计算机在材料学中的应用实验教学大纲

计算机在材料学中的应用实验教学大纲01．教学单位名称：材料科学与工程学院02．实验中心名称：无机非金属材料工程教学实验中心03．课程名称：计算机在材料学中的应用04．课程代码：43221905．课程类别：专业教育课程06．课程性质：选修07．课程学时：24学时，其中含实验16学时08．课程学分：1.509．面向专业：无机非金属材料工程10．实验课程的教学任务和教学要求（1）教学任务：《计算机在材料学中的应用》实验课的主要任务是结合理论课的教学使学生掌握材料学中所涉及到的常用的数据库、软件、网络资源的使用方法和技能。（2）教学目的和要求：通过实验课程使学生掌握导热问题的数值解法，X射线衍射分析软件（Jade）、外光谱解析软件(omnic)、热分析软件、Origin软件、Photoshop软件、Endnote软件的使用方法与技巧。培养学生的动手能力和综合分析问题能力，为学生在生产实习、毕业论文过程中能够独立对数据、图谱进行解析、绘图，综合分析实验结果和编写实验报告奠定基础。11．学生应掌握的实验技术及能力本课程的目的在于使学生掌握专业领域中更好地应用计算机的思路、方法、原理和相应的实践能力。使学生掌握计算机知识在材料科学领域中的应用思路和方法，培养学生利用计算机、信息工具解决专业复杂工程问题的能力。CO1了解无机非金属材料工程领域常用的计算机工具、软件和网络资源，掌握其使用原理和方法，理解其局限性，并能够根据无机非金属材料工程问题的特定需求选择和使用计算机，信息资源工具和专业模拟软件；CO2能够针对无机非金属材料复杂工程问题的特定需求，对复杂工程问题进行分析、计算、对专业问题进行预测和模拟，并设计满足特定需求的无机非金属材料与工艺流程；CO3能够利用信息资源工具和网络资源，了解材料工程领域工程领域国内外前沿发展现状、趋势和应用前景，具备国际视野，具有自主学习和终身学习的意识。教学目标与毕业要求的对应关系表毕业要求毕业要求二级指标点课程目标支撑理由CO1CO2CO3GA5使用现代工具GA5.2能够针对材料领域复杂工程问题的特定需求，选择、使用、开发恰当仪器、信息资源工程工具和专业模拟软件，对复杂工程问题进行分析、计算、设计、预测和模拟，并能分析其局限性。√√使学生了解无机非金属材料工程领域常用的计算机工具、软件和网络资源，掌握其使用原理和方法，并理解其局限性，能够机非金属材料复杂工程问题的特定需求，对复杂工程问题进行分析、计算、对专业问题进行预测和模拟，并能分析其局限性。GA12终身学习GA12.1能在社会发展、技术进步的大背景下，具有自主学习和终身学习的意识；√√能够利用信息资源工具和网络资源，了解材料工程领域工程领域国内外前沿发展现状、趋势和应用前景，具备国际视野，具有自主学习和终身学习的意识。12．开设实验项目本实验课程共计开设8个实验，具体内容与学时安排如下表所示：开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月43221901传热学计算机分析综合性必做2120210943221902X-射线粉末衍射数据分析综合性必做2120210943221903红外光谱数据分析综合性必做2120210943221904热分析数据分析综合性必做2120210943221905Origin绘图1：二维图形的绘制验证性必做2120210943221906Origin绘图2：数据操作和分析验证性必做2120210943221907照片的处理与分析验证性必做2120210943221908科学文献检索与管理验证性必做2120210913．实验教材或指导书或主要参考资料教材：叶卫平，《计算机在材料科学与工程中的应用实验设计与指导》，机械工业出版社，2014.参考书：、赵丕琪、侯东帅主编，《计算机在材料科学与工程中的应用》，化学工业出版社，2018.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）考核要求：要求学生实验前预习实验相关内容，了解实验原理、方法、内容、及操作规程等；具体实验操作、数据处理及实验报告由学生独立完成。（2）考核方式：实验课缺课达1/5以上，没有实验成绩。根据实验完成情况和实验报告撰写情况，学生成绩采用百分制。（3）成绩评定标准如下表所示：成绩考核内容一览表过程控制控制指标目的成绩（%）实验预习1.预习报告

2.提问对实验目的和基本原理的熟悉程度10实验操作1.是否按时参加实验（出勤情况）

2.对实验过程的熟悉程度

3.对基本操作的规范程度

4.实验结果的处理重点考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度。50实验分析1.计算结果是否正确

2.对实验结果是否有分析

3.对于综合实验各项数据之间是否有分析考查学生对实验数据的分析处理能力；对专业知识的综合应用能力；文字表达能力。30实验报告实验报告的规范性、完整性考查学生实验报告的编写能力和认真程度10实验部分成绩占课程总成绩的30~50%，实验成绩评定后提交课程主讲教师，综合评定期末成绩。计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称传热学计算机分析4实验项目编号432219015网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的熟悉传热学基本理论，掌握导热问题的数值解法。10实验内容编写程序实现简单导热问题的数值求解。11实验原理根据有限差分法（公式略）编写程序求解导热问题12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称X-射线粉末衍射数据分析4实验项目编号432219025网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握Jade软件对X-射线粉末衍射数据进行分析和处理的方法与技巧10实验内容利用Jade软件对XRD测试的数据进行综合分析11实验原理利用Jade软件的绘图功能、检索功能等从标准物质卡片数据库中检索出相应物相，并对数据进行综合分析。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称红外光谱数据分析4实验项目编号432219035网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握红外光谱解析的方法和技巧10实验内容利用红外光谱解析软件（omnic）对红外光谱数据进行综合分析11实验原理利用红外光谱解析软件的数据库进行物相检索，并对数据进行综合分析。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称热分析数据分析4实验项目编号432219045网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握热分析软件的使用和数据分析方法与技巧10实验内容利用热分析软件对差热-热重数据进行综合分析11实验原理利用热分析软件中的积分、作切线、求和等功能对数据进行综合分析。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡5No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称Origin绘图1：二维图形的绘制4实验项目编号432219055网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握Origin软件的基本功能和二维图形的绘制方法与技巧10实验内容利用Origin软件对X-射线粉末衍射数据、红外光谱数据绘制简单二维图形11实验原理利用Origin软件中的图形模板和图层功能进行二维图形的绘制12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡6No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称Origin绘图2：数据操作和分析4实验项目编号432219065网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握利用Origin软件进行数据操作和分析的方法与技巧10实验内容利用Origin软件对X-射线粉末衍射数据、热分析数据进行计算和拟合11实验原理利用Origin软件中的数据计算、直线/曲线拟合功能对数据进行计算和拟合。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡7No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称照片的处理与分析4实验项目编号432219075网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握Photoshop软件的基本操作和扫描电镜照片、透射电镜照片、显微镜照片等照片的制图方法与技巧10实验内容利用Photoshop软件对扫描电镜照片进行调整和制图11实验原理利用Photoshop软件中的亮度、对比度调整功能等对照片进行调整，利用裁切功能、图层功能等对照片进行裁切和拼接。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备台式电脑15实验套数2516开出时间20210917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称计算机实验室22实验地编号南岭校区二教10023一次性材料品名无24一次性材料025面向专业无机非金属材料工程2627计算机在材料学中的应用（432219）实验项目卡8No字段名填写内容1课程名称计算机在材料学中的应用2课程编号4322193实验项目名称科学文献检索与管理4实验项目编号432219085网络实验06每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握Endnote软件的基本操作和进