《計算方法》課程教學(xué)大綱（機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)）

《計算方法》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名計算方法課程英文名ComputationalMethods雙語授課□是否課程代碼06111078課程學(xué)分2總學(xué)時數(shù)32課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)￡必修?選修□其他課程形態(tài)□線上?線下￡線上線下混合式□社會實踐?虛擬仿真實驗教學(xué)考核方式閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告課堂表現(xiàn)階段性測試平時作業(yè)□其他（可多選）開課學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院開課系(教研室)數(shù)學(xué)系面向?qū)I(yè)智能制造工程，機械設(shè)計制造及其自動化開課學(xué)期第5學(xué)期/第4學(xué)期先修課程計算機基礎(chǔ)，高等數(shù)學(xué)，線性代數(shù)后續(xù)課程控制工程基礎(chǔ)，可編程控制器原理及應(yīng)用等選用教材黃云清.數(shù)值計算方法.北京:科學(xué)出版社,2019.參考書目孫文瑜，杜其奎，陳金如編.《計算方法》.北京：科學(xué)出版社，2007.3.易大義，沈云寶，李有法編.《計算方法(第2版)》.杭州：浙江大學(xué)出版社，2002.6術(shù)洪亮，張靜編.《工程數(shù)學(xué).計算方法(第2版)》.北京：高等教育出版社，2016.1課程資源課程簡介《計算方法》面向本科三年級學(xué)生開設(shè)，2個學(xué)分，課堂總學(xué)時32。該課程是一門理論與實踐高度結(jié)合的學(xué)科，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握計算機上常用的計算方法和原理，能夠針對實際問題正確選擇和使用適當(dāng)?shù)臄?shù)值算法，并能對數(shù)值結(jié)果作必要的分析;使學(xué)生掌握數(shù)值計算理論知識和計算機常用的數(shù)值計算方法，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)養(yǎng)成良好的算法設(shè)計思想，學(xué)會結(jié)合專業(yè)的實際，具備設(shè)計相應(yīng)的算法的能力。為提高學(xué)生的科學(xué)計算能力打下良好的基礎(chǔ)。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1通過計算方法的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生掌握數(shù)值計算理論知識和計算機常用的數(shù)值計算方法【畢業(yè)要求1.1】課程目標2養(yǎng)成良好的算法設(shè)計思想,具備結(jié)合專業(yè)實際設(shè)計相應(yīng)算法的能力【畢業(yè)要求1.1】課程目標3具有熟練的計算能力以及對常用數(shù)值計算方法有初步認識，使學(xué)生初步會用計算方法的理論和分析方法，解決一些簡單的實際問題，為后續(xù)學(xué)業(yè)深造時能夠獨立進行科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)?！井厴I(yè)要求4.1】表2-1課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：工程知識【H】指標點1.1：掌握解決智能制造工程問題所需的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)知識，并能夠應(yīng)用。課程目標1，2畢業(yè)要求2：研究【M】指標點4.1：能夠基于科學(xué)原理對智能制造工程相關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象、材料特性進行研究和實驗分析。課程目標3三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3-1課程目標、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標學(xué)習(xí)重點難點教學(xué)方法學(xué)時1誤差分析1.誤差來源和分析1.個人作業(yè)：基本算法實現(xiàn)的練習(xí)課程目標1重點：1.誤差來源和分析2.誤差傳播難點：3.數(shù)值計算中的基本原則講授法：能夠引導(dǎo)學(xué)生理解計算方法基本原則42.誤差傳播課程目標1/33.數(shù)值計算中的基本原則課程目標1/2/32解線性方程組的迭代法1.基本迭代法1.個人作業(yè)：迭代法的相關(guān)練習(xí)課程目標1重點：1.基本迭代法2.應(yīng)用實驗難點：3.迭代法的收斂性1.講授法：能夠給學(xué)生分析迭代法的過程和思想2.案例演示：通過案例演示迭代的基本過程62.迭代法的收斂性課程目標1/33.應(yīng)用實驗課程目標23插值法1.多項式插值1.個人作業(yè)：插值法演練課程目標1/3重點：1.多項式插值2.拉格朗日插值難點：3.三次樣條插值1.講授法：能夠給學(xué)生分析插值法的過程和思想2.案例演示：通過案例演示插值的基本過程102.拉格朗日插值課程目標1/33.三次樣條插值課程目標1/34函數(shù)逼近與計算1.