1423S06020-数值计算方法(含实验)上机-2023版人才培养方案课程教学大纲 .docx
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ADDINCNKISM.UserStyle《数值计算方法》课程教学大纲
（理论课程·2023版）
一、课程基本信息
课程号
1423S06020
开课单位
建筑工程学院
课程名称
数值计算方法
NumericalComputingMethod
课程性质
选修
考核类型
考查
课程学分
2
课程学时
25+17
课程类别
专业拓展课（学术研究方向）
先修课程
高等数学、线性代数、Python语言程序设计
适用专业（类）
智能建造
二、课程描述及目标
（一）课程简介
《数值计算方法》课程是智能建造专业的一门专业拓展课程，是一门利用计算机语言编程实现算法的课程，通过本课程学习，使学生掌握MATLAB程序设计的方法，能够基于MATLAB软件平台绘制各种二维、三维图形，能够进行图形用户界面设计；掌握数值计算方法的算法实现过程，能够编制MATLAB程序对各类实验数据进行处理，初步最优化求解思想；培养学生能够灵活运用编程方法解决土木工程专业的复杂计算问题。
（二）教学目标
通过本课程的学习，使学生掌握数值算法基本理论，误差概念，掌握插值与拟合、线性代数方程组的解法，非线性方程求根及常微分方程的数值解。
课程目标CG1：掌握数值算法的误差来源，科学计算的应用背景及重要性。
课程目标CG2：掌握数据处理方法，插值与拟合、数值积分算法、非线性方程的解法、掌握线性代数方程组的解法。
课程目标CG3：结合智能建造专业相关背景知识，进行图形界面设计，实现计算方法的工程应用。培养学生独立思考、深入钻研问题的能力。
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
权重
1.1掌握数学及物理、化学等自然科学的基本理论。
课程目标CG1
0.1
4.1能够根据工程问题需要，设计可行的实验方案。
4.2能够运用自然科学、力学、智能技术、土木工程等知识对复杂问题进行理论分析。
课程目标CG2
0.3
四、教学方式与方法
1.在教学内容上，注重从理论结合实际数据，以多媒体教学方式，理论和程序同时进行，讲解基本算法实现流程。
2.培养学生编程能力，布置课下作业侧重于求解土木工程实际问题和案例背景的数学模型。
3.上机课程采用现场演示，现场验收学习效果的方法。
五、教学重点与难点
（一）教学重点
非线性方程求根、线性代数方程组的解法、数值积分、常微分方程初值问题的解法。
（二）教学难点
线性代数方程组的解法、常微分方程初值问题的解法。
六、教学内容、基本要求与学时分配
序号
教学内容
基本要求
学时
教学
方式
对应课程目标
1
误差分析
了解误差产生的来源，，MATlAB程序设计的基本组成
2
讲授
课程目标CG1
2
插值方法
掌握插值基函数和插值多项式的一般形式；插值的误差分析。Lagrange线性插值；抛物线插值；拉格朗日插值的MATLAB实现。
正交多项式，曲线拟合的最小二乘法及其MATLAB编程实现
6
讲授
课程目标CG2
3
数值积分
掌握插值型求积公式、代数精度的概念，复合求积公式
4
讲授
课程目标CG2、3
4
线性代数方程组的数值解法
掌握直接法和迭代法。掌握三角分解和高斯消元、三对角方程组的解法。雅可比迭代和高斯赛德尔迭代算法
10
讲授
课程目标CG2、3
5
常微分方程的数值解法
掌握欧拉法和Runge-Kutta解法
3
讲授
课程目标CG2、3
合计
25
实验内容、基本要求与学时分配
序号
实验项目名称
实验内容与要求
学时
类型
对应课程目标
1
插值方法
掌握拉格朗日插值，牛顿插值的算法实现。Hermite插值
3
验证性
课程目标CG2
2
数值积分
掌握机械求积公式、高斯求积公式
3
验证性
课程目标CG2
3
线性代数方程组的解法
掌握高斯列主元消元法、高斯-赛德尔迭代法、三角分解法程序流程及MATLAB实现
4
设计性
课程目标CG2、3
4
GUI界面设计工程实例应用数值算法
利用某个实际数据，设计界面解决智能建造专业相关的计算问题。
7
综合性
课程目标CG2、3
合计
17
八、学业评价和课程考核
（一）考核类型：¨考试t考查
（二）考核方式：?开卷考试t闭卷考试?课程论文
?课程报告¨其它：
（三）成绩评定：
考核
依据
建议分值
（百分比）
考核/评价细则
对应课程目标
过程
考核
50%
出勤、课堂表现
20
学生上课按时情况，课堂积极性
课程目标1
课后编程作业
30
完成度、准确性、认真度
课程目标2
上机测试
50
专业知识把握、表达条理性与创新意识
课程目标2
期末
考核
50%
试卷考核，按照大纲要求出题
课程目标1
课程目标2
课程目标3
九、课程目标达成评价
课程目标的实际达