设计原理论文范文10篇

摘要：本文讲述了室内设计的原理，设计依据和方法

关键词：室内设计原理依据

第一章室内设计的含义和基本观点

人的一生，绝大部分时间是在室内度过的，因此，人们设计创造的室内环境，必然会直接关系到室内生活、生产活动的质量，关系到人们的安全、健康、效率、舒适等等。室内环境的创造，应该把保障安全和有利于人们的身心健康作为室内设计的首要前提。人们对于室内环境除了有使用安排、冷暖光照等物质功能方面的要求之外，还常有与建筑物的类型、性格相适应的室内环境氛围、风格文脉等精神功能方面的要求。

由于人们长时间半生活活动于室内，因此现代室内设计，或称室内环境设计，相对地是环境设计系列中和人们关系最为密切的环节。室内设计的总体，包括艺术风格，从宏观来看，往往能从一个侧面反映相应时期社会物质和精神生活的特征。随着社会发展的历代的室内设计，总是具有时代的印记，犹如一部无字的史书。这里由于室内设计从设计构思、施工工艺、装饰材料到内部设施，必须和社会当时的物质生产水平、社会文化和精神生活状况联系在一起；在室内空间组织、平面布局和装饰处理等方面，从总体说来，也还和当时的哲学思想、美学观点、社会经济、民俗民风等密切相关。从微观的、个别的作品来看，室内设计水平的高低、质量的优劣又都与设计者的专业素质和文化艺术素养等联系在一起。至于各个单项设计最终实施后成果的品位，又和该项工程具体的施工技术、用材质量、设施配置情况，以及与建设者的协调关系密切相关，即设计是具有决定意义的最关键的环节和前提，但最终成果的质量有赖于：设计-施工-用材-与业主关系的整体协调。

室内设计的含义

【摘要】色彩作为视觉传达五要素之一，在室内设计中具有较强的视觉冲击力，从理论与实践上阐述了如何利用色彩表现，把室内空间布置得更加合理、美观，使人们的生活更加舒适、美满，来满足人们的消费心理需求，以达到满足和平衡人们精神与心理的需要。

【关键词】室内设计色彩表现

在科学技术高度发达的今天，建筑物越来越向高密集方向发展，居住在大城市中的人们，整天生活在现代的“钢筋混凝土森林”中，活动空间越来越小，如何善于设计、利用室内空间，把有限的空间布置更加合理、美观，使人们的生活更加舒适、美满，拥有一个健康的生活空间，成为迫切需要解决的问题。色彩无疑是首选的元素，它较之构图、造型及其它表现语言更具有视觉冲击力，也更能发挥其诱人的魔力。再者人们对色彩的理解比过去更加理性、个性，并渴望在传统中寻求全新的色彩刺激。因此，一个成功的室内设计设计师还必须较好地运用色彩设计对室内环境的设计理念进行完整、准确的阐释。

一、色彩的知觉与情感

色彩本身并没有知觉与情感，也没有绝对的美与不美，它的美在色彩之间的相互组合之中体现的，当配色形式反映的情趣与人的情绪产生共鸣时，人就会感到和谐愉悦，这就是色彩的知觉与情感。它会因地理环境、文化背景等差异而不同，不同的时代人们对色彩的爱好也有变化。因此在室内色彩的设计过程中，设计师要充分利用人们对色彩的知觉与情感来支配色彩在室内中的分布。

二、室内色彩的表现

当前，我国的高层建筑外部造型设计多以追求建筑形象的新、奇、特为目标，每栋高层都想表现自己，突出自我，而这样做的结果只能使整个城市显得纷繁无序、生硬，建筑个体外部体量失衡，缺乏亲近感，拒人于千里之外。造成这种现象的主要原因是缺乏对高层建筑的外部尺度的认真仔细推敲，因此，对高层建筑的外部尺度的研究是很有必要的。

