清华大学材料科学基础教学大纲

第一篇：清华大学材料科学基础教学大纲

材料科学基础(1)

课程编号: 3035006

4课程名称：材料科学基础（1）

英文名称：Fundamentals of Materials Science

学 分：4

先修课程：普通物理、物理化学、工程力学

教 材：材料科学基础，潘金生、仝健民、田民波，清华大学出版社，1998

一、课程简介：

“材料科学基础”是在原来“金属学”、“物理冶金”、“材料科学”、“金属物化”、“陶瓷物化”、“固体材料结构基础”等课程的基础上，为强化基础，突出共性，拓宽专业而向我系本科生开设的专业基础课。本课程以材料科学与工程的基础理论，如晶体学、合金相理论、固体缺陷理论、热力学和动力学等为纲，讲授材料科学的基本概念和基础理论，是学生学习其他专业课的基础，也是今后从事材料研究工作的基础。《材料科学基础1》重点讲授晶体学、固体材料的结构、晶体缺陷和范性形变、固体中的扩散等材料科学基础理论。

二、基本要求：

本课程是材料系最重要的专业基础课之一，内容多，覆盖面广，理论和概念比较集中，要求学生掌握材料科学的基本概念、基础理论及其应用。

三、内容提要：

第一章 晶体学基础 12学时

1.1 引言

1.2 空间点阵、晶胞和原胞、点阵常数

1.3 晶面指数和晶向指数

1.4 常见的晶体结构及其几何特征、配位数、紧密系数和间隙

1.5 晶体的堆垛方式、FCC、HCP和菱方晶体的比较

1.6 晶体的投影*

1.7 倒易点阵*

1.8 菱方晶系的两种描述：菱方轴和六方轴

1.9 晶体的宏观对称性--点群*

1.10 晶体的微观对称性--空间群：意义、表示、应用*

第二章 金属材料 14学时

2.1 引言

2.2 原子结构

2.3 结合键

2.4 分子的结构

2.5 晶体的电子结构

2.6 元素的晶体结构和性质

2.7 合金相结构概念

2.8 影响合金相结构的主要因素：原子/离子半径、电负性、电子价态

2.9 固溶体：意义、分类、特点、规律、性质等

2.10 离子化合物：特点、类型、应用

2.11 硅酸盐结构：基本特点及分类

2.12 金属间化合物（Ⅰ）：正常价化合物

2.13 金属间化合物（Ⅱ）：电子化合物

2.14 金属间化合物（Ⅲ）：尺寸化合物（1）、拓扑密排相（2）、间隙相

2.15 金属间化合物（Ⅳ）：σ相和其他复杂化合物

2.16 合金相结构符号*

第三章 晶体的范性形变 12学时

3.1 引言

3.2 滑移系统和Schmid定律

3.3 滑移时参考方向和参考面的变化

3.4 滑移过程中晶体的转动

3.5 滑移过程的次生现象

3.6 单晶体的硬化曲线

3.7 孪生系统与原子运动

3.8 孪生要素和长度变化规律

3.9 孪晶和基体的位相关系

3.10 孪生系统的实验测定*

3.11 滑移和孪生的比较

3.12 多晶体范性形变的一般特点

3.13 冷加工金属的储能和内应力

3.14 应变硬化

3.15 多晶材料的择优取向（织构)

3.16 纤维组织和流线

3.17 晶体的断裂（Ⅰ）：微观方面*

3.18 晶体的断裂（Ⅱ）：断裂力学简介*

3.19 晶体的断裂（Ⅲ）：断口分析简介*

3.20 应变软化和超塑性*

第四章 晶体缺陷 14学时

4.1 引言

4.2 点缺陷的基本特征

4.3 点缺陷的实验研究

4.4 位错理论的提出

4.5 什么是位错

4.6 位错的普遍定义和博格斯矢量

4.7 位错的运动

4.8 位错密度和晶体的变形速率

4.9 位错的基本性质

4.10 固体弹性理论简介

4.11 位错应力

4.12 位错的弹性能和线张力

4.13 作用于位错的力

4.14 位错与位错间的交互作用

4.15 位错与点缺陷间的交互作用

4.16 位错的启动力：P-N力

4.17 镜像力

4.18 位错的起源与增殖

4.19 位错的塞积

4.20 位错的交割

4.21 面心立方晶体中的位错

4.22 位错反应

4.23 密排六方和体心立方晶体中的位错*

4.24 其他晶体中的位错*

4.25 小角度晶粒边界

4.26 大角度晶粒边界*

4.27 位错的实验观测*

4.28 位错理论的应用*

第五章 固体中的扩散 8学时

5.1 引言：意义、特点、分类

5.2 Fick定律

5.3 稳态扩散及其应用

5.4 非稳态扩散、各种边界条件下扩散方程的解*

5.5 D-C关系、悮野方法*

5.6 Kirkendall效应：现象与规律、实际意义

5.7 分扩散系统、Darken公式

5.8 扩散的微观理论和机制

Fick定律的微观形式

扩散机制：激活能、激活熵与激活自由能、频率因子

扩散系数计算简介

5.9 扩散的经验规律：成分、晶体结构、晶粒度、第三组元、温度应力等的影响

5.10 反应扩散：中间相形成规律和动力学

5.11 扩散动力学：Fick定律的普遍形式、原子迁移率、热力学因子、分扩散系数与自扩散系数的关系*

5.12 离子晶体中的扩散D-α关系，杂质对具有Frenkel缺陷对和Schottky缺陷对的晶体的导电性的影响*

5.13 实际应用：烧结和材料的相容性*

四、实验

1.Laves相结构的计算机模拟

2.滑移系统的计算机分析

3.Cu-Zn系反应扩散的相分析

五、参考书：包永千等,金属学基础,冶金工业出版社,1986Elements of Materials Science and Engineering, Van Vlack.L.H.5h ed，Addison-Wwsley Publishing Co，1985巴斯特CS，陶琨等译，金属的结构，机械工业出版社，1987汪复兴，金属物理，机械工业出版社，1980张孝文，固体材料结构基础，中国建筑工业出版社，1980Cahn RW，Haasen P.Amsterdam et，Physical Metallurgy,3rd ed，North-Ho-Land Publishing，1983

