《计算机在材料科学中的应用B》教学大纲课程编号：B04012620课程名称：计算机在材料科学中的应用B英文名称：Computer Application in Materials Science B课程性质：专业限选课学时/学分：18学时课堂，30学时上机/2考核方式：考试选用教材：《计算机在材料科学中的应用》，许鑫华，机械工业出版社，2011先修课程：计算机文化基础，材料科学基础后继课程：毕业设计（论文）适用专业及层次：无机非金属材料工程，本科大纲执笔人：于薛刚大纲审核人：于立岩一、教学目标计算机作为一种现代工具在材料科学研究与工程中的应用越来越广泛，极大地促进了材料科学研究的深入和发展，计算机可以帮助材料学专家设计和分析新材料、制造新合金，完成原本极为复杂的材料设计。本课程可以结合材料科学领域的新方法、新技术中计算机的应用，培养和引导学生的创新意识。本课程系统地介绍了计算机技术及网络技术在材料科学研究中的应用，使学生能够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。教学目标包括：1、可以利用计算机进行相关文献检索及相关信息获取2、熟练掌握计算机材料软件的使用3、学会计算机数据数据处理分析及绘制二、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标1、工程知识：能够将数学、1-2.掌握本专业必须的材料、机1-2了解互联网相自然科学、工程基础和专业械、电工电子、计算机应用的基础知关计算机知识知识用于解决无机非金属材识和技能；料领域复杂工程问题。5-1.掌握解决无机非金属材料开发5-1利用5.使用现代工具：能够针对与应用过程中的复杂工程问题所需的无机非金属材料领域复杂工ORIGIN、计算机工程制图软件、计算机模拟与程问题，开发、选择与使用PHOTOSHOP、分析技术以及现代信息技术工具：恰当的技术、资源、现代工JADE等软件对材5-2.能够利用恰当的现代工具对复程工具和信息技术工具，包料图像和数据进行杂工程问题进行有效的预测和模拟，分析括对无机非金属材料领域复并能够理解其局限性。杂工程问题的预测与模拟，5-2利用计算机软件对材料性能进行并能够理解其局限性
《计算机在材料科学中的应用 B》教学大纲 课程编号： B04012620 课程名称： 计算机在材料科学中的应用 B 英文名称： Computer Application in Materials Science B 课程性质： 专业限选课 学时/学分： 18 学时课堂，30 学时上机/2 考核方式： 考试 选用教材： 《计算机在材料科学中的应用》，许鑫华，机械工业出版社，2011 先修课程： 计算机文化基础，材料科学基础 后继课程： 毕业设计（论文） 适用专业及层次：无机非金属材料工程，本科 大纲执笔人：于薛刚 大纲审核人：于立岩 一、教学目标 计算机作为一种现代工具在材料科学研究与工程中的应用越来越广泛，极大地促进了材料科学研究的 深入和发展，计算机可以帮助材料学专家设计和分析新材料、制造新合金，完成原本极为复杂的材料设计。 本课程可以结合材料科学领域的新方法、新技术中计算机的应用，培养和引导学生的创新意识。 本课程系统地介绍了计算机技术及网络技术在材料科学研究中的应用，使学生能够初步掌握在材料科 学研究领域中更好地应用计算机的思路、方法和原理。教学目标包括： 1、 可以利用计算机进行相关文献检索及相关信息获取 2、 熟练掌握计算机材料软件的使用 3、 学会计算机数据数据处理分析及绘制 二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 1、工程知识：能够将数学、 自然科学、工程基础和专业 知识用于解决无机非金属材 料领域复杂工程问题。 1-2. 掌握本专业必须的材料、机 械、电工电子、计算机应用的基础知 识和技能； 1-2 了解互联网相 关计算机知识 5. 使用现代工具：能够针对 无机非金属材料领域复杂工 程问题，开发、选择与使用 恰当的技术、资源、现代工 程工具和信息技术工具，包 括对无机非金属材料领域复 杂工程问题的预测与模拟， 并能够理解其局限性。 5-1. 掌握解决无机非金属材料开发 与应用过程中的复杂工程问题所需的 计算机工程制图软件、计算机模拟与 分析技术以及现代信息技术工具； 5-2. 能够利用恰当的现代工具对复 杂工程问题进行有效的预测和模拟， 并能够理解其局限性。 5-1 利用 ORIGIN、 PHOTOSHOP、 JADE 等软件对材 料图像和数据进行 分析 5-2 利用计算机软 件对材料性能进行