首先定义一下尺度，所谓的尺度就是在不同空间范围内，建筑的整体及各构成要素使人产生的感觉，是建筑物的整体或局部给人的大小印象与其真实大小之间的关系问题。它包括建筑形体的长度、宽度、整体与城市、整体与整体、整体与部分、部分与部分之间的比例关系，及对行为主体人产生的心理影响。讲到尺度时应注意它与尺寸之间的区别，尺度一般不是指建筑物或要素的真实尺寸，而是表达一种关系及其给人的感觉，尺寸是用度量单位，如：公里、米、尺、厘米等对建筑物或要素的度量，是在量上反映建筑及各构成要素的大小。不同的尺度带来的感觉是不一样的，有的尺度使高层建筑显得挺拔或厚重，有的则使高层建筑显得庞大或轻飘，它直接影响人的心理感受，由此可见，尺度在高层建筑设计中处于一个至关重要的位置。

高层建筑设计中尺度的确难以把握，因它不同于日常生活用品，日常生活用品很容易根据经验做出正确的判断，其主要原因有：一是高层建筑物的体量巨大，远远超出人的尺度。二是高层建筑物不同于日常用品，在建筑中有许多要素不是单纯根据功能这一方面的因素来决定它们的大小和尺寸的，例如门，本来可以略高于人的尺度就可以了，但有的门出于别的考虑设计得很高，这些都会给辨认尺度带来困难。

高层建筑设计时，不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造，而应以人的尺度为参考系数，充分考虑人观察视点、视距、视角，和高层建筑使用亲近度，从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感，把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度：城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。

1、高层建筑设计中的外部尺度

1.1城市尺度

1本科生毕业论文中存在的问题

1.1图表不规范。图表是毕业论文中的重要组成部分。优秀的图表能够使复杂和抽象的问题变得直观、清晰。生动形象、简洁明了的图表可以代替大量复杂的文字说明。毕业论文中图表存在的问题主要表现在以下方面：①软件生成的图未加修饰美化，如Excel生成的图有外框、有黑色背景、有横线等；②图的标题不合适，如图的数字编号不规范、图的标题位置和大小不合适等；③表格不是规范的三线表，表内字体及大小与正文不协调，如过大或过小等。1.2数据分析不规范。数据分析是指直接利用统计方法或借助软件使用统计方法对大量数据进行分析，进而形成概括性、对研究结果有用的一种方法。毕业论文中数据分析不规范主要表现在以下方面：①数据分析过程繁复拖沓，如把试验的原始数据和中间数据放在论文内、同样的数据结果以表格和图的形式同时呈现等；②数据分析结果不规范，如把软件分析结果直接复制粘贴到论文中，导致小数点位数不一致或数字不完整；③数据分析方法应用错误，导致错误的结果，这种情况较少。1.3有数据无“统计”。由于本科生毕业论文时间和本身知识结构限制，部分本科毕业论文中数据分析及试验设计不完善。试验设计基本原则有对照、随机和重复。就重复来讲，本科论文中的个别学生存在的问题：一是没有重复数据，在试验中仅测定1次或1个数据；二是虽然测定了2次以上的重复数据，但是对数据分析或描述不够，多数仅仅是求多个数据的平均数，而缺乏对重复测定可靠性等的描述，没有充分利用测定的重复数据。类似还有其他重数据、轻统计的现象。1.4软件应用不熟练。本科生毕业论文中出现以上问题的原因是多方面的，但软件应用不熟练也是其中的一个原因。当前，数据统计分析基本是依靠软件来处理的，即便是基本的统计数据（如平均数和总和等）都是通过软件进行处理的。因此，由于软件不熟练导致的操作错误，可能就会导致错误的分析结果。