第二篇：界面科学基础教学大纲

《界面科学基础》教学大纲

一、课程基本信息

课程名称（中、英文）： 《界面科学基础》（Basis of Interfaces Science in Polymers）课程号（代码）：300026020 课程类别：专业选修课

学时：

学分：2

二、教学目的及要求

物质的表界面与本体存在着很大的差异，表界面存在复杂的物理化学现象，这些表界面现象在高分子溶液、高分子乳液、涂料、粘合剂、高分子共混复合材料的制备和应用过程中都起到了非常重要的作用。本课程在承继物理化学的基础上讲授了表界面的基础热力学理论，并对其在高分子领域的应用打好了理论基础，该课程的学习可以使高分子材料专业学生系统掌握材料的表界面特性及研究控制方法，是一门从基础学科学习向实际专业研究工作过渡的重要课程。

对毕业要求及其分指标点支撑情况：（1）毕业要求 1，分指标点1.2；（2）毕业要求2，分指标点2.1

三、教学内容（含各章节主要内容、学时分配，并红字方式注明重点难点）

第一章绪论（1学时）

简要介绍表面和界面的基本概念，表界面现象的特点，表界面现象研究在高分子材料科学中的重要意义。使学生对本课程的学习内容和学习方法建立整体概念。

第二章液体的表面（2学时）

主要内容

2.1表面张力与表面自由能（1学时）

表面张力概念 表面自由能概念 表面自由能定性解释 表面自由能的分子理论

影响表面张力的因素：物质的本性、温度的影响、压力的影响

表面热力学基础：表面张力的广义热力学定义、表面熵、表面能与表面焓 2.2弯曲液体的表面现象（1学时）弯曲液面下的附加压力 附加压力与曲率半径的关系 毛细现象 Kelvin公式

其中教学重点是表面张力与表面自由能概念、影响表面张力的因素，难点是表面热力学基础。

第三章溶液的表面张力和表面吸附（4学时）

主要内容

3.1溶液的表面张力（0.5学时）

水溶液表面张力的三种类型 特劳贝规则

表面活性物质与表面活性剂 3.2溶液的表面吸附（1学时）

表面吸附量、吉布斯吸附公式及应用、溶液表面吸附等温线

表面活性物质在溶液表面的吸附：表面活性物质在溶液表面上的定向排列、表面活性物质的饱和吸附量

3.3表面活性剂的结构特点及分类（1学时）

表面活性剂的结构特点：两亲结构。按表面活性剂的亲水基分类：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性型表面活性剂、非离子型表面活性剂、混合型表面活性剂

按表面活性剂的疏水基分类：高分子表面活性剂、新型表面活性剂、双子型表面活性剂、Bola型、生物表面活性剂 3.5表面活性剂溶液的性质（0.5学时）表面活性剂的溶解度与温度的关系 表面活性剂的活性 表面活性剂的效率与能力 表面活性剂的HLB值 3.6胶束（1学时）胶束的形成

胶束的结构、大小与形状 临界胶束浓度

胶束的作用：增溶作用、催化作用 反胶束及囊泡

其中教学重点是表面活性剂定义、结构特点、分类，表面活性剂的效率与能力，表面活性剂的HLB值，临界胶束浓度，胶束的作用，难点是吉布斯吸附公式及应用。

第四章乳状液、微乳状液及泡沫（5学时）

主要内容

4.1乳状液（2学时）

乳状液的概念及类型、类型的鉴别、影响乳状液类型的因素

乳状液的制备和物理性质：液滴的大小和外观、光学性质、黏度、电导 乳化剂的分类与选择

乳化剂的分类：合成表面活性剂、高分子聚合物乳化剂、天然乳化剂、固体颗粒乳化剂

乳化剂的选择：一般原则，常用方法：HLB法、PIT法

乳状液稳定性的影响因素：界面膜的形成、界面电荷、黏度、液滴大小及分布 乳状液的变形和破乳（1）变形定义

（2）影响变形的因素：乳化剂类型、粗体积比、温度、电解质（3）乳状液的破坏过程：分层、絮凝、聚结、相分离（4）破乳方法：化学法、顶替法、电破乳法、加热法、机械法 4.2微乳状液（1学时）

