西安交通大学计算材料学-I 课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 计算材料学导论-Part1 Introduction of computational materials science: Part 1 课程编号 MATL501902 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: 4 （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] D. Raabe. Computational Materials Science: The Simulation of Materials, Microstructures and Properties. Wiley-VCH. 1998 [2] Andrew R Leach. Molecular Modeling: Principle and Application. Longman. 1996. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 Computational materials science is a multidiscipline subject combining materials science, solid states physics together with computer technology. This is an introductory course of computational materials science aiming for senior undergraduate students to study atomistic modeling and simulation techniques that are used in materials science. This course covers the basic theories and many different applications of atomistic scale modeling techniques to simulate, understand, and predict the properties of materials. Topics mainly focus on molecular dynamics method. Other techniques of atomistic simulations are also included
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 Students can perform the MD calculations by using softwares such as LAMMPS to solve the problems in materials science. 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 Overview of computational materials science 8 2 Basic concepts of MD simulations 6 3 Examples of molecular dynamics simulations 8 4 Programing for MD simulations 2 四、教学安排详表
序号 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 computational materials science；Introduction of some approaches in computational materials science; Machine learning in materials sciences 8 授课 The brief introduction of computational materials science and some usual methods at different time/length scales. 课程目标 1 课程目标 2 第二章 The history and basic concepts of MD simulations; The process of performing MD simulations; Some software packages of MD. 6 授课 Introduction about MD simulations and what MD can do. 课程目标 1 课程目标 2 第三章 The examples of MD simulations; How to use MD to solve the problems in materials science and engineering. 8 授课 The details for MD simulations including atomic models and parameters for LAMMPS software. 课程目标 1 课程目标 2 第四章 Programing for building the atomisctic structure; Programing for MD code. 2 授课 The small programing for MD simulation by C/Fortran language. 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 4 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： 30 %，（包含：平时作业） 期末： 70 % （闭卷考试） 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。 过程考核采用平时作业 成绩，期末考核采用闭卷考试的考核方式。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） 课程考核 （100 分） 课程目标 1（3-3） 50% 100% 课程目标 2 (10-1) 50% 0% 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 按 时 交 作 业；基本概 按 时 交 作 业；基本概 按 时 交 作 业；基本概 按 时 交 作 业；基本概 不能按时交 作业；有抄
1 念正确；论 述 逻 辑 清 晰、层次分 明、语言规 范。 念正确；论 述清楚、语 言较规范。 念正确；论 述清楚，存 在 少 量 错 误，语言较 规范。 念正确；存 在 一 些 错 误，论述比 较清楚。 袭现象，或 存在一些基 本概念方面 的错误，论 述混乱。 课程目标 2 具有很强的 自学能力， 能够自主查 阅文献，了 解本领域的 发展趋势和 科学前沿， 探 索 意 识 强，对最新 研究成果的 兴趣浓厚。 具有较强的 自学能力， 能够自主查 阅文献，了 解本领域的 发展趋势和 科学前沿， 探索意识较 强，对最新 研究成果的 兴趣较为浓 厚。 具有一定的 自学能力， 能够查阅相 关文献，初 步了解本领 域的发展趋 势和科学前 沿，具有一 定的探索意 识，对最新 研究成果有 一定兴趣。 能够查阅相 关文献，初 步了解本领 域的发展趋 势，探索意 识 较 为 薄 弱，对最新 研究成果有 兴趣。 不能自主查 阅 相 关 文 献，对本领 域的发展趋 势无探索意 识，且兴趣 薄弱。 大纲制定者： 丁向东 大纲审核者： 孙巧艳 最后修订时间： 2019 年 9 月 10 日