2针对上述问题的教学改革方法

2.1设定合理的教学目标。根据毕业论文中出现的问题及毕业论文对学生的需求导向，来设定合理的教学目标。一篇合格的毕业论文从构思到最后完成，涉及到试验设计、数据分析、论文撰写等各个方面。要完成以上要求，学生至少需要具体以下几方面的内容：（1）试验设计能力。在已经选定研究课题或方向的前提下，能够利用自身能力和知识储备进行试验设计，选定合适的试验设计方法并进行试验。例如，食品试验设计中最佳配方和最优工艺的寻求，一般可以选用正交试验设计。（2）数据分析和处理能力。需要学生能够根据试验中得到的数据进行合理的分析，并对分析结果进行合理解释，得出试验结论。例如，正交试验设计试验结果，一般要进行直观分析寻求最优工艺和因素影响主次顺序，有时为了看影响的程度和差异的显著性，还要进一步进行方差分析。（3）图表制作和规范化呈现。一篇合格的毕业论文需具有完整的试验数据，但大量的试验数据不能毫无规律地堆砌，需按照论文格式要求进行表、图等规范处理[2]。图表是科技论文中的重要组成部分，是在数据分析和处理的基础上试验结果的简洁化和规范化呈现。图表可以将错综复杂的现象以简明扼要的形式呈现出来，使统计分析结果直观化。针对毕业论文对本科生的要求，结合教学大纲和实践经历，将教学目标设定如下：①对试验设计和分析方法重点要求掌握其原理；②在理解原理的基础上，通过实例锻炼学生的数据分析和处理能力；③对一些常用统计分析和作图软件，对学生进行重点培训，熟练其常用功能和用法。2.2强调图表制作规范。本科生毕业论文中图表不规范的情况较多，造成这种情况的原因：一是学生对科技论文图表绘制标准不熟悉；二是学生计算机绘图能力不熟练，处理后的图表不符合科技论文的规范。针对以上情况，“试验设计与数据处理”课程授课内容中有专门内容讲解图表表示方法的内容。通过这一部分内容的讲解能够将试验数据有条理、规范地组织在表格内；能够熟练掌握线图、散点图、条形图和柱状图、圆形图和环形图等常用二维图形的作图方法。另外，还讲解了计算机绘图软件在图表绘制中的应用。首先，通过图表制作规范的讲解，使学生明白科技论文中图表的规范表示方法。其次，通过软件实例操作和练习，使学生掌握计算机绘图的方法，从而减少图表制作中的不规范现象。通过调查表明，选修过该课程的学生，由于掌握了图表制作的基本规范和方法，在毕业论文写作中出现不符合科技论文写作要求的情况较少。2.3简化理论强调应用。“试验设计与数据处理”是一门以概率论、数理统计、计算机应用等为理论基础，结合专业知识和实践经验的一门应用型课程[3]，如果从统计基础讲起，包括较多的理论和公式，而且推演过程复杂，内容单调无味，学生理解困难。该课程应更侧重学生的应用能力。因此，在讲课过程中，应尽量将复杂原理简单化，能用软件计算的，学生只需掌握其原理即可；能结合实例讲解的，多结合实例讲解。例如，讲正交设计时、线性回归时，多辅以例子讲解，通过“例子→原理→例子”这样往复循环模式，通过应用掌握原理，在应用中理解原理。例如，讲正交设计内容时，多辅以提取等方面的例子来讲解，进而加深学生对理论的理解与应用。在正交设计这一部分内容授课时，如果涉及基本统计的计算方法，则内容复杂难懂。考虑到应用性的要求，对学生的首要要求是了解直观分析和方差分析的原理，通过软件能够熟练地进行正交设计和分析。学习完这部分内容后，学生能够针对食品中试验设计要求进行正交设计并进行正确分析，而对于复杂的统计计算方法，只要求学生了解其计算方法和基本原理即可。2.4增强软件应用能力。现在毕业论文中的数据处理和图表绘制多是以计算机软件实现的。“试验设计与数据处理”课程中大部分计算和设计内容利用Excel和SPSS即可实现。例如，正交设计的直观分析，了解其原理后，利用Excel即可实现，稍微对Excel再熟悉的人，甚至可以用Excel做成计算模板，反复应用。因此，在平时讲课和练习过程中，应注意学生对软件的熟练和操作能力。另外，要注意对计算机输出图形的修饰和应用，如Excel生成的图表，虽能满足要求，但直接放在论文中，美观性和规范性不够，需要进一步修饰和美化后才能应用。其次，对软件输出数据的整理，如SPSS输出的数据，小数点前面的0是没有，复制出来后需要补上。输出小数点位数也要根据实际要求进行取舍等。2.5丰富教学模式，提高学生兴趣。由于“试验设计与数据处理”课时设置均为理论授课，根据当前问题分析，可以丰富课程的教学模式，提高学生的兴趣：①增加课程学时，以安排多样化的教学环节；②增加上机学时，加强学生对软件的应用和实操能力；③丰富教学模式，由以“教”为主转向以“学”为主的教学模式，由专一教学模式转向多样化教学模式，提高学生的学习兴趣和积极性。2.6优化课程的评价体系和考核方式。首先，学生的评价不应仅仅通过考试，平时的练习、作业，甚至课堂的活跃度都可作为评价体系的组成部分。多元化的评价体系，可以全面反映学生的能力，对学生能力进行全面的评估。与评价体系相对应的是考核方式，传统的考核方式是以纸质试卷为主，重在理论和计算，辅以平时成绩。“试验设计与数据处理”是一门带有一定应用性的课程，应着重考核学生对知识的理解和应用能力，强调其综合能力的考核。其次，该课程为开卷考试，难易体现平时和计算机处理数据的能力。所以在考核方式上可以考虑增加平时作业、练习，甚至课堂表现；辅以计算机应用考核，通过计算机并结合具体软件，对给定事例进行处理，对软件输出结果进行整理和解读，重点考核学生通过计算机解决问题的能力。