微乳状液的概念、微乳状液的类型、微乳状液的微观结构 微乳状液的形成（Schulman法、Shah法）和性质

影响微乳形成及其类型的因素：表面活性剂分子几何构型、助表面活性剂、反离子、阴阳离子表面活性剂混合物、表面活性剂疏水基支链化、电解质、温度

微乳状液体系的相行为

微乳状液形成的机理：负界面张力理论、增溶理论、构型熵理论 4.3微乳状液的应用（1学时）微乳液聚合

微乳液聚合方式：反相微乳液聚合、正向微乳液聚合、双连续相微乳液聚合 影响微乳液聚合的因素：表面活性剂、单体滴加方式、引发剂 微乳液聚合研究新进展

微乳液其他应用：化妆品、清洁剂、微乳燃料、微乳油、微乳药物、微乳液作为反应介质、微乳采油 4.4泡沫(1学时)多面体泡沫、泡沫的含义、特点 泡沫的稳定与破坏

泡沫体系的不稳定性及原因：排液、膜的破裂、气体的扩散 影响泡沫稳定性的因素：Marangoni效应、表面粘度、液膜表面电荷 泡沫的作用与消泡

泡沫的应用：泡沫分离、泡沫浮选、离子浮选、油田开发 消泡：泡沫的副作用、消泡剂的种类和作用机理。

其中教学重点和难点是乳状液的概念及类型、类型的鉴别、影响乳状液类型的因素，乳状液稳定性的影响因素，影响微乳形成及其类型的因素、微乳液聚合

第五章膜的化学（2学时）

主要内容 5.1膜的定义 5.2不溶物单分子层膜 不溶性单分子层膜的形成

不溶性单分子层膜的性质：表面压、表面膜电势、表面黏度、表面膜的光学性质

不溶物单分子层膜的各种聚集状态 单分子层膜的应用 5.3LB膜

LB膜的制备、LB膜的类型、LBM的应用 5.4BLM、脂质体与囊泡 人工双层脂质膜（BLM）脂质体与囊泡

双层脂质膜与生物膜模拟 5.5自组装膜

其中重点和难点是不溶物单分子层膜概念、不溶性单分子层膜的形成和性质、自组装膜。

第六章固体的表面性质（3学时）

6.1固体的表面性质

固体表面特点

固体表面能与表面张力 6.2气体在固体表面的吸附

气体在固体表面的吸附方式：物理吸附和化学吸附，两种吸附的特点和机理区别

吸附热与吸附等温式：吸附热、Langmuir吸附等温式、BET吸附等温式 影响吸附的主要因素：温度、压力、吸附剂和吸附质 气固吸附的应用 6.3液体对固体的润湿作用

Young方程和接触角 Young方程的推导及意义 接触角滞后：接触角滞后现象，接触角滞后的原因 表面粗糙度对润湿影响及应用 6.4固体表面的润湿性与临界表面张力

低能表面和高能表面、临界表面张力、高能表面的自憎现象、表面活性剂对固体表面润湿性的影响

6.5固-液界面张力与界面张力的计算方法 固-液界面张力，界面张力的一般计算式

其中重点和难点是气体在固体表面的吸附方式、Langmuir吸附等温式、Young方程和接触角、Young方程的推导及意义、接触角滞后现象及原因、表面粗糙度对润湿影响以及在高分子材料中的应用。

第七章高分子的表面及界面特征（5学时）

7.1高聚物的表面张力与界面张力（1.5学时）

高聚物固体的表面张力测定方法：利用高聚物液体或熔体的表面张力与温度关系外推求得固体表面张力、Zisman的浸润临界表面张力法、利用高聚物液体表面张力和分子量关系外推求得

高聚物二元体系的表面张力：共聚与共混体系，包括无规共聚、共混、嵌段与接枝共聚，添加剂的影响

高聚物共混复合材料的界面张力及影响因素：温度、极性、添加物 7.2高聚物的粘接作用（1.5学时）高聚物的粘结现象

界面粘接理论：主要介绍润湿理论、吸附理论、化学键理论、静电理论、扩散理论

聚合物的分子结构与粘接性能：粘结剂内聚力、极性基团、聚合度、分子量 改善聚合物粘结的方法 7.3高聚物的表面改性（2学时）高聚物表面改性的意义 电晕放电处理 火焰处理和热处理 化学改性：包括含氟高聚物、聚烯烃、聚酯与聚醚、橡胶等材料的化学改性 光化学改性 等离子体表面改性

表面接枝：接枝聚合法、偶合接枝法、添加接枝共聚物法

本章是重点章节，教学重点和难点是高聚物二元体系的表面张力的影响因素，以及根据这些规律如何对聚合物改性从而获得所需的表面张力；界面粘接理论、聚合物的分子结构与粘接性能、改善聚合物粘结的方法；高聚物表面改性的意义及主要方法。

第八章高分子共混复合材料的界面化学（8学时）

8.1高分子共混复合材料的界面研究意义（0.5学时）8.2高分子增强材料的界面研究（3学时）

增强纤维的表面特征：表面形态的形成及特点、纤维的表面形态对树脂浸润纤维的影响、主要纤维的表面物理特性、主要纤维的表面化学特性

高聚物增强复合材料界面的形成与界面结构：界面的形成过程，润湿和反应，界面结构，树脂抑制层、界面区

影响界面粘接强度的因素：表面形态、浸润性、表面反应性、残余应力、界面水

高聚物增强复合材料界面理论：主要介绍浸润性理论、化学键理论、可逆水解键理论、可变形层理论

8.3高聚物填充复合材料界面研究（2学时）粉体填料的表面特性 主要填料品种及特点 偶联剂的种类及机理

偶联剂处理填料填充聚合物的性能 8.4高聚物共混材料界面研究（2.5学时）高聚物共混物界面的形成、结构和性质 共混物界面的理论研究

影响扩散系数的因素：粘度、分子量、温度、浓度 改善共混物界面相容性的方法：控制高聚物粘度比、控制分散相的分子量、加增容剂、剪切作用、温度

高聚物共混体系的增容剂及其作用：增容剂的结构、理论用量 改善界面相容性对高聚物共混体系力学性质的影响

本章也是重点章节，重点和难点是高聚物增强复合材料界面结构、影响界面粘接强度的因素、高聚物增强复合材料界面理论（重点是化学键理论、可逆水解键理论）；偶联剂的种类及机理；改善共混物界面相容性的方法，增容剂的结构、理论用量