一致逼近多項式1.個人作業(yè)：函數(shù)逼近方法演練課程目標1/3重點：1.一致逼近多項式2.正交多項式與平方逼近難點：3.正交多項式與平方逼近1.講授法：能夠給學(xué)生分析函數(shù)逼近的過程和思想2.案例演示：通過案例演示函數(shù)逼近的基本過程82.正交多項式與平方逼近課程目標1/33.應(yīng)用實驗課程目標25數(shù)值積分與數(shù)值微分1.Newton-Cotes公式1.個人作業(yè)：數(shù)值積分和微分演練課程目標1/2/3重點：1.Newton-Cotes公式2.復(fù)合求積公式難點：3.數(shù)值微分1.講授法：能夠給學(xué)生分析數(shù)值積分和微分的基本思想42.復(fù)合求積公式課程目標1/2/33.數(shù)值微分課程目標1/2/3四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.誤差來源和分析誤差分析35%1.平時作業(yè)2.階段性測試3.閉卷考試2.誤差傳播誤差分析3.數(shù)值計算中的基本原則誤差分析4.基本迭代法解線性方程組的迭代法5.迭代法的收斂性解線性方程組的迭代法6.多項式插值插值法7.拉格朗日插值插值法8.三次樣條插值插值法9.一致逼近多項式函數(shù)逼近與計算10.正交多項式與平方逼近函數(shù)逼近與計算11.Newton-Cotes公式數(shù)值積分與數(shù)值微分12.復(fù)合求積公式數(shù)值積分與數(shù)值微分13.數(shù)值微分數(shù)值積分與數(shù)值微分課程目標21.數(shù)值計算中的基本原則誤差分析35%1.平時作業(yè)2.階段性測試3.閉卷考試2.應(yīng)用實驗解線性方程組的迭代法3.應(yīng)用實驗函數(shù)逼近與計算1.Newton-Cotes公式數(shù)值積分與數(shù)值微分2.復(fù)合求積公式數(shù)值積分與數(shù)值微分3.數(shù)值微分數(shù)值積分與數(shù)值微分課程目標31.誤差傳播誤差分析30%1.平時作業(yè)2.階段性測試3.閉卷考試4.課堂表現(xiàn)2.數(shù)值計算中的基本原則誤差分析3.迭代法的收斂性解線性方程組的迭代法4.多項式插值插值法5.拉格朗日插值插值法6.三次樣條插值插值法7.一致逼近多項式函數(shù)逼近與計算8.正交多項式與平方逼近函數(shù)逼近與計算9.Newton-Cotes公式數(shù)值積分與數(shù)值微分10.復(fù)合求積公式數(shù)值積分與數(shù)值微分11.數(shù)值微分數(shù)值積分與數(shù)值微分表4-2課程目標與考核方式矩陣關(guān)系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例50%階段性測驗成績比例20%平時作業(yè)成績比例20%課堂表現(xiàn)成績比例10%課程目標140%30%40%10%35%=50%*40%+20%*30%+20%*40%+10%*10%課程目標240%40%30%10%35%=50%*40%+20%*40%+20%*30%+10%*10%課程目標320%30%30%80%30%=50%*20%+20%*30%+20%*30%+10%*80%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學(xué)生出勤、課堂問答以及其他課堂互動情況，給出一個百分制的分數(shù)。（2）平時作業(yè)完成情況（40%）：根據(jù)課程教學(xué)過程和目標，給學(xué)生布置拓展閱讀、課后練習(xí)、小組作業(yè)和個人作業(yè)，根據(jù)學(xué)生在這些課后任務(wù)中的表現(xiàn)，給出一個百分制分數(shù)。（3）階段性測驗（40%）：根據(jù)課堂教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，以知識模塊或者固定時間節(jié)點，進行教學(xué)內(nèi)容的階段性測試，有明確答案和評分標準，按標準評定百分制成績。2.期末成績評定期末考試采用閉卷考試形式，主要考查學(xué)生對于本課程講授的基本概念、基本方法的掌握情況，有明確的答案和評分標準。3.總成績評定總成績由平時考核成績和期末考核成績構(gòu)成，比例分配為：總成績（100%）=平時成績（50%）+期末成績（50%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)未出現(xiàn)缺勤；課堂測驗、回答問題正確，且能進行解釋；提問、討論發(fā)言觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新。未出現(xiàn)缺勤；課堂測驗、回答問題正確，不能進行完整正確的解釋；提問、討論發(fā)言觀點基本正確，問題比較有深度、有創(chuàng)新。出現(xiàn)課堂缺勤少于等于1次；課堂測驗、回答問題部分正確，不能進行合理解釋；提問、討論發(fā)言觀點部分正確，問題沒有深度、沒有創(chuàng)新。出現(xiàn)課堂缺勤少于等于2次；課堂測驗、回答問題部分正確，不能進行合理解釋；提問、討論發(fā)言觀點部分正確，問題有沒有深度、沒有創(chuàng)新。出現(xiàn)課堂缺勤超過兩次。平時作業(yè)完成情況答案正確率超過85%，書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正。作業(yè)正確率70%以上，書寫比較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正作業(yè)正確率50%以上。書寫比較規(guī)范，或有少量（少于30%）