3结语

“试验设计与数据处理”课程是食品类专业的一门重要的选修课。对于工科学生来说，是一门工具课，具有较强的实用性。结合课程教学实践，针对毕业论文中出现的问题，抛砖引玉，提出自己的一点浅见，希望能为其他院校更好地开展该课程提供一点经验和借鉴。

摘要：发动机原理是能源动力类专业的主要专业课程，本文结合“汽车发动机原理”专业课程，探讨了在通识教育模式下如何保证专业课教学质量的问题，强调了科研与教学之间不可或缺的相辅相成关系。在教学方法上由工程案例对比分析加深对基本原理的理解，加强讨论环节和实验课环节等以提高学生的学习兴趣。

关键词：通识教育；动机原理；教学改革；教学方法

通识教育是一种新颖的教育观念，通识教育是指“贯通之意”，即社会人可将多学科知识融会贯通，可运用多学科知识、开放性思维进行思考、合作、资料收集，进而获得问题的解决方案，并实现多文化、多学科间的交流与合作。近十年来，不少学校都经历过，或正在经历着课程改革，试图改变传统教育中以专业教育为主的模式，进而实现多学科教育、全面教育，培养具有综合素质的全面型人才。但是在探索的道路上，如何解决专业教育与通识教育之间的矛盾遇到了较多问题[1]。根据笔者多年教授的《汽车发动机原理》以及教学实施过程中的经验，在本文中初步探讨了本科专业课程教授过程中教学方法与教学内容的改革。

一、专业课程在通识教育模式中的改变

在我国高等院校中，《汽车发动机原理》在车辆工程、能源动力类、机械制造类、交通运输类等专业中占有重要位置。这门课程中对车用内燃机结构、燃烧方式、功热转化、性能改善、内燃机热力过程、排放物测定与控制等知识与专业技术进行了讲述。《发动机原理》对于培养具有良好基础知识、开阔思维、获得设计创新能力、深化工程实践认识的高素质人才具有重要意义。大力倡导通识教育的今天，教育工作者尤其是工科教育工作者经常产生难以解决的课程教育改革的问题[2，3]。这些问题可归纳如下几点：（1）课时减少。（2）学习内容明显增加。在专业课时不断压缩情况下，学习内容却显著增加，表现在三个方面，其一专业基础理论必须要学，且更加夯实；其二新工程技术不断涌现，国内外汽车技术，尤其是内燃机技术数年更新一代，教学内容不体现新技术，将被社会发展所淘汰；其三学生渴望学习新生事物，追求新技术，不局限与基础知识的掌握。（3）《汽车发动机原理》是一门多学科内容集合的课程。（4）《汽车发动机原理》教材更新慢。