第九章界面科学研究方法（3学时）

9.1液体表面张力的测定

毛细管法、最大气泡压力法、滴重法、吊环法、吊板法 9.2接触角的测定

停滴法、吊片法、电子天平法 9.3扫描电镜技术 扫描电镜技术的制样方法

扫描电镜技术在界面研究中的应用实例 9.4原子力显微镜

原子力显微镜的理论基础和成像模式 原子力显微镜在聚合物表界面研究中的应用 9.5 XPS能谱分析 XPS能谱分析原理

XPS能谱分析应用：表征复合材料各组分相互作用、表征偶联剂的偶联作用 9.6光谱技术

9.7放射性示踪原子技术

本章重点在于液体表面张力和接触角的测定方法；扫描电镜、原子力显微镜和XPS能谱分析在界面研究中的应用

四、教材（名称、作者、出版社、出版时间）

《界面科学基础》，任显诚主编讲义，2015年。

五、主要参考资料

1、界面化学，颜肖慈，罗明道编著，化学工业出版社，2005年。

2、表面物理化学，滕新荣主编、化学工业出版社，2009年。

3、高分子表面化学，沈青著，科学出版社，2014年。

4、胶体与表面化学，沈钟、赵振国、康万利编著，化学工业出版社，2011年。

六、考核方案（注明期末、期中、平时成绩所占的比例，或理论考核、实践考核成绩所占的比例）

课程总成绩中，期末占50%，平时成绩50%。

平时成绩构成：随机进行6次课堂作业，将六次作业的平均成绩折合为百分制的平时成绩。

第三篇：清华大学-《运筹学》课程教学大纲

《运筹学》课程教学大纲

课程名称：运筹学

编号.20345144：

学时：72 编者姓名：曾鸿能

单位：中山大学

职称：副教授

主审姓名：

单位：

职称： 教授对象：本科生

专业：资源与环境规划

年级：三年级

编写日期：2001年9月

一、课程目的与教学基本要求 学习本课程后，使学生掌握运筹学有关分支的基本理论和方法，牢固掌握解题算法步骤，培养学生应用规划论、优化技术解决实际问题能力。为专业课在系统规划、最优设计、参数优选、最优管理与运行等数学方法及计算机算法打下必要的基础。

在已学过微积分、初等集合论和线性代数基础上学习本课程，通过教授、自学、复习、作业练习、辅导、编程上机等教学环节达到上述目的。学习中要注意到学科系统性，数学概念和逻辑的严密性、准确性和完整性，但不偏重纯数学方法论证。着重基本概念、基本思路、基本方法、算法步骤、几何直观解析。了解各种方法特点和实用价值，提高建立模型、分析求解能力和技巧。应注重实际应用中建立模型，选择可行求解的理论方法，编制算法的计算机程序这三方面训练的有机结合。

