《材料化學(xué)專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

一、課程基本信息

課程中文名稱：材料化學(xué)專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

課程英文名稱：ApplicationofComputerinMaterialChemistry

課程編號(hào)：16045202

課程性質(zhì)：專業(yè)課

課程學(xué)時(shí)和學(xué)分：總學(xué)時(shí)：32總學(xué)分：2理論學(xué)時(shí)：24上機(jī)學(xué)時(shí)：8

適用專業(yè)：材料化學(xué)

先修課程：大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、近代分析測(cè)試技術(shù)

開課學(xué)院、部：材料科學(xué)與工程學(xué)院

二、課程的地位與作用

該課程是材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)課，與《近代分析測(cè)試技術(shù)》、《塑料模具》及專業(yè)方向課共同構(gòu)

成材料化學(xué)專?業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程體系。培養(yǎng)學(xué)生在材料化學(xué)專業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力（材料生產(chǎn)中

的機(jī)械一體化、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，及材料研究中常用數(shù)據(jù)與圖像處理技術(shù)），為后

續(xù)課程如材料化學(xué)專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)踐、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)到的材料測(cè)試數(shù)據(jù)與圖像處理分析

打下基礎(chǔ)，并為今后應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)問題打下良好的基礎(chǔ)。

三、課程教學(xué)總的目的和要求

通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用，在材料科學(xué)研究

領(lǐng)域中更好地應(yīng)用計(jì)算機(jī)的思路、方法和原理。要求學(xué)生理解并掌握數(shù)據(jù)庫，專家系統(tǒng)，人工神經(jīng)

網(wǎng)絡(luò)及在材料科學(xué)中的應(yīng)用，掌握材料加工的計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)在材料成分檢測(cè)、組織結(jié)構(gòu)中的

應(yīng)用、材料研究中常用數(shù)據(jù)與圖像處理技術(shù)、材料科學(xué)和教學(xué)中的軟件使用技巧。

四、各章主要教學(xué)內(nèi)容

1.理論教學(xué)每章所需的學(xué)時(shí)、教學(xué)要求

第1章緒論（1學(xué)時(shí)）

了解計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、新開發(fā)的專業(yè)應(yīng)用軟件概況；理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn)、材料科學(xué)技術(shù)的

發(fā)展；掌握計(jì)算機(jī)在材料化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，包括計(jì)算機(jī)用于新材料的設(shè)計(jì)、材料科學(xué)研究

中的計(jì)算機(jī)模擬、材料工藝過程的優(yōu)化及自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)和圖像處理以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在

材料研究中的應(yīng)用等。

第2章材料研究中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與圖像分析（7學(xué)時(shí)）

了解Excel、Origin數(shù)據(jù)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(shù)字圖

像的獲得途徑以及圖像處理在材料研究中的應(yīng)用舉例；理解Excel、Origin軟件在材料科學(xué)研究中的

應(yīng)用舉例；掌握Excel、Origin軟件用于數(shù)據(jù)計(jì)算、處理及繪圖等方面的知識(shí)與技巧，各種數(shù)據(jù)處理

軟件中繪制多條曲線及雙縱坐標(biāo)曲線的方法，對(duì)圖形進(jìn)行修飾，采用Photoshop圖形處理軟件進(jìn)行

材料圖像分析與處理的基本方法。

重點(diǎn)：Excel.Origin軟件用于數(shù)據(jù)計(jì)算、處理及繪圖等方面的知識(shí)與技巧，采用Photoshop圖形

處理軟件進(jìn)行材料圖像分析與處理的基本方法。

難點(diǎn)：對(duì)圖形進(jìn)行修飾，圖像處理方法。

第3章計(jì)算機(jī)在材料加工過程控制及材料檢測(cè)中的應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）

了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出、計(jì)算機(jī)的檢測(cè)功能，理解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)在材

料力學(xué)性能檢測(cè)和物理性能檢測(cè)中的應(yīng)用，掌握材料加工的計(jì)算機(jī)控制及計(jì)算機(jī)在材料成分檢測(cè)、

組織結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。

重點(diǎn)：材料加工的計(jì)算機(jī)控制的分類和選擇、特點(diǎn)和基本要求及控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)檢測(cè)內(nèi)容及