预测和模拟12.终身学习：具有自主学12-2.能运用现代信息技术获取中外12-2掌握互联网上习和终身学习的意识，有不文信息、文献和资料，具有国际视材料科学信息资料断学习和适应发展的能力。野，树立自主学习和终身学习的意的检索和利用，学识，不断了解和掌握国内外新标准、会材料科学文献检索新技术；三、教学基本内容及教学建议进度第一章互联网在材料科学研究中的应用（支撑课程目标1-2、12-2）：（6学时）1.1Internet概论1.2互联网上材料科学信息资料的检索和利用1.3材料科学文献检索第二章材料科学研究中的数据与图像处理（支撑课程目标5-1、5-2）：（6学时）2.1材料研究中的数据处理2.2材料科学研究中的计算机图象分析与处理第三章计算机在材料检测中的应用（支撑课程目标5-1、5-2）（6学时）3.1材料成分的检测3.2材料组织结构的检测材料3.3力学性能的检测3.4材料物理性能的测量第四章材料加工过程的计算机控制（支撑课程自标5-1、5-2）（6学时）4.1计算机控制技术基础4.2计算机控制系统的输入与输出4.3材料加工的计算机控制第五章材料数据库和新材料、新合金的设计（支撑课程目标5-1、5-2）（6学时5.1数据库系统的组成与结构5.2材料科学与工程数据库专家系统5.3人工神经网络技术5.4人工神经网络在材料科学中的应用第六章数据处理软件0rigin基础（支撑课程目标5-1、5-2）（6学时）
三、教学基本内容及教学建议进度 第一章 互联网在材料科学研究中的应用（支撑课程目标 1-2、12-2）（6 学时） 1.1 Internet 概论 1.2 互联网上材料科学信息资料的检索和利用 1.3 材料科学文献检索 第二章 材料科学研究中的数据与图像处理（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 2.1 材料研究中的数据处理 2.2 材料科学研究中的计算机图象分析与处理 第三章 计算机在材料检测中的应用（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 3.1 材料成分的检测 3.2 材料组织结构的检测材料 3.3 力学性能的检测 3.4 材料物理性能的测量 第四章 材料加工过程的计算机控制（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 4.1 计算机控制技术基础 4.2 计算机控制系统的输入与输出 4.3 材料加工的计算机控制 第五章 材料数据库和新材料、新合金的设计（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 5.1 数据库系统的组成与结构 5.2 材料科学与工程数据库专家系统 5.3 人工神经网络技术 5.4 人工神经网络在材料科学中的应用 第六章 数据处理软件 Origin 基础（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 预测和模拟 12. 终身学习：具有自主学 习和终身学习的意识，有不 断学习和适应发展的能力。 12-2. 能运用现代信息技术获取中外 文信息、文献和资料，具有国际视 野，树立自主学习和终身学习的意 识，不断了解和掌握国内外新标准、 新技术； 12-2 掌握互联网上 材料科学信息资料 的检索和利用，学 会材料科学文献检 索
6.1Origin简介及工作环境6.2Origin子窗口及示例数据6.3认识项目管理器6.4项目操作6.5文件夹管理6.6子窗口管理第七章Origin工作簿及工作表管理（支撑课程目标5-1、5-2）（6学时）7.1工作薄简介7.2工作筹管理7.3工作表管理7.4工作表操作7.5数据录入第八章Origin二维图及三维图绘制（支撑课程目标5-1、5-2）（6学时）8.1简单二维图绘制8.2多层二维图绘制8.3三维图XYY-XYZ图绘制四、教学重点与难点第一章：（支撑课程目标1-2、12-2）重点：检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法难点：检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法第二章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：计算机的材料数据处理和图像处理难点：计算机的材料数据处理和图像处理第三章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：计算机解决材料检测方面各种实际的问题难点：如何在材料科学中应用计算机解决材料检测方面各种实际的问题第四章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：计算机在材料加工过程中的应用难点：计算机在材料加工过程中的应用第五章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：数据库在材料研究和设计中的应用，以及当今材料学科中数据库的新进展难点：数据库在材料研究和设计中的应用第六章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：数据处理软件Origin子窗口及项目管理难点：数据处理软件Origin子窗口及项目管理第七章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：Origin工作薄及工作表管理难点：Origin工作簿及工作表管理第八章：（支撑课程目标5-1、5-2）重点：Origin二维图及三维图绘制难点：Origin二维图及三维图绘制五、教学方法