二、课程内容（含学时分配）

绪言：运筹学简史、性质和特点、工作步骤、模型、分支及应用、运筹学展望（1学时）

i.线性规划与目标规划（共30学时）

1-1 线性规划问题及其数学模型

（2学时）

一、应用实例

二、线性规划的数学模型

三、标准形式

1-2 线性规划问题的图解法

（1学时）

教学要求：1．初步掌握建立线性规划模型方法

2．掌握线性规划模型特征；如何化线性规划模型为标准型

3．掌握两个变量线性规划问题的图解法 重点：通过图解法初步了解基本概念和求解思路

1-3 线性规划的基本概念和基本定理

（4学时）

教学要求：1．掌握可行解、基、凸集、凸组合、顶点的概念

2．了解线性规划理论依据---几个基本定理、求解线性规划问题基本思路

重点：三个基本定理 难点：基本定理的证明

1-4 单纯形法

（4学时）1．单纯形法求解过程说明 2．单纯形表

（1）单纯形表的结构和原理

（2）换基

Ⅰ确定换入变量

Ⅱ确定换出变量

Ⅲ旋转迭代 教学要求：牢固掌握线性规划的单纯形求解方法 重点：单纯形方法求解步骤和公式

难点：单纯形表构成原理，换基迭代公式推导

1-5 单纯形法进一步讨论

（2学时）

（一）大M单纯形法

（二）两阶段法

（三）退化问题

（四）检验数的几种表示法

（五）单纯形法小结

教学要求：1．了解引入工人变量目的

2．牢固掌握大M法和两阶段法求解过程、判别什么情况下无解

3．牢固掌握单纯形法计算框图 重点：两阶段法及单纯形法计算框图

1-6 改进单纯形法

（2学时）

教学要求：1．了解改进单纯形方法的思想

2．掌握改进单纯形法计算步骤

重点：改进单纯形法计算步骤（主要用于计算机计算）难点：新基逆矩阵求解公式及其实质

1-7 线性对偶规划

（4学时）

一、对偶问题提出

二、对偶规则

三、线性对偶理论

四、对偶问题的经济学解释——影子价格

五、对偶单纯形法

教学要求：1．掌握对偶规则

2．了解线性对偶理论、影子价格的意义

3．牢固掌握对偶单纯形法

重点：对偶单纯形法计算步骤及对偶单纯形法应用范围 难点：线性对偶理论的证明

1-8 灵敏度分析与参数线性规划

（3学时）

教学要求：1．掌握系数变化范围的确定及增加新变量、新约束灵敏度分析

2．掌握参数连续变化对最优解及最优值的影响 重点：灵敏度分析与参数线性规划的应用。关键是判断最优方案的可行性和最优性是否被破坏，从而确定变化范围。

1-9 运输问题

（4学时）

一、运输问题的数学模型

二、初始基可行解的确定

三、换基迭代，确定最优解

四、应用举例（包括习题课）教学要求：1．掌握运输问题的数学模型、系数矩阵特殊形式

2．掌握用西北角法、最小元素法求初始基可行解

3．掌握位势法求解、牢固掌握三合一表格求解运输问题过程 重点：运输问题的求解过程。熟悉运输、作物布局、转运等问题的应用

1-10 目标规划

（4学时）一． 基本概念及数学模型 二． 目标规划的图解法 三． 目标规划的单纯形法 四． 应用举例

教学要求：1．熟悉目标规划有关的概念，正确建立目标规划数学模型

2．牢固掌握目标规划的单纯形求解方法 重点：对实际问题如何建立目标规划的数学模型，如何用目标规划的单纯形法求解，对各种满意解的分析。

ii.整数规划

（共8学时）

2-1 整数规划问题的提出

（2学时）2-2 割平面法

2-3 分枝定界法

（2学时）2-4 0-1型整数规划

（2学时）2-5 指派问题

（2学时）

教学要求：1．了解割平面法的基本思路，掌握割平面约束的生成、割平面法的求解步骤

2．了解分枝定界法的基本思路，掌握两个分枝的求法、定界与剪枝的原则，掌

握分枝定界法解题过程

3．掌握0-1型整数规划求解过程

4．掌握指派问题的匈牙利解法 重点：分枝定界法求解，定界与剪枝原则

难点：0-1型整数规划变量的不可行性指标计算

iii.非线性规划

（全部授完需36学时）

3-1 非线性规划的数学模型和基本概念

（4学时）

教学要求：1．了解非线性规划数学模型一般形式及其与线性规划的区别

2．掌握基本概念：局部极值和全局极值、梯度、海赛矩阵、正定、负定、半正 定、半负定矩阵、不定矩阵

3．掌握凸函数的定义和性质，凸函数的判别（一阶条件和二阶条件定理）

4．掌握凸规划的定义极其重要特性 重点：凸函数、凸规划的定义极其判别

3-2 无约束问题最优性条件与下降迭代算法

（2学时）教学要求：1．掌握用海赛矩阵判断驻点的性质

2．掌握一阶必要条件，二阶必要条件，二阶充分条件和充要条件四个定理，了

解定理的证明

3．了解下降迭代算法的概念及下降迭代算法的一般步骤，了解收敛性及收敛速

度（用收敛的阶或二次收敛性判别），掌握迭代终止判别准则

3-3 一维搜索

（6学时）一．进退法

二．斐波那契法

三．0．618法（黄金分割法）

四．抛物线插值法

五．三次插值法（作一般介绍）教学要求：1．掌握各种方法的特点、优点与不足

2．掌握各种方法计算步骤与算法框图 重点：0．618法，抛物线插值法

3-4 无约束极值问题的解析法

（8学时）一． 最速下降法 二． 牛顿法

三． 共轭梯度法（F-R法）

四． 变尺度法（DFP、BFGS算法）

教学要求：1．掌握几种方法的基本原理和计算步骤

2．掌握几种方法搜索方向构成：如负梯度方向、牛顿方向、共轭方向、拟牛顿

方向

3．了解各种方法优缺点

重点：熟悉几种方法算法步骤。特别是目前认为较好的DFP、BFGS算法 难点：DFP方法中变尺度矩阵的推导

3-5 无约束极值问题的直接法

