1023D00012-计算物理与MATLAB程序设计上机-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《计算物理与MATLAB程序设计上机》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1023D00012

开课单位

物理科学与技术学院

课程名称

（中文）计算物理与MATLAB程序设计上机

（英文）ExperimentofComputationalPhysicsandMATLABProgramming

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

1

课程学时

34

课程类别

学科基础课程(学科核心课)

先修课程

大学计算机、高等数学、线性代数、C语言、数学物理方法

适用专业（类）

物理学类

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《计算物理与MATLAB程序设计上机》课程是为物理类专业本科生开设的一门学科基础课程。当前在自然科学研究中，利用计算机进行数据计算和画图发挥着重要作用,已成为继实验研究和理论研究之外的第三种不可或缺的研究手段。MATLAB是迄今为止功能最强大的数学类科技应用软件之一，广泛的应用于物理计算、工程计算、图形图像绘制、信号处理与通讯、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB可以进行矩阵运算、函数绘制、数据处理、图形模拟，甚至实现新算法、创建个性用户界面、连接其他编程语言的程序等，是利用计算机求解各类数学、物理以及工程问题的一种高效数学建模仿真工具。对理工科类本科生来说，掌握MATLAB已成为一种必要的技能，将在其后续的学习和研究工作中起到事半功倍的效果。

本课程旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生熟悉MATLAB的基本环境，掌握操作要旨、编程精要，实现数值计算、计算结果可视化等。通过本课程的学习，使学生具备应用MATLAB软件来解决课堂学习、实验实践当中遇到的各类数学、物理以及工程问题的基本能力，为后续课程设计、毕业设计中涉及到的数据处理、图表绘制、计算仿真等打下良好的技能基础。

（二）教学目标

通过本课程，学生将掌握物理问题中常用的数值计算方法以及MATLAB数据处理基本操作要旨和编程方法，具备利用计算机分析问题和解决问题的基本能力。

课程目标1：本课程结合典型物理问题，有选择地介绍若干主要数值方法和软件应用，使学生掌握MATLAB基本操作要旨，熟悉符号计算、数值计算和计算结果的可视化；熟练使用MATLAB语言编写整洁、高效、规范的程序。

课程目标2：通过课前预习、课堂听讲、课后复习、作业完成及上机实际操作等环节过程的实施，培养学生自主学习和利用计算机辅助分析和解决各类数学、物理、工程问题的综合能力。

课程目标3：应用知识的能力：具有综合应用知识、解决问题的基本能力、实验和工程实践能力、计算机及信息技术应用能力。

课程目标4：具备良好的心理素质，全球意识和团队协作精神以及表达沟通能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

1-1：专业知识：比较系统地、完整地、扎实地掌握物理学的基本理论与基本实验方法，具有科学的世界观；具备本专业所需的数学基础知识；具有较宽的知识面，对近代物理学和物理学的新发展在高技术和生产中的应用，以及与物理学相关学科和技术的新发展有所了解。（物理）

1-1：专业知识：具有科学的世界观，较系统和完整地掌握物理学的基本理论、基本知识和基本技能以及所需的数学、计算机、电工电子学等方面的基础知识。对物理学相关专业方向前沿、发展动态、应用前景有所了解。（应物）

课程目标1

2-2：应用知识能力：具有综合应用知识解决问题的能力、实验能力、计算机及信息技术应用能力、团队协作能力。（物理）

2-2：应用知识的能力：具有综合应用知识、解决问题的基本能力、实验和工程实践能力、计算机及信息技术应用能力。（应物）

课程目标2

课程目标3

2-4：表达能力：具有较好的书面和口头表达能力，具备撰写学术论文，参与学术交流的能力，应用外语的交流能力，向社会公众传播科学普及知识的能力。（物理）

2-4：组织管理能力：具有技术管理能力、较好的书面和表达能力、与人沟通协调能力和活动策划能力。（应物）

课程目标3

3-2：人文素质：具有文化素养、艺术素养、现代意识、全球意识、团队精神。（物理）（应物）

课程目标3

课程目标4

3-4：身心素质：具有良好的身体素质和心理素质。（物理）

3-3：身心素质：具有良好的身体素质和心理素质。（应物）

课程目标4

四、教学方式与方法

讲解式：对课程每一章的基本数值方法和编程思路，以教师讲解为主，对内容进行总结、归纳，对所讲算法优缺点归类比较，使学生系统掌握课本所学内容的编程方法并通过上机实践完成。

实践式：学生自主完成数学建模、算法设计、编写程序、上机求解、结果分析的全过程。在这一过程中，学生自己动手动脑，在学习知识的同时也培养