《材料科学与工程专业课程设计》课程教学大纲和课程简介.docx

材料科学与工程专业课程设计课程简介课程编号：02034815课程名称：材料科学与工程专业课程设计/ Course design of materials science and Engineering学分：2学时：2周适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：7开课单位：材料科学与工程学院材料物理与化学系先修课程：热力学统计物理，量子力学，固体物理，材料科学基础考核方式与成绩评定标准：本课程考核采用平时成绩+课程设计报告成绩相结合的方式，平 时成绩占课程考核成绩的20%,平时成绩考核采用考勤的方式；设计报告成绩占课程考核成 绩的80%o教材与主要参考书目：【教材】计算材料学基础，张跃，北京航空航天大学出版社，2007年6月。【参考书目】1 .材料设计，熊家炯，天津大学出版社，2000年12月。2 .相关材料的中英文科技文献。内容概述：本设计借助于第一性原理计算方法，设计和建立新材料的晶体结构，通过收敛性测试 确定合理的计算参数，制定计算路线，确定新材料的稳定的晶体结构和电子结构。通过本 课程的学习，使学生充分了解材料的计算模拟和设计是一个重要的材料研究工具，巩固和 加深对材料物理方面的基本理论知识理解和掌握，加深学生对材料“结构-性能”本构关系的 理解。This course design is aimed to design and build the crystal structure of novel materials using the related materials calculations softwares based on the first principles. The calculation parameters are should to be lesled by convergence calculations. Then, the stable crystal structures and electronic structures characteristics can be determined. By studying of this course, the students can be fully to understand that the simulation and design of materials is an important research tool. Making the students to be well understand and grasp the basic theoretical knowledge of materials physics. Deepen the students to know the constitutive relationship of structures and performance of materials.材料科学与工程专业课程设计教学大纲课程编号：02034815课程名称：材料科学与工程专业课程设计/ Course design of materials science and Engineering学分：2学时：2周适用专业：材料科学与工程专业建议修读学期：7开课单位：材料科学与工程学院材料物理与化学系先修课程：热力学统计物理，量子力学，固体物理，材料科学基础课程性质、目的与任务【课程性质】材料科学与工程专业课程设计是集中性实践教学环节，属于一门专业设计类课程。利用 先修课程“热力学统计物理"，"量子力学"，"固体物理''和"材料科学基础”获得的基本原理和 研究方法，设计新材料。分析研究新材料的电子结构性质，预测新材料的性质。【教学目标】通过本课程的学习，使学生能够综合应用基础理论和专业知识，借助于第一性原理计算 软件建立和设计新材料的晶体结构，确定合理的计算参数，分析电子结构特点，巩固和加深 材料物理方面的基本理论知识。使学生充分了解材料的计算模拟和设计是一个重要的材料研 究工具，既可以解决用传统解析方法无法解决的理论问题，又可以模拟实验条件难以具备的 复杂实验；加深学生对材料“结构-性能”本构关系的理解。【对应毕业要求】对应毕业要求：3.1：能够设计针对新材料的研发、应用和工艺改进等复杂工程问题的解决方案4.3：能够对复杂工程问题的试验性研究进行数据分析和解释，最终得出合理有效 的结论二、教学内容及学时分配专业课程设计总学时数为2周。具体内容及学时安排等如下表所示:课程内容教学 要求重点 ()难点 (A)学时 安排实验学时上机 学时备注第一章第一性原理计算方法0.25 周第一节材料设计的范围与层次B第二节基于第一性原理的主要计算方法B第三节密度泛函理论B第二章晶体结构0.25 周第一节晶体结构的对称性BA第二节倒格子B第二节晶体结构几何优化A第四节晶体的总能量计算A第三章晶体物理性质的计算0.5周第一节晶体能带的对称性B第二节能带计算方法A第三节电子结构分析A第四章材料设计1周第一节晶体结构的元素替代和化学掺杂B第二节材料设计及性能分析AA(教学基本要求：A掌握；B-熟悉；C-了解)三、建议实验(上机)项目及学时分配上机实验1周四、教学方法与教学手段本课程教学过程采用理论教学和上机实验相结合。五、考核方式与成绩评定标准本课程考核采用平时成绩+课程设计报告成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩 的20%,平时成绩考核采用考勤的方式；设计报告成绩占课程考核成绩的80%。六、教材与主要参考书目.计算材料学基础，张跃，北京航空航天大学出版社，2007年6月。1 .材料设计，熊家炯，天津大学出版社，2000年12月。2 .相关材料的中英文科技文献。七、大纲编写的依据与说明本大纲依据“安徽工业大学材料科学与工程专业本科生培养方案（2013修订版）”编写，结 合本课程的性质、教学基本任务、基本要求，在参考国内多家院校编制的教学大纲基础上, 经专业教研室讨论，经学院教学委员会审定后编写的。