（6学时）

一．坐标轮换法

二．步长加速法

三．powell法

四．单纯形调优法

教学要求：1．掌握几种方法的算法步骤

2．了解几种方法的优缺点

重点：powell方法及目前生产中常用的单纯形调优法

3-6 等式约束条件下的非线性规划

（2学时）一．等式约束下的消元法

二．拉格朗日乘子法

三．罚函数法（外点法）

教学要求：了解拉格朗日乘子法，掌握外点法

3-7 不等式约束条件下的非线性规划

（8学时）一． 可行方向和起作用的约束的概念 二． 库恩——塔克条件

三． 非线性约束条件下的可行方向法 四． 罚函数法

1．外罚函数法

2．内罚函数法

3．混合法（只作简单介绍）

4．乘子法（简单介绍）

五． 复合形法

教学要求：1．了解库恩——塔克条件

2．掌握Zoutendijk可行方向法以及Topkis-Veinott修正方法。了解下降可行方向

满足条件。了解广义既约梯度法（GRG算法）

3．了解化约束为无约束的惩罚法中最基本的两种方法：外罚函数法和内罚函数

法。了解这两种方法适用范围及其优缺点。针对两种方法不足而改进的乘子

法作一般的了解。

4．掌握复合形法基本思路及计算步骤 重点：惩罚法，工程中常用的复合形法 难点：方法定理的证明

3-8 非线性规划问题的线性化

（6学时）

一． 用线性逼近法求解线性约束条件下的非线性规划（Frank-Wolfe方法）二． 用线性逼近法求解非线性约束条件下的非线性规划（近似规划法，即MAP法）

三． 变量分割法 四． 可分规划法

教学要求：1．掌握几种方法适用范围及特点

2．掌握非线性规划如何线性化

3．掌握各种方法求解过程 重点：近似规划法（MAP法）

3-9 应用举例

（2学时）

了解水资源规划中非线性规划如何作线性化求解

第四章 动态规划

（共16学时）

4-1 动态规划的基本方法与原理

（5学时）

一． 多阶段决策过程及实例 二． 三． 四． 五． 六． 动态规划的基本概念 最优性原理

动态规划的基本思想和基本方程

动态规划的数学模型及构成模型的条件 动态规划的逆序解法和顺序解法

4-2 动态规划的最优性定理

（1学时）

4-3 不定期多阶段决策过程

（2学时）

一．函数迭代法

二．策略迭代法

4-4 多维动态规划

（3学时）一． 拉格朗日乘数法 二． 逐次逼近法

三． 粗格子点法（疏密法）

四． 离散微分动态规划法（DDDP法）

4-5 确定性动态规划应用举例

（2学时）

4-6 随机性问题的动态规划法

（3学时）

一． 各阶段的随机状态变量相互独立时的动态规划问题

二． 相邻两阶段的随机状态变量具有简单的马尔可夫链关系时的动态规划问题

教学要求：1．掌握动态规划的基本概念：阶段、状态、决策、策略、状态转移方程、指标函数和最优值函数、最优策略、最优轨线

2．了解动态规划的基本理论：最优性定理和最优性原理 3．掌握动态规划基本思想和基本方程

4．牢固掌握动态规划的顺序解法和逆序解法。会处理动态与静态规划的关系

5．了解和掌握若干典型问题的动态规划模型及求解技巧：如最短路线、资源分

配、生产计划、货物存储、设备更新与系统可靠性问题、背包问题、推销商

问题等

6．了解多维动态规划降维方法和减少离散状态点数方法 7．了解随机性问题的动态规划求解方法

重点：动态规划顺序解法和逆序解法；若干典型问题动态规划模型及求解技巧；离散微分动

态规划法

难点：最优性定理的证明，随机性问题的动态规划

（3）使用说明

每讲完一种方法，至少布置一道作业，作为基本训练、巩固和加深对方法的基本原理，算法的步骤的理解。

计划讲授两次习题课，介绍难懂和技巧性强或教材没有详细提到的问题。

每讲完一章，结合资源与环境专业的实际，介绍方法的应用。

每讲完一章，作个小结，并介绍新方法，发展动向，以及教材还没有涉及到的内容。

在时间和条件许可下，可适当选择一些方法的计算程序作介绍，学生自己上机实习。

按学时的多少，适当增减内容。

（4）主要参考书目

钱颂迪主编，《运筹学》（增订版），清华大学出版社，1990年 管梅谷、郑汉鼎，《线性规划》，山东科学技术出版社，1983 张建中、许绍吉著，《线性规划》，科学出版社，1990 魏国华、王芬编著，《线性规划》，高等教育出版社，1989 陈开明编著，《非线性规划》，复旦大学出版社，1991 袁亚湘、孙文瑜编著，《最优化理论与方法》，科学出版社，1999 韦鹤平编著，《最优化技术应用》，同济大学出版社，1987 张莹编著，《运筹学》，清华大学出版社，1994 周学勤等编著，《数学规划及其应用》，中山大学出版社，1991 胡运权主编，《运筹学习题集》，清华大学出版社，1995

第四篇：基础写作教学大纲 (精选)

基础写作教学大纲

一、课程说明

1．课程代号：06052103 2．课程性质

本课程属于汉语言文学专业（本科）的专业必修基础课之一。本课程在第一学年开设。3．教学目标与任务

本课程在教育方针指导下，从师范培养目标出发，重视本课程的理论性、实践性和技能性强的特点，以理论教学带动写作训练，通过理论教学和写作能力训练，使学生树立正确的写作观，掌握写作学基本理论和常用文体写作知识，提高单项写作能力和综合写作能力，学习并掌握实用文体、文学文体和理论文体的写作能力，为从事写作教学、研究和进一步提高写作能力奠定较为坚实的基础。

4．教学要求

本大纲是教师教学、学生学习和命题考试的依据。教学的方式以课堂教学为主，学生自学、课堂讨论、录像观摩为辅。在规定的教学范围内，教师可以根据自己的研究成果对教学内容予以补充。