6.1 Origin 简介及工作环境 6.2 Origin 子窗口及示例数据 6.3 认识项目管理器 6.4 项目操作 6.5 文件夹管理 6.6 子窗口管理 第七章 Origin 工作簿及工作表管理（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 7.1 工作薄简介 7.2 工作簿管理 7.3 工作表管理 7.4 工作表操作 7.5 数据录入 第八章 Origin 二维图及三维图绘制（支撑课程目标 5-1、5-2）（6 学时） 8.1 简单二维图绘制 8.2 多层二维图绘制 8.3 三维图 XYY-XYZ 图绘制 四、教学重点与难点 第一章：（支撑课程目标 1-2、12-2） 重点： 检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法 难点： 检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法 第二章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： 计算机的材料数据处理和图像处理 难点： 计算机的材料数据处理和图像处理 第三章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： 计算机解决材料检测方面各种实际的问题 难点： 如何在材料科学中应用计算机解决材料检测方面各种实际的问题 第四章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： 计算机在材料加工过程中的应用 难点： 计算机在材料加工过程中的应用 第五章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： 数据库在材料研究和设计中的应用，以及当今材料学科中数据库的新进展 难点： 数据库在材料研究和设计中的应用 第六章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： 数据处理软件 Origin 子窗口及项目管理 难点： 数据处理软件 Origin 子窗口及项目管理 第七章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： Origin 工作簿及工作表管理 难点： Origin 工作簿及工作表管理 第八章：（支撑课程目标 5-1、5-2） 重点： Origin 二维图及三维图绘制 难点： Origin 二维图及三维图绘制 五、教学方法
课堂讲授（多媒体及板书），上机操作。六、典型作业练习1.检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法有哪些？2.计算机的材料数据处理和图像处理是用什么软件，如何处理的？3.计算机材料缺陷评定系统软件构成有哪些？4.计算机控制系统分为哪几类？5.材料学科数据库在材料研究和设计中的应用有哪些？今后的发展方向是什么？6.数据处理软件Origin工作的处理，以及二维图及三维图绘制。七、考核方式考试八、成绩评定方法综合考评卷面成绩及平时成绩九、教学参考书：1.计算机在材料热加工工程中的应用，王军，化学工业出版社，2012.102.Origin9.1科技绘图及数据分析，叶卫平，机械工业出版社，2015.13.图像处理、分析与机器视觉，MilanSonka，清华大学出版社，2016.6
课堂讲授（多媒体及板书），上机操作。 六、典型作业练习 1. 检索和充分利用互联网上材料科学信息资源的方法有哪些？ 2. 计算机的材料数据处理和图像处理是用什么软件，如何处理的？ 3. 计算机材料缺陷评定系统软件构成有哪些？ 4. 计算机控制系统分为哪几类？ 5. 材料学科数据库在材料研究和设计中的应用有哪些？今后的发展方向是什么？ 6. 数据处理软件 Origin 工作簿的处理，以及二维图及三维图绘制。 七、考核方式 考试 八、成绩评定方法 综合考评卷面成绩及平时成绩 九、教学参考书： 1. 计算机在材料热加工工程中的应用，王军，化学工业出版社，2012.10 2. Origin9.1 科技绘图及数据分析，叶卫平，机械工业出版社，2015.1 3. 图像处理、分析与机器视觉，Milan Sonka，清华大学出版社，2016.6