二、教学与时俱进

摘要：景观生态学是风景园林专业本科学生的专业核心课程，也是实现我国生态文明建设各类实践的重要理论。以西华大学风景园林专业为例，通过对景观生态学课程“理论＋研究性实验”的教学改革实践，对风景园林专业本科的生态教育进行了一些探索。实践表明：以辨析学术论文类别、精读学术论文、论文写作3个步骤实施的研究性实验改革，启发了学生对科研的兴趣，锻炼了学生的研究性思维，激发了对课程内容学习的主动性，促进了与专业设计类课程的衔接。为景观生态学课程教学质量的提升提供参考。

关键词：风景园林；景观生态学；学术论文阅读；研究性实验

1引言

中国的风景园林学科是规划、设计、保护、建设和管理户外自然和人工境域的学科，是以协调人和自然关系为使命的综合的、交叉的学科［1］，有6个二级研究方向：风景园林历史与理论，园林与景观设计，地景规划与生态修复，风景园林遗产保护，风景园林植物应用，风景园林技术科学［2］，三大基础理论：空间与形态营造，景观生态，风景园林美学［2］。生态是现代风景园林教育的重要内容之一。景观生态学形成于20世纪70年代的欧洲［3］，为了应对与空间相关的用地及生态问题，以景观生态学为理论指导的景观生态规划自20世纪80年代后大量出现［4］。高校承担着人才培养和科学研究的双重任务，在生态文明建设的时代背景下，中国风景园林学科教育承担着为社会发展培养具备生态意识和生态素养专业人才的责任［3］。通过景观生态学课程学习，不仅可以对学生进行生态教育、增加其生态知识储备、使其深入理解生命体之间及它们与所属环境之间的关系，还可以作为生态规划应用的理论，满足生态文明建设的各类实践需要。西华大学于2012年开设了风景园林本科专业，在专业课程的建设中，参考建筑类院校的专业设置，景观生态学作为专业核心课程，在第6学期开课，有2个学分32学时，课程教学模式是“理论＋实验”的结构。本文通过文献研究法，对景观生态学教学现状和问题进行总结，从启发学生研究兴趣的角度出发，提出结合学术论文阅读的“理论＋研究性实验”的改革策略和途径，并通过教学组织应用进行实践，为改善风景园林本科的景观生态学教育培养体系和提高教学质量提供参考。

2景观生态学课程在非生态类专业的教学现状及问题

2．1教学模式适宜性

毕业论文答辩

计算机毕业论文，答辩过程：1

凡参加答辩的学生必须仪表整齐，口齿流畅简捷地介绍毕业设计（论文）的名称、来源、任务内容、可行性分析、方案论证及制定，设计过程、工作原理、试验情况、设计的难点、创新点、新颖性、应用价值及社会经济效益、结论等，重点要突出，答辩挂图必须用0号或1号标准图纸。时间为15分钟。以上材料最好要制作Powerpoint幻灯片在多媒体教室进行答辩。

答辩过程：2

根据上述介绍进行实际操作演示（含有硬件系统，不能在现场进行实际演示的课题，各答辩组可另行安排；校外课题不能演示的必须持有单位应用证明或验收报告等材料）。

答辩过程：3

学术论文或称为学术论文，简称为论文。凡以科学、技术为内容，运用概念、判断、证明和反驳等逻辑思维手段，进行分析、阐明自然科学的原理、定律和科学技术研究中的各种问题及成果的文章，都属于学术论文的范畴。