本课程设置题库，实行教考分离，考核方式为考试，成绩为百分制。

教学内容的顺序安排、重点和难点，皆可由任课教师根据所教学生的实际情况而定，允许调整的幅度为百分之二十。

二、学时分配

本课程共3学分，约56学时，共讲授1学期。

重点

《基础写作》学时分配表 第一章 写作理论的变迁 教学目标及要求 了解写作理论的变迁 教学世纪写作理论的发展脉络 教学难点 20世纪写作理论的发展脉络 考核要求

20世纪写作理论的发展脉络 教学基本内容

第一节 古代文论管窥

第二节 20世纪写作理论的发展脉络 思考题

分别阅读一本20世纪30年代和80年代出版的写作教材，比较一下它们在关注热点上有什么不同？从中反映出写作理论怎样的发展进程？

参考书目

第二章 写作的基本能力

教学目标及要求

1.掌握观察方法

2.提高感受能力、思维能力、想象能力 教学重点 1.写作意识 2.观察方法 3.想象能力 教学难点 1.观察方法 2.想象能力 考核要求

1.观察的方法 2.阅读方法 教学基本内容

第一节 写作主体的素质

一、写作主体的生活素养

二、写作主体的学识修养

三、写作主体的人格品位

四、写作主体的审美理想 第二节 写作主体的能力

一、写作主体的观察能力

二、写作主体的感受能力

三、写作主体的思维能力

四、写作主体的想象能力 第三节 写作客体的构成

一、对象化的自然景观

二、群体化的社会生活

三、个体化的人生状态

四、外在化的人生状态

第四节 写作主客体的关系

一、写作主客体的对照关系

二、写作主客体的同型关系

三、写作主客体的双向建构

四、写作主客体联系的中介

思考题

1.写作主体的素质包括哪几个方面？怎样提高写作主体的素质？ 2.观察你周围的同学，写一篇观察笔记。参考书目

第三章 写作的基本流程

教学目标与要求

3.掌握集材、炼意、谋篇、用语的基本方法和要求

4.提高采集材料、提炼材料、安排结构和使用语言的能力 教学重点

1.主题和题材的关系 2.主题的提炼 3.题材的选择 4.表达方式的运用 教学难点

5.主题的提炼 6.题材的选择 考核要求

1.主题的提炼 2.题材的选择 教学基本内容

第一节 聚材

一、材料的含义与作用

二、材料的选择与使用

三、主题的含义与特性

四、主题的提炼与要求 第二节 运思

一、结构的含义与形式

二、结构的单位与要求

三、语言的功能与素养

四、语言的特性与要求 第三节 行文

一、表达方式的选择

二、文面的设置规范 第四节 改稿

一、修改的意义、任务

二、修改的方法、范例

思考题

1.举例说明实用文章和文学作品在材料使用和语言风格上有什么不同之

处。

2.根据自己的体会，谈谈材料的鉴别、选择和使用问题。参考书目

3.试以第二人称的角度，叙述某一公共汽车售票员工作的情景。4.分析台湾作家陈启佑的小小说《永远的蝴蝶》中的写作技法。

第四章 文学创作 教学目标与要求

掌握散文、诗歌、小说的写作理论与方法 教学重点

1.散文的审美特征与写作 2.诗歌的审美特征与写作 3.小说的审美特征 教学难点

1.诗歌的审美特征与写作 2.小说的审美特征 考核要求

1.散文的审美特征与写作 2.诗歌的审美特征 3.小说的审美特征 教学基本内容

第一节 散文

一、散文的界说与分类

二、散文的审美特征

三、散文的写作 第二节 诗歌

一、诗歌的界说与分类

二、诗歌的审美特征

三、诗歌的写作 第三节 小说

一、小说的界说与分类

二、小说的审美特征

三、小说的写作 第四节 戏剧文学

一、戏剧文学的界说与分类

二、戏剧文学的审美特征

三、戏剧文学的写作 第五节 影视文学

一、影视文学的界说与分类

二、影视文学的审美特征

三、影视文学的写作 思考题

1.何组

2.3.人物

分析。参考书目

1.联系具体的写作经历，论述散文写作如何发现、捕捉散文意象和如合、表达散文意象。诗歌的抒情性和音乐性是如何构成和表达的？ 小说写人的细节和情节是如何构成的？生活原型在演变成为小说时可以采用哪些典型化写作方法？请结合具体的小说写作事例来展开第五章 文章写作 教学目标与要求 学会写文艺评论 教学重点 社会评论的特征 2.文艺评论的特征与写作 教学难点

文艺评论的写作 考核要求

1.社会评论的特征 2.文艺评论的特征 教学基本内容

第一节 社会评论

一、社会评论的界说

二、社会评论的类别

三、社会评论的特征

四、社会评论的写作 第二节 文艺评论

一、文艺评论的界说

二、文艺评论的分类

三、文艺评论的特征

四、文艺评论的写作 思考题

1.自选一篇社会评论，分析其类别和写作特色。2.结合读过的文艺评论，谈谈你的看法。参考书目

三、教材与参考书目

1．教材

董小玉主编《现代写作教程》，高等教育出版社出版。2．参考书目

（1）《作文论》，叶圣陶，商务印书馆，1914年2月

（2）《国文作法》，高语罕，上海亚洲图书局，1922年8月

（3）《文心》，夏丏尊、叶绍钧，上海开明书店，1934年6月

（4）《文章讲话》，夏丏尊、叶绍钧，上海开明书店，1938年4月

（5）《叶圣陶语文教育论集》，叶圣陶，教育科学出版社，1980年

（6）《写作心理能力的培养》，吴思敬，北京出版社，1985年11月

（7）《现代写作学，》朱伯石主编，人民日报出版社，1986年6月

（8）《基础写作概论》，林可夫主编，福建人民出版社，1985年3月

（9）《写作学新稿》，裴显生主编，江苏教育出版社，1987年7月

（10）《写作学辞典》，刘锡庆主编，河北教育出版社，1989年10月

（11）《写作》，谢亚非主编，华东师大出版社，2001年9月

月

年8月

年12月

（12）《电影评论写作学》，李广德主编，浙江大学出版社，1992年6（12）《中国写作教育家》，张得一主编，天津科技翻译出版公司，1993（13）《名人怎样阅读写作》，李广德、唐承彬，杭州大学出版社，1993（14）《毛泽东写作艺术论》，程民，海南出版社，1993年11月（15）《写作智慧论》，白嶷歧主编，广东教育出版社，1994年12月（16）《写作与文选》，蒲永川主编，西南师大出版社，1995年8月（17）《作文法词典》，陆鉴三主编，浙江教育出版社，1995年12月（18）《现代实用写作学》，裴显生主编，江苏教育出版社，1996年8月

