西安交通大学计算机在材料科学中的应用（英） 课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 计算机在材料科学中的应用（英） Application of computer in materials science 课程编号 MATL501602 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 Basic knowledge of computer; Fundamentals of materials science and engineering; Advanced Mathematics. 教材、参考 书 及 其 他 资料 [1]许鑫华 等.计算机在材料科学中的应用. 机械工业出版社 2006 年. [2] Michel Rappaz et al. Numerical Modeling in Materials Science and Engineering. Springer. 1998. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 This is an introductory course aiming for senior undergraduate students to apply the computer and related technology to materials science and engineering. As a powerful tool, the computer has many applications in materials science and promotes the progress of materials engineering. This course covers mathematical modeling of materials science and some softwares for solving the problems in materials science. The course also introduces knowledge of programing and materials database in real application of materials science and engineering
2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1 设计/开发解决方案 Student learns about basic knowledge of computer technology such as programing, materials database, data mining for materials design and materials engineering. 支撑毕业要求指标点 3-3： 针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材料系统 或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、 文化及环境等因素。 2 沟通与交流 Students can communicate in english with collegues smoothly. 支撑毕业要求指标点 10-1： 能应用外语在国际化背景下就材料及相关领域问题 进行有效沟通和交流。课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 M 课 程 目 标 2 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关 联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 Chapter Title Teaching time (hours) 1 Introduction 2 2 Mathematical modeling in study of materials science 2 3 Numerical simulations in materials science 8 4 Data and image processing by computer 6 5 Advanced computer technology and materials science progress 6 四、教学安排详表
章节顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实 验、上机、 讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的 支撑关系 第一章 Overview of computer technology, Computer science and materials science 2 授课 The knowledge about basic concepts of computer science; The relationship between computer and materials sciences 课程目标 1 课程目标 2 第二章 Introduction of mathematical modeling; Basic steps of mathematical modeling; Numerical approaches in mathematical modeling 2 授课 The normal numerical methods; focus on the mathematical modeling in materials science and engineering. 课程目标 1 课程目标 2 第三章 Numerical simulations of field theory in materials science; in-class exercise: Using concentration field theory plus the numerical method to deal with the diffusion in materials; Application of computer simulation in materials science; in-class exercise: ISING model for ferromeganetic transition. 8 授课 The brief introduction about the field theory and its mathematic modeling; Basic concepts about Monte Carlo method. 课程目标 1 课程目标 2
第四章 Data processing of materials science; Image processing of materials science; Softwares for data and image processing; in-class exercise: Curve fitting and modeling in materials science. 6 授课 The introduction about using data processing or image processing to solve the problem in materials science; the functions of kinds of softwares such as Excel, Origin, Matlab and so on. 课程目标 1 课程目标 2 第五章 Internet and materials science; Big data and materials science; High performance computing and materials science 6 授课 The introduction about the advanced progress in information technologies such as internet, database, big data and knowledge about high performance computers for materials science 课程目标 1 课程目标 2
五、课外学时分配 序号 内容 参考学时 对课程目标的 支撑关系 1 Reading some references 8 课程目标 2 六、考核方式及成绩构成 6.1 考核成绩构成 平时： 50 %，（包含：平时作业，课内练习） 期末： 50 % （PPT 报告） 6.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取过程考核与期末考核相结合的方式。 过程考核包括平时作业、课 堂练习的表现成绩，期末考核采用开卷 PPT 报告的考核方式。具体如表 6-1 所示。 表 6-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业 （100 分） 课内练习 （100 分） PPT 报告 （100 分） 课程目标 1（3-3） 50% 100% 0 课程目标 2 (10-1) 50% 0 100% 注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 2 平时作业与课内练习的评分标准 （1）平时作业及评价标准 主讲教师为学生布置一道较为综合的大作业题目，学生通过课后自学、查阅 文献，完成大作业，由教师根据评分标准给出分数。 表 6-2 平时作业评分标准 评价标准 优 （90-100 分） 良 （80-89 分） 中 （70-79 分） 及格 （60-69 分） 不及格 （0-59 分） 课程目 标 1 按时交作业； 基 本 概 念 正 确；论述逻辑 按 时 交 作 业；基本概 念正确；论 按 时 交 作 业；基本概 念正确；论 按 时 交 作 业；基本概 念正确；存 不 能 按 时 交作业；有 抄袭现象