学术论文是一种具创新性的科学研究成果的记录，是进行成果推广和交流的手段也是考核科技人员业务能力和学术水平的重要指标。它是人类知识宝库的基本单元，或为人类精神财富的一部份，并能为科学界有效地利用，对经济建设和社会进步起推动作用。

一、学术论文的分类

学术论文包括学位论文。学位论文是学位申请者为申请学位而提出的论文。这种论文是考核申请者能否授予学位的重要依据，可分为学士论文、硕士论文及博士论文等三种，其水平由浅而深。学士要求达到具有从事科学研究或担负专业技术工作的初步能力；硕士要求达到具有独立从事科学研究工作的初步能力；博士则要求达到具有独立从事科学研究工作的能力和在科学或专门技术上做出创造性的成果。由字数来看，学士论文约一万字，硕士论文约五万字，博士论文则在五万字以上，有时多达十至廿万字。兹分述如下：(一)学士论文大学本科毕业生运用在校期间学得的基础理论和专业知识，进行分析、解决某一不太复杂的科研课题所写的毕业论文，顺利通过签辨者，均可授予学士学位。其条件如下：

1.能够较好地掌握本门学科的基础理论、专门知识和基本技能。

2.具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力。

［摘要］针对大连海洋大学信息工程学院通信工程专业，以适应国家建设海洋强国的战略部署和辽宁省经济社会发展的新需求，增强办学定位和人才培养目标与国家和区域经济社会发展需求的适应度为目标，从人才培养目标、课程体系的改革与优化，实践环节等方面对涉海的通信工程专业人才培养模式进行了探索与实践。

［关键词］通信工程；培养模式；课程体系；实践环节

0引言

大连海洋大学是我国北方地区唯一的一所以海洋和水产学科为特色，多学科协调发展的涉海高等院校，为振兴辽宁老工业基地，适应辽宁省及全国沿海省市对海洋渔业通信工程发展的需要，发展区域经济，满足我国和全省经济建设对海洋渔业通信工程专业人才的需求，大力发展信息产业建设，通信工程专业自2003年开始招生。在开办的这十二年时间里，我们下大力气，狠抓专业建设规范，注重教学质量。随着本专业师资力量的逐步增强，我们对本专业的发展现状、发展规律的深入研究把握，对专业定位的认识逐步统一，大连海洋大学通信工程专业的特色目标和人才培养目标逐步清晰明确。

1培养目标

大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发，合理配置学校的教学资源，在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心，立足辽宁，面向黄、渤海，辐射全国，为区域经济建设服务，为国家水产和海洋事业服务，致力于培养德、智、体、美全面发展，知识面宽，基础扎实，综合素质高，具有创新精神和实践能力，敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力，结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求，加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上，经多方调研，结合本校实际，制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标：以培养德、智、体、美全面发展，熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法，并具备电子和计算机技术等方面知识，具有较强的工程实践能力，能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的，具有海洋、渔业科学背景的人才。

20世纪80年代以来，计算机已经成为各个材料领域研究专家的必备工具，并且随着计算机技术和算法的发展，计算模拟方法也已经成为材料研究新的重要手段．计算模拟技术以物理学、化学等相关的基本理论为基础，在计算机模拟环境下对宏观、介观以及微观的不同尺度的材料进行多层次的模拟研究，计算材料的力学、热学、光学、电学和磁学等多方面的物理性质，并进一步探求这些材料的组分、结构和功能之间的本质规律和内在联系，为实验制备新材料提供理论支持，变盲目的材料合成为针对材料性能的某类特定需求来主动地、有意识地设计材料的结构．计算模拟在材料科学中的作用已经不仅仅停留在计算机辅助和数据处理上，人们已经认识到计算模拟已经与实验、理论研究一样能够发现新的科学现象、新的科学概念，从而计算模拟已经成为第三条科学发现的途径．因此，现代材料科学已经不再是单纯的实验科学，计算模拟方法已成为与理论研究和实验方法同样重要的研究手段，实验、理论和计算成为材料研究的3大支柱[4]．而且随着计算材料科学的进一步发展，计算模拟方法在未来的材料研究中将显示出越来越大的应用潜力．因此，了解和掌握材料计算和模拟的基本知识已成为现代材料研究工作者必备的技能之一．

