《科學計算課程設(shè)計》教學大綱課程英文名ScienceCalculationCourseDesign課程代碼J0701Z50學分2總學時2周課程類別集中實踐環(huán)節(jié)先修課程計算物理基礎(chǔ)課程性質(zhì)必修適用專業(yè)應(yīng)用物理學、聲學開課學院理學院執(zhí)筆人審定人制定時間2022年03月注：課程性質(zhì)是指必修八限選/任選。一、課程地位與目標（一）課程地位本課程是應(yīng)用物理學和聲學專業(yè)本科生的集中實踐環(huán)節(jié)。它的任務(wù)是培養(yǎng)學生的計算機求解科學與工程問題的能力，也就是應(yīng)用常用計算機數(shù)值方法處理已獲得的數(shù)據(jù)，給出符合要求的結(jié)果，完成測試或控制對象的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。通過實踐實習，使學生掌握基本的數(shù)值計算方法，學會選擇合適的計算方法，解決科學和工程問題中的具體問題。（二）課程目標.要求學生了解科學計算在科學和工程中的地位和作用，科學計算的全過程及其特點.使學生掌握基本的數(shù)值計算方法，學會選擇合適的計算方法，解決科學和工程問題中的具體問題。二、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1畢業(yè)要求2畢業(yè)要求…課程目標1HLM課程目標2HHM三、設(shè)計選題及任務(wù)要求

序號參考選題任務(wù)與要求1插值法處理數(shù)據(jù)使用拉格朗日插值法、牛頓插值法處理數(shù)據(jù)，設(shè)計題目并通過自編程序給出數(shù)值計算結(jié)果，分析誤差2最小二乘法和回歸分析使用最小二乘法處理數(shù)據(jù)，進行回歸分析并分析誤差3數(shù)值積分使用復(fù)化梯形公式和逐步梯形法計算定積分，設(shè)計題目并通過自編程序給出積分結(jié)果，估計誤差4非線性方程的求解學會使用對分法、迭代法求解常微分方程，設(shè)計題目并通過自編程序求解常微分方程，給出計算精度5線性方程組的解法學會使用高斯消去法求解線性方程組，設(shè)計題目并通過自編程序給出線性方程組的解6常微分方程的初值問題采用歐拉法和改進歐拉法求解常微分方程的初值問題，設(shè)計題目并通過自編程序給出計算結(jié)果，分析計算精度7有限差分法采用有限差分法求解偏微分方程，設(shè)計題目并通過自編程序給出計算結(jié)果，分析計算精度8MonteCarlo方法應(yīng)用學習MonteCarlo方法的計算原理，米用該方法處理實際問題9分形理論的數(shù)值計算通過自編程序生成分形圖像10數(shù)值計算綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用數(shù)值算法求解實際問題，自編程序數(shù)值計算，將計算結(jié)果繪制圖像注：學生可任選其中一個題目進行設(shè)計。四、課程設(shè)計的主要進程與時間安排序號主要進程教學內(nèi)容時間分配1基本算法演練插值法處理數(shù)據(jù)、最小二乘法和回歸分析第1天2基本算法演練數(shù)值積分、非線性方程的求解、線性方程組的解法第2天3基本算法演練常微分方程的初值問題、有限差分法第3天4綜合運用MonteCarlo方法應(yīng)用、分形理論的數(shù)值計算、數(shù)值計算綜合應(yīng)用等第5天注：進程安排的最少時間為0.5天。五、課程考核與成績評定考核類別考查考核形式論文成績評定個人基本算法練習（60%）、團隊綜合應(yīng)用（40%）成績登記方式百分制六、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1.《科學計算課程設(shè)計指導書》一自編講義（-）主要參考書：.《計算方法》，何滿喜、曹飛龍編著，科學出版社，2011.《計算物理學》，馬文漁，科學出版社，2005.《計算方法》，鄭咸義，華南理工