用圖像處理軟件進行材料圖像分析與處理；通過互聯網進行材料科學信息及材料科學文獻的檢索等。（支撐畢業要求指標點5.1）課程教學目標與畢業要求的關系矩陣教學目標畢業要求指標點教學方式考核方式目標11.2掌握自然科學知識課堂講授、典型案例、課后答疑、課后討論課程期末考試，課程作業目標25.1使用數據處理軟件進行高分子材料與工程方面的數據計算、處理及繪圖；使用圖像處理軟件進行材料圖像分析與處理；通過互聯網進行材料科學信息及材料科學文獻的檢索等。課堂講授、典型案例、成就、課后答疑、課上討論、上機操作和課程作業課程期末考試課程作業四、主要教學內容1．理論教學每章所需的學時、教學要求第1章緒論（2學時，支撐畢業要求指標點1.2）教學要求：了解計算機技術的發展、新開發的專業應用軟件概況，計算機在高分子材料與工程專業領域的應用范圍；理解計算機系統特點、材料科學技術的發展。通過學習計算機領域上中國發展的成就，激發學生的愛國情懷，民族自豪感。第2章材料科學研究中的數學模型及分析方法（6學時，支撐畢業要求指標點5.1）教學要求：了解高分子材料研究中的數學模型基礎知識，常用有限元軟件，蒙特卡洛方法的模擬及基本步驟，分子動力學方法模擬的基本步驟及應用，分子動力學相關軟件，人工神經網絡方法的基本結構、基本要素理解建立數學模型的—般步驟和原則；理解解有限差分法的數學基礎，解題的基本方法及了解商用有限差分軟件，有限元法的數學基礎、有限元分析基本步驟。重點及難點：有限元法和分子動力學方法第3章材料研究中的計算機數據處理與圖像分析（6學時，支撐畢業要求指標點5.1）教學要求：了解Excel、Origin數據處理軟件的基本功能和使用方法，圖像與圖像處理的基本概念、數字圖像的獲得途徑以及圖像處理在材料研究中的應用舉例；理解Excel、Origin軟件在材料科學研究中的應用舉例；掌握Excel、Origin軟件用于數據計算、處理及繪圖等方面的知識與技巧，各種數據處理軟件中繪制多條曲線及雙縱坐標曲線的方法，對圖形進行修飾，采用Photoshop圖形處理軟件進行材料圖像分析與處理的基本方法。通過軟件的使用技巧和處理數據的能力，培養學生的工程思維意識和工匠精神。重點：Excel、Origin軟件用于數據計算、處理及繪圖等方面的知識與技巧，采用Photoshop圖形處理軟件進行材料圖像分析與處理的基本方法。難點：對圖形進行修飾，圖像處理方法。第4章計算機在高分子材料加工過程控制及材料檢測中的應用（4學時，支撐畢業要求指標點5.1）教學要求：了解計算機控制系統的輸入輸出、計算機的檢測功能；理解計算機控制技術基礎、計算機在材料力學性能檢測和物理性能檢測中的應用；掌握材料加工的計算機控制及計算機在材料成分檢測、組織結構中的應用。重點：材料加工的計算機控制的分類和選擇、特點和基本要求及控制技術，計算機檢測內容及方法。難點：材料加工的計算機控制技術。第5章Internet在高分子材料中的應用（2學時，支撐畢業要求指標點5.1）教學要求：了解Internet的基本概念和技術及應用；掌握互聯網上材料科學信息資源的檢索和利用以及材料科學文獻檢索。重點：互聯網上材料科學信息資源的檢索和利用以及材料科學文獻檢索。第6章計算機軟件在科技論文寫作與交流中的應用（4學時,支撐畢業要求指標點5.1）教學要求：了解科技論文寫作的基本格式以及科技成果交流的注意事項；理解科技論文版面組織方式與科技成果交流多媒體軟件制作標準；掌握Word軟件用于科技論文寫作與排版的操作技巧，Powerpoint軟件用于學術交流展示的基本操作以及學術交流中Powerpoint展示與語言介紹相結合的技巧，計算機軟件在化學式編輯中的應用。重點：Word軟件用于科技論文寫作與排版的基本操作。2．課程所含實踐（8學時，支撐畢業要求指標點5.1）目的：通過實踐使學生掌握典型數據處理軟件用于數據計算、處理及繪圖等方面的知識與技巧，掌握典型圖像處理軟件進行材料圖像分析與處理的基本方法，了解互聯網上材料科學信息資源的檢索和利用以及材料科學文獻檢索。要求及學時分配：1）掌握互聯網進行材料科學信息及材料科學文獻的檢索（1學時，支撐畢業要求指標點5.1）2）掌握Excel公式編輯、函數應用。（1學時，支撐畢業要求指標點5.1）3）掌握Origin基本操作、各項功能應用，編輯公式、函數及其應用、Origin作圖、修飾、曲線模擬。（4學時，支撐畢業要求指標點5.1）4）掌握ChemDraw、ChemHandbook編輯技巧，Powerpoint軟件技巧。（2學時，支撐畢業要求指標點5.1）考核方式：實踐大作業。五、教學方法講授法；演示法：課堂討論法，通過典型案例融入思政元素。六、課程考核和成績評定方式課程考核采用開卷考試、實踐大作業和平時成績相結合的方式，其中開卷考試占70%，實踐大作業成績占20%，平時成績占10%，累計后以百分制計入總評成績。七、教材及參考文獻1、教材張朝暉，吳波等，計算機在材料科學與工程中的應用（第一版），長沙，中南大學出版社，20082、主要參考教材和參考文獻[1]張躍，谷景華，尚家香等，計算材料學基礎，北京，北京航空航天大學出版社，2007[2]湯愛濤等，計算機在材