《材料模拟与计算》作为材料科学与工程一级学科本科生的专业选修课，授课对象为材料科学与工程专业高年级本科生。为我校材料科学与工程类本科生扩充计算材料学方面的知识，使学生掌握一些材料模拟与计算的常用工具及基本技能，结合我校材料科学与工程类本科生的培养目标、培养方案和科学研究特色，在材料类本科教育的课程体系中适当安排材料模拟与设计方面的教学内容。本课程介绍不同尺度代表性的计算方法及其材料设计方面的示范应用，包括电子尺度上基于量子力学的密度泛函理论（DFT）第一原理计算、原子尺度上基于牛顿力学和热力学的分子动力学模拟和Monte Carlo模拟、宏观尺度的有限元模拟，并开设相关的实验。

知识目标
通过本课程的学习，学生应能了解计算材料学所涉及的主要内容和方法，了解材料研发及应用的多尺度特征，了解当前应用较为广泛材料模拟计算方法及适用范围。掌握基于密度泛函理论第一性原理计算、分子动力学、有限单元法、材料多尺度模拟、材料基因工程的相关基础知识。基本掌握第一性原理计算、分子动力学模拟、有限元仿真软件的使用方法。开展综合性实验，使学生能够运用计算机软件进行材料设计、数值模拟，对材料的力学、电学、光学、磁学、声学性质进行预测，并能够理解其局限性。介绍计算材料学最新进展，引导学生关注国际前沿发展及学科交叉。
能力目标
能使用第一性原理计算、分子动力学模拟、有限元仿真软件对材料的力学、电学、光学、磁学、声学性质进行模拟预测和分析。能够运用作图和数据分析软件进行科学绘图及统计分析。将实验结果与材料工程的基本原理相结合，分析材料结构与性能之间的关系，培养学生的研究能力及分析问题的能力。
思政目标
理解新材料产业的重要性，引导学生关注国际前沿发展及学科交叉，激发学生的使命感和责任感。