方法。

難點(diǎn)：材料加工的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。

第4章計(jì)算機(jī)軟件在化學(xué)式編輯中的應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）

掌握常用軟件ChemDraw.ChemHandbook編輯技巧。

重點(diǎn)：ChemDraw及ChemHandbook等方面的知識(shí)與技巧°

第5章計(jì)算機(jī)軟件在科技論文寫作與交流中的應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）

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(xiàng)，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(biāo)準(zhǔn)，掌握Word軟件用于科技論文寫作與排版的基本操作，掌握

Powerpoint軟件用于學(xué)術(shù)交流展示的基本操作以及學(xué)術(shù)交流中Powerpoint展示與語言介紹相結(jié)合的

技巧。

重點(diǎn)：Word軟件用于科技論文寫作與排版的基本操作。

第6章互聯(lián)網(wǎng)化材料化學(xué)研究中的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）

了解Internet的基本概念和技術(shù)及應(yīng)用，掌握互聯(lián)網(wǎng)上材料科學(xué)信息資源的檢索和利用以及材

料科學(xué)文獻(xiàn)檢索。

重點(diǎn)：互聯(lián)網(wǎng)上材料科學(xué)信息資源的檢索和利用以及材料科學(xué)文獻(xiàn)檢索。

第7章數(shù)學(xué)模型及計(jì)算機(jī)中數(shù)值的表示方法（4學(xué)時(shí)）

了解材料化學(xué)研究中的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)知識(shí)，理解建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟和原則，掌握常用的

數(shù)學(xué)建模方法在材料領(lǐng)域的應(yīng)用及計(jì)算機(jī)中數(shù)值的表示方法。

重點(diǎn)：數(shù)值分析在材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

難點(diǎn)：建模假設(shè)。

第8章材料數(shù)據(jù)庫和新材料設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）

了解材料化學(xué)研究中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史、新型專家系統(tǒng)的?些概念和類型、專家系統(tǒng)

的開發(fā)工具以及評(píng)價(jià)方法，理解人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及特點(diǎn)；掌握數(shù)據(jù)庫概念、分類、特點(diǎn)及特征，

BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在材料化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，專家系統(tǒng)的基本概念和設(shè)計(jì)，掌握基

于規(guī)則、基于模型、基于框架的專家系統(tǒng)，掌握正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)：專家系統(tǒng)的特點(diǎn)、類型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

難點(diǎn)：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及特點(diǎn)。

2.課程所含上機(jī)（8學(xué)時(shí)）

目的：通過上機(jī)，使學(xué)生掌握典型數(shù)據(jù)處理軟件用于數(shù)據(jù)計(jì)算、處理及繪圖等方面的知識(shí)與技

巧，掌握典型圖像處理軟件進(jìn)行材料圖像分析與處理的基本方法，了解互聯(lián)網(wǎng)上材料科學(xué)信息資源

的檢索和利用以及材料科學(xué)文獻(xiàn)檢索。

要求：掌握數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行材料化學(xué)方面的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理及繪圖；圖像處理軟件進(jìn)行材料

圖像分析與處理；熟悉互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行材料科學(xué)信息及材料科學(xué)文獻(xiàn)的檢索等。具體有掌握Excel公式編

輯、函數(shù)應(yīng)用，Origin基本操作、各項(xiàng)功能應(yīng)用，編輯公式、函數(shù)及其應(yīng)用、Origin作圖、修飾、曲

線模擬，正交軟件使用技巧，Photoshop圖像處理及修飾，ChemDraw、ChemHandbook編輯技巧，

Powerpoint軟件技巧。

五、課程考核和成績?cè)u(píng)定方式

考核采用閉卷考試、上機(jī)大作業(yè)和平時(shí)成績相結(jié)合的方式，其中閉卷考試占70%,上機(jī)大作業(yè)

占20%,平時(shí)成績占10%,累計(jì)后以百分制計(jì)入總評(píng)成績」

六、教材及參考文獻(xiàn)

1、教材

張朝暉，吳波等編，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用（第一版），長沙，中南大學(xué)出版社，2008

2、主要參考教材和參考文獻(xiàn)

[1]許鑫華等編，計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用（第一版），北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2003

⑵高利國等編，計(jì)算