《数值计算软件实验》教学大纲.doc

PAGE 1 数值计算软件实验教学大纲 一、实验基本信息 课程编号：201411216 中文名称：数值计算软件 英文名称：Mathematical Software 课程性质：专业实践环节 面向专业：数学与应用数学 开设学期：5 课程总学时：32 实验学时：16 是否独立设课：否 二、实验目的和任务 利用计算机编制各种数值程序是本科数学专业学生最感到头痛的问题之一，传统的方法一般是使用C、C++等语言编制各种数值计算程序，但它们不可能提供像MATHEMATICA，MATLAB等数学软件中所具备的各种类型的数学处理及数值计算函数。因此，利用传统语言编制数值计算程序，首先加大了程序设计的难度，其次，通用的程序设计语言也不可能提供某些特殊数学问题所要求的精度。本门课程的教学目的是使学生能够使用数学软件编制数值计算及数学符号演算程序，提高学生利用计算机处理数学问题、解决数学问题的能力。 在学完本门课程之后，要求学生能够熟练使用功能强大的数学软件包例如MATHEMATICA编制各种数值计算及符号演算程序。 三、实验教学基本要求 主要通过上机实习，使学生初步学会通过计算机，利用数学软件包去解决数学问题，培养了学生的动手能力，使得学生在大学期间所学到的数学知识可以学以致用，培养适应21世纪的高素质人才。实验教学的基本要求如下： 1．了解科学绘图软件、优化计算软件、数据回归计算软件、统计软件的功能及使用方法，熟悉通用数学计算软件mathematica的使用方法。 2. 能够使用数学软件包进行符号数学运算、数值计算、图形绘制等。 3. 能够使用数学软件包编写数值计算程序。 四、实验项目基本情况 数值计算软件课程共计32学时，实验学时与课堂教学学时均为16学时。其中，16学时的课堂学时，除了对数学软件包MATLAB、MathCad等做简单介绍之外，主要讲授数学软件包mathematica的基本操作命令，mathematica的语法结构，mathematica在符号数学计算上的应用，mathematica在数值方法中的应用，mathematica绘图，mathematica的程序设计方法。 上机实验主要是配合课堂教学，让学生通过上机操作，熟悉mathematica的使用方法，训练学生的动手能力，具体情况如下： 序号 实验项目名称 实验学时 内容提要 实验类型 实验要求 1 Mathematica的集成环境与基本操作命令 2 让学生通过上机熟悉数学软件包mathematica的使用方法 基本型 必做 2 Mathematica的表达式及其运算规则 2 通过上机操作，了解并熟悉数学软件包mathematica的语法结构 基本型 必做 3 Mathematica中的符号数学运算方法 3 通过上机操作，使学生能够使用mathematica，进行代数学、微积分学等方面的符号数学运算。 综合设计型 必做 4 Mathematica中的数值计算方法 3 通过上机操作，使学生熟悉mathematica中数值方法方面的相关命令。 基本型 必做 5 Mathematica中的函数图形绘制方法 3 能够使用mathematica，绘制各种函数图像，例如平面曲线、空间曲线、空间曲面等等 综合设计型 必做 6 Mathematica中的程序设计方法 3 通过上机，使学生能够使用mathematica编写程序 综合设计型 必做 五、实验教材（指导书）或网络资源 张晓威.数学软件包使用指南.哈尔滨工程大学教务处，2001年. 沈继红，张晓威等.数学建模.清华大学出版社，2011年. 沈继红，张晓威等.数学建模.哈尔滨工程大学出版社，1996年. 六、考核方式 学生交上机作业，实验成绩占总成绩的15%。 撰写人签字： 院（系）教学院长（主任）