《科学计算方法与MATLAB实训》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《科学计算方法与MATLAB实训》课程教学大纲（实践课程）一、课程基本信息课程号1523D03013开课单位质量技术监督学院课程名称科学计算方法与MATLAB实训ScientificComputationMethodandMATLABTraining课程性质必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）适用专业（类）安全工程二、课程描述及目标（一）课程简介《科学计算方法与MATLAB实训》课程是安全工程专业的一门学科基础课程（学科核心课），旨在锻炼学生的数学建模、分析能力等所需的基础知识和基本能力，要求学生熟悉软件操作、软件库函数、常用的工具箱，通过具体操作，使学生掌握MATLAB软件基本编程方法，熟练运用常用MATLAB工具箱函数，能够综合数学知识与MATLAB编程实现综合性实际问题的编程，以达到培养学生综合实践能力。本课程主要涉及程序设计、符号运算、数值运算、三维绘图等基础理论。本课程主要包括认识MATLAB、MATLAB图形设计、仿真和实训等项目。（二）教学目标通过本课程的学习，学生要掌握MATLAB的各种功能，掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能，并能够熟练地将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题。课程目标1：掌握MATLAB基本编程方法、规范和常用的工具箱函数。课程目标2：能够利用MATLAB进行相关工程问题的基本编程，并解决相关工程实践中的数学计算问题。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标教学过程（达成途径）5使用现代工具：能够针对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；5-1现代工具选择能力：了解现代工程工具和信息技术工具等的适用范围及特点，针对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题，能够合理选择现代工程技术工具和信息技术工具等。课程目标1：掌握MATLAB基本编程方法、规范和常用的工具箱函数。理论授课：包括概念部分、基本操作和典型应用等方面。上机实训：通过具体实践操作，锻炼学生能够解决工程实际中问题的能力。5使用现代工具：能够针对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性；5-2现代工具使用能力：能够选择、使用或开发与安全工程专业相关的现代工程技术工具和信息资源，能对安全工程特别是特种设备安全及检验检测等相关领域的复杂工程问题进行分析、预测与模拟，并理解其局限性。课程目标2：能够利用MATLAB进行相关工程问题的基本编程，并解决相关工程实践中的数学计算问题。理论授课：包括概念部分、基本操作和典型应用等方面。上机实训：通过具体实践操作，锻炼学生能够解决工程实际中问题的能力，。四、教学方式与方法采用成果导向的教育理念，根据《科学计算方法与MATLAB实训》课程与工程应用结合紧密和实践性强的特点，采用课堂讲解及上机实训结合的教学方式与方法，使学生能够将理论转化为实践，提高应用数学知识和计算机解决实际问题的能力，并加深对所学知识的认识与理解。（一）课堂讲解：包括概念部分、基本操作和典型应用等方面。（二）上机实训：通过具体的实践操作，完成上机实训的教学环节训练，增强学生的创造力，锻炼学生能够解决工程实际中问题的能力，为后续课程的学习和今后的工作奠定良好的基础。在教学与实训过程中，引导学生进行研究性学习、探究性学习和协作学习，并坚持以学为中心的教学理念，注重工程基础知识教育和创新精神培养相结合；注重教师主导作用和学生主动学习相结合。五、实践内容、基本要求与学时分配序号实践内容基本要求学时方式对应课程目标1认识MATLAB了解MATLAB软件的发展历史、MATLAB的基本情况及MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理、MATLAB帮助系统，掌握命令行的输入及编辑，用户目录及搜索路径的设置以及学习的意义。4实训课程目标12MATLAB程序设计了解M文件的建立与编辑，全局变量和局部变量、熟悉数据的输入输出、掌握选择结构及循环结构程序设计和函数文件的调用。掌握程序流程语句、函数文件及编程技巧，并能运用流程语句进行程序设计。8实训课程目标23MATLAB绘图熟练掌握二维平面图形与坐标系、三维绘图的基本操作方法和应用。了解三维图形的精细处理，图像和动画、熟悉创建二维图形的基本函数和其他函数及其他三维图形、三维曲面。4实训课程目标14MATLAB符号与数值运算了解MATLAB数据的特点。熟悉MATLAB变量的命名，赋值语句，数据的输出格式。掌握矩阵的建立、拆分及冒号表达式，MATLAB运算，结构数据和单元数据，字符串。熟悉傅立叶分析，常微分方程的数值求解，非线性方程度数值求解。掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。8实训课程目标25MATLAB工程实训综合运用MATLAB计算工具解决实际工程问题。10实训课程目标2合计（注：实践内容应当具体可测，明确基本要求和实现方式，如实习、实训、社会调查、参观考察、下乡实践、写生等。）六、实践成果呈现要求上机操作实践，解决工程实际问题。七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试þ考查（二）考核方式：þ实践报告实践作品项目汇报þ其它：上机操作实践（三）成绩评定：课程总成绩=平时成绩×100%（包括课堂讨论、上机操作和实训报告）平时成绩考核细则序号课程目标考核点考核方式（其中一种或多种）权重(%)评分标准（参考）优秀（85%-100%）良好（75%-84%）中（65%-74%）及格（60%-64%）不及格（低于60%）1课程目标1：掌握MATLAB基本编程方法、规范和常用的工具箱函数。MATLAB基本编程方法和常用工具箱函数；课堂讨论、上机操作、实训报告30%相关知识掌握牢固，工程项目背景阐述清晰，MATLAB实现方法切实可行，程序模块选择恰当。相关知识掌握牢固，工程项目背景阐述较清晰，MATLAB实现方法可行，程序模块选择较恰当。相关知识掌握相对牢固，工程项目背景阐述尚可，MATLAB实现方法具有一定可行性，程序模块选择具有一定合理性。相关知识掌握基本牢固，工程项目背景阐述欠清晰，MATLAB实现方法基本可行，程序模块选择基本合理。相关知识掌握不牢固，工程项目背景阐述不清，MATLAB实现方法不可行，程序模块选择不合理。2课程目标2：能够利用MATLAB进行相关工程问题的基本编程，并解决相关工程实践中的数学计算问题。利用MATLAB进行基本编程，并解决相关工程计算问题的能力。课堂讨论、上机操作、实训报告70%能够熟练掌握MATLAB程序设计方法，数学模型正确，MATLAB程序简练高效，计算结果准确，分析严谨，结论可靠。能够较熟练地掌握MATLAB程序设计方法，数学模型正确，MATLAB程序较简练高效，计算结果较准确，分析较严谨，结论较可靠。MATLAB程序设计方法掌握程度一般，数学模型较合理，MATLAB程序具有一定高效性，计算结果较合理，分析严谨性一般，结论具有一定可信性。能够基本掌握MATLAB程序设计方法，数学模型基本合理，MATLAB程序具有一定可读性，计算结果基本合理，分析不够严谨，结论基本可信。不掌握MATLAB程序设计方法，数学模型不合理，MATLAB程序可读性不强，计算结果不合理，分析不严谨，结论不可信。八、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度九、教材与教学参考书（一）教材《MATLAB程序设计与应用》，刘卫国，高等教育出版社，2017年8月，第三版，ISBN978-7-040-47813-6。（二）教学参考书