（19）《高师写作教程》，李广德、程民，海南出版社，1997年7月

（20）《论写作技巧》，[苏]高尔基，花城出版社，1980年11月

1984年9月

月（21）《提高写作技能》，［美］威廉·w·韦斯特，福建教育出版社，（22）《写作系统训练》，［美］威尔伯·利维，工人出版社，1987年3

第五篇：摄影基础教学大纲

《摄影基础》课程教学大纲

【课程名称】摄影基础 【课程代码】T07041008 【适应专业】环境设计专业 【授课对象】普通本科 【课程简介】

摄影基础是设计类专业的专业必修课程，是辅助设计手段中必不可缺少的一门技能性课程。主要包括摄影术的起源、诞生及发明初期的几种流派；摄影的概念、特征；数字摄影概论；相机种类、工作原理与主要组成部分、镜头；数字相机；曝光与测光；摄影构图、摄影用光及新闻摄影、生活摄影、风光摄影与广告摄影等专题摄影介绍。【教学目标】

通过对相机的工作原理、组成部分、曝光与测光、摄影构图、摄影用光的讲授，使学生熟悉相机结构、掌握曝光基本技能，并初步学会运用摄影构图与用光的基本理论进行实践拍摄。

【参考学时】54学时（理论讲授36学时，实践训练18学时）

【参考书目】

1．胡晶，《摄影基础教程》，黑龙江：黑龙江美术出版社，2012年 2．刘彩霞，《数码摄影基础教程》，北京：人民邮电出版社，2016年 3．Digital Photo编辑部，《完美摄影161法则:数码单反摄影技巧精粹》，北京：人民邮电出版社，2013年

4．王晓峰，《数码摄影摄像入门与实战》，北京：清华大学出版社，2017年 5．林路，《高等院校摄影摄像精品教材:数码摄影新教程》，上海：上海人民美术出版社，2016年 【教学内容】  第一单元摄影简史 §1 摄影术的起源 §2摄影术的诞生

§3摄影初期发明的几种流派  基本要求：

通过本单元的学习，使学生了解并掌握摄影的历史，发展历程以及摄影的不同流派的审美概论。 重点、难点：

熟悉摄影中不同流派的审美基本概念、掌握摄影的历史脉络，数码摄影的发展历程。

 教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：4学时（理论讲授4学时，实践训练无）

 第二单元摄影的概念及其特征

§1摄影的概念

§2摄影的生态特征 §3数字摄影概论  基本要求：

通过本单元的学习，要掌握摄影的基本概念，生态特征以及数字摄影的概论。 重点、难点：  摄影的生态特征  教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：4学时（理论讲授4学时，实践训练无）

 第三单元相机的构造和使用

§1相机的种类

§2相机工作原理组成部分 §3相机的镜头 §4曝光与测光 §5数字相机  基本要求：

通过本单元的学习，让学生掌握相机的构造与基本曝光测光原理。 重点、难点：

重点、难点：相机的工作原理，曝光与测光。 教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：10学时（理论讲授4学时，实践训练6学时）

 第四单元滤镜

§1黑白、彩色摄影滤镜 §2感光的性能  基本要求：

通过本单元的学习，让学生理解并掌握滤镜的使用，准确熟练使用滤镜。 重点、难点：

感光的性能。 教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：4学时（理论讲授4学时，实践训练无）

 第五单元感光材料

§1传统相机的胶卷种类 §2数码感光的原理 §3不同品牌手机感光的特征  基本要求：

通过本单元的学习，让学生了解并掌握感光材料的使用。 重点、难点：

数码摄影的感光特征与传统胶卷相机的区别。 教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：5学时（理论讲授4学时，实践训练1学时）

 第六单元摄影构图

§1拍摄点与画面效果

§2稳定空白与三分法

§3前景与背景

§4色调与影调 §5线条与质感  基本要求：

本单元学习摄影的构图技巧。通过学习，学生应该掌握摄影的构图基本原则，并可以开始拍摄作品。 重点、难点：

了解不同摄影主体的构图灵活使用方法。 教学方法提示：

案例教学法

 参考学时：11学时（理论讲授5学时，实践训练6学时）

 第七单元摄影用光以及摄影专题

§1摄影用光的六大基本要素

§2校园新闻摄影 §3广告摄影  基本要求：

通过本章的学习，学生应该了解并掌握摄影的用光技巧，各类专题熟练拍摄作品。 重点、难点：

校园新闻摄影的注意事项，广告摄影的拍摄要领。 教学方法提示：

案例教学法 项目实践法  参考学时：16学时（理论讲授10学时，实践训练6学时）【考核要求】

本课程是一门专业基础必修课程，考核重点是学生对摄影的基本理论和技能的掌握和分析问题解决实际问题的能力。具体考核要求分为以下几个层次：

掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用其分析、初步拍摄和记录相关的问题，能够举一反三。

理解：要求学生能较好地理解和掌握，并且能够进行简单的室内外摄影实践活动。

了解：要求学生能够一般地了解所学摄影内容。

 考核方式：本课程采用实践形式进行考试，同时结合平时摄影练习课堂小作业和出勤进行课程考核与成绩评定。考核评分以百分制计，上机考试成绩占70%，平时作业成绩占20%，出勤占10%。 成绩构成：平时成绩：30%

期末成绩：70% 【编写人】徐岩 【审核人】