材料的计算模拟方法介绍

材料的计算模拟研究是近年来飞速发展的一门新兴学科和交叉学科．它综合凝聚态物理学、理论化学、材料物理学和计算机算法等多个相关学科．它的目的是利用现代高速计算机，模拟材料的各种物理化学性质，深入理解材料从微观到宏观多个尺度的各类现象与性能，并对材料的结构和物性进行理论预言，从而达到设计和开发新材料的目的．材料的多尺度计算模拟方法主要有以下几种:

(1)第一性原理计算方法(First－principlesMethods)基于密度泛函理论的第一性原理计算方法是目前研究微观电子结构最主要的理论方法．第一性原理计算方法只用到普朗克常数(h)，玻尔兹曼常数(kB)，光速(c)，电子静态质量(m0)和电子电荷电量(e)这5个基本物理变量和研究体系的基本结构．从量子力学出发，通过数值求解薛定谔方程，计算材料的物理性质．在密度泛函理论，局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)框架下的计算已广泛应用于第一性原理的电子结构研究中，并已经取得很大的成功．结合一些能带结构计算的方法，对于半导体和一些金属基态性质，如晶格常数，晶体结合能，晶体力学性质都能够给出与实验符合得很好的结果，同时能够比较精确地描述很多体系的电子结构(如能带结构、电子态密度、电荷密度、差分电荷密度和键布局等)、光学性质(介电函数、复折射率、光吸收系数、反射光谱及光电导等)和磁性质，从微观理论角度分析和揭示材料物理性质的起源，使实验者主动对材料进行结构和功能的控制，以便按照需求制备新材料．

(2)分子动力学方法(MolecularDynamicsMethods)分子动力学是一种确定性方法，是按照该体系内部的内禀动力学规律来确定位形的转变，跟踪系统中每个粒子的个体运动，然后根据统计物理规律，给出微观量(分子的坐标、速度)与宏观可观测量(压力、温度、比热容、弹性模量等)的关系来研究材料性能的一种方法[5]．分子动力学方法首先需要建立系统内一组分子的运动方程，通过求解所有分子的运动方程，来研究该体系与微观量相关的基本过程．对于这种多体问题的严格求解，需要建立并求解体系的薛定谔方程．根据波恩－奥本海默近似，将电子的运动与原子核的运动分开来处理，电子的运动利用量子力学的方法处理，而原子核的运动则使用经典动力学方法处理．此时原子核的运动满足经典力学规律，用牛顿定律来描述，这对于大多数材料来说是一个很好的近似．只有处理一些较轻的原子和分子的平动、转动或振动频率γ满足hγ＞kBT时，才需要考虑量子效应．

(3)蒙特卡洛方法(MonteCarloMethods)蒙特卡洛方法是在简单的理论准则基础上(如简单的物质与物质或者物质与环境相互作用)，采用反复随机抽样的手段，解决复杂系统的问题．该方法采用随机抽样的手法，可以模拟对象的概率与统计的问题．通过设计适当的概率模型，该方法还可以解决确定性问题，如定积分等．随着计算机的迅速发展，蒙特卡洛方法已在材料、固体物理、应用物理、化学等领域得到广泛的应用[6]．蒙特卡洛方法可以通过随机抽样的方法模拟材料构成基本粒子原子和分子的状态，省去量子力学和分子动力学的复杂计算，可以模拟很大的体系．结合统计物理的方法，蒙特卡洛方法能够建立基本粒子的状态与材料宏观性能的关系，是研究材料性能及其影响因素的本质的重要手段．