《计算方法》课程教学大纲（智能制造工程专业）.doc

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《计算方法》课程教学大纲

一、课程简介

课程中文名

计算方法

课程英文名

ComputationalMethods

双语授课

□是?否

课程代码课程学分

2

总学时数

32

课程类别

□通识教育课程

□公共基础课程

?专业教育课程

□综合实践课程

□教师教育课程

课程性质

￡必修

?选修

□其他

课程形态

□线上

?线下

￡线上线下混合式

□社会实践

?虚拟仿真实验教学

考核方式

?闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告

?课堂表现?阶段性测试?平时作业□其他（可多选）

开课学院

数学与统计学院

开课

系(教研室)

数学系

面向专业

智能制造工程，机械设计制造及其自动化

开课学期

第5学期/第4学期

先修课程

计算机基础，高等数学，线性代数

后续课程

控制工程基础，可编程控制器原理及应用等

选用教材

黄云清.数值计算方法.北京:科学出版社,2019.

参考书目

孙文瑜，杜其奎，陈金如编.《计算方法》.北京：科学出版社，2007.3.

易大义，沈云宝，李有法编.《计算方法(第2版)》.杭州：浙江大学出版社，2002.6

术洪亮，张静编.《工程数学.计算方法(第2版)》.北京：高等教育出版社，2016.1

课程资源

课程简介

《计算方法》面向本科三年级学生开设，2个学分，课堂总学时32。该课程是一门理论与实践高度结合的学科，通过本课程的学习，使学生掌握计算机上常用的计算方法和原理，能够针对实际问题正确选择和使用适当的数值算法，并能对数值结果作必要的分析;使学生掌握数值计算理论知识和计算机常用的数值计算方法，通过系统学习养成良好的算法设计思想，学会结合专业的实际，具备设计相应的算法的能力。为提高学生的科学计算能力打下良好的基础。

二、课程目标

表1课程目标

序号

具体课程目标

课程目标1

通过计算方法的学习，让学生掌握数值计算理论知识和计算机常用的数值计算方法【毕业要求1.1】

课程目标2

养成良好的算法设计思想,具备结合专业实际设计相应算法的能力【毕业要求1.1】

课程目标3

具有熟练的计算能力以及对常用数值计算方法有初步认识，使学生初步会用计算方法的理论和分析方法，解决一些简单的实际问题，为后续学业深造时能够独立进行科学研究打下坚实的基础。【毕业要求4.1】

表2-1课程目标与毕业要求对应关系

毕业要求

指标点

课程目标

毕业要求1：工程知识【H】

指标点1.1：掌握解决智能制造工程问题所需的数学和自然科学知识，并能够应用。

课程目标1，2

毕业要求2：研究【M】

指标点4.1：能够基于科学原理对智能制造工程相关的物理化学现象、材料特性进行研究和实验分析。

课程目标3

三、课程学习内容与方法

（一）理论学习内容及要求

表3-1课程目标、学习内容和教学方法对应关系

序号

课程模块

学习内容

学习任务

课程目标

学习重点难点

教学方法

学时

1

误差分析

1.误差来源和分析

1.个人作业：基本算法实现的练习

课程目标1

重点：

1.误差来源和分析

2.误差传播

难点：

3.数值计算中的基本原则

讲授法：能够引导学生理解计算方法基本原则

4

2.误差传播

课程目标1/3

3.数值计算中的基本原则

课程目标1/2/3

2

解线性方程组的迭代法

1.基本迭代法

1.个人作业：迭代法的相关练习

课程目标1

重点：

1.基本迭代法

2.应用实验

难点：

3.迭代法的收敛性

1.讲授法：能够给学生分析迭代法的过程和思想

2.案例演示：通过案例演示迭代的基本过程

6

2.迭代法的收敛性

课程目标1/3

3.应用实验

课程目标2

3

插值法

1.多项式插值

1.个人作业：插值法演练

课程目标1/3

重点：

1.多项式插值

2.拉格朗日插值

难点：

3.三次样条插值

1.讲授法：能够给学生分析插值法的过程和思想

2.案例演示：通过案例演示插值的基本过程

10

2.拉格朗日插值

课程目标1/3

3.三次样条插值

课程目标1/3

4

函数逼近与计算

1.一致逼近多项式

1.个人作业：函数逼近方法演练

课程目标1/3

重点：

1.一致逼近多项式

2.正交多项式与平方逼近

难点：

3.正交多项式与平方逼近

1.讲授法：能够给学生分析函数逼近的过程和思想

2.案例演示：通过案例演示函数逼近的基本过程

8

2.正交多项式与平方逼近

课程目标1/3

3.应用实验

课程目标2

5

数值积分与数值微分

1.Newton-Cotes公式

1.个人作业：数值积分和微分演练

课程目标1/2/3

重点：

1.Newton-Cotes公式

2.复合求