“计算方法”教学大纲 - 哈尔滨工业大学(威海)

哈尔滨工业大学（威海）文化素质教育课程建设（单门课程）
立项申请书
课程名称
课程负责人
开课院系
联系方式（手机）
（邮箱）
申请日期2019年2月日
哈尔滨工业大学（威海）教务处
二〇一九年一月制
填写说明
（不需要打印）
1．单门通识课一般由个人申报，也可组建团队申报。

2．课程团队可跨院系组建，此种情况下“开课单位”填团队负责人所在院（系、部）。

3．个人申报时“项目中的分工”不填。

4．课程所属模块的划分参见附件2。

5．课程的学时按1学分相当于16学时填写。

6．班额（教学班规模）一般为150人，若因特殊原因需要按不同的班额组织教学，需作出解释。

7．选课要求：主要说明是否有先修课程的要求，是否不适合某个/某些专业的学生选（如因课程内容与其专业学习内容重复较多）。

8．课程组成员已开过的相关课程可以包括在其他学校开设的课程（此时“开课对象”中信息应包括学校名称）。

9．本次课程立项的“开课时间与教学班数的计划”中“第一轮开课时间”须为“2019春”（但任课教师可选择在2019春的前半学期或后半学期排课），
10．“每学年可开设轮数”最多为5（春、秋学期每学期可分前半学期与后半学期开设两轮，夏季学期可开设1轮）。

11．若为个人申报，“项目组情况及课程建设保障”中的“其他成员情况”可不填。

12．课程设计的内容要全面、清晰。

课程设计
经费预算
院（系、部）意见
学校意见。

哈尔滨工业大学（威海）哈尔滨工业大学创建于1920年，隶属于工业和信息化部，是国家首批“985工程”和“211工程”高校之一。

哈工大坚持立足航天、服务国防，面向国际学术前沿和国家重大需求，历经90余年的奋斗，学校已发展成为一所特色鲜明、实力雄厚，居于国内一流水平，在国际上有较大影响的多学科、开放式、研究型的国家重点大学。

1985年，经原航天工业部批准，哈尔滨工业大学（威海）成立。

经过29年的建设发展，威海校区形成了“立足海洋，服务山东，拓展国防，面向国民经济主战场”的办学特色。

在哈工大“一校三区”的办学格局下，2010年，工业和信息化部、山东省和威海市人民政府签署共建协议，标志着校区发展进入了一个新的历史阶段。

依山傍海的校园恬静娴雅，欧式建筑风格与简洁明朗的现代建筑风格，寓意着哈工大文化的传承、中西文化的合璧、传统与现代的交融。

目前全日制在校本科生10000余人，研究生600余人。

哈工大（威海）始终秉承“规格严格、功夫到家”的校训，在教学上坚持哈工大的统一标准、统一规范，更在培养模式、课程设置、教学方法等方面坚持创新改革，省级以上特色专业、精品课程群和优秀教学团队不断涌现。

良好的学风与校风促进了学生培养质量明显提高。

2013年本科毕业生一次就业率为91.9%，硕士研究生一次就业率达到93%。

2013年学生在科技创新活动中累计获得省部级以上奖励270项，其中，国际奖励33项，国家级奖励147项。

国家的重大需要和山东省的发展需求，促使哈工大（威海）形成了船舶、海洋、汽车与先进制造、信息、管理等重点学科、新兴学科和基础学科构成的学科体系，实现了与校本部学科的交叉互补设置。

威海校区现有10个院（系），2个教学部，37个本科专业，共享校本部的148个硕士点和82个博士点，单独设置的硕士研究生二级学科20个，船舶与海洋工程、海洋科学为“985”重点建设的一级学科。

首个国家级科研平台“海洋工程材料及深加工技术国际联合研究中心”获批，山东省船舶技术研究院落户校区，石墨深加工技术研发中心正式落成，此外还有特种焊接技术山东省重点实验室、汽车零部件快速设计制造工程中心等6个省级工程中心、现代数字化医疗装备实验室等3个省高校重点实验室以及复合材料研究所、空间结构研究中心、网络与信息安全技术研究中心等各类研究机构70余个。

附件3：《中南民族大学课程教学大纲模板（其他专业）》（仅供参考）《仪器分析》教学大纲课程编码：3093009112课程名称：仪器分析总学分： 2.5总学时：40（理论30，实验10）课程英文名称Instrumental Analysis课程类别：专业必修先修课程：无机及分析化学、有机化学、大学物理适用专业：食品科学与工程、食品质量与安全专业等一、课程简介《仪器分析》是食品科学与工程、食品质量与安全专业的学科基础课，在支撑学生今后从事实际工作及在研究生阶段从事科学研究中起着工具性作用，占有重要地位。

课程主要介绍光谱分析法导论、原子吸收光谱法、紫外-可见分子吸收光谱法、荧光光谱法、红外光谱法、电分析方法导论、电位分析法、色谱法分离原理、气相色谱法、高效液相色谱法等内容。

其中，重点介绍各种仪器分析方法的基本原理和定量方法，为联系实际，也举例说明在检验专业中的应用。

二、课程目标本课程的主要任务是内容是通过课堂教学、实验设计和操作及拓展专题讨论等环节使学生掌握常用仪器分析技术的基本理论与方法，达到为后续研究支撑及支撑专业学习成果中相应指标点的完成。

课程目标对学生的能力要求如下：课程目标1：通过本课程的学习，使学生掌握各种仪器分析方法的基本原理、特点、适用范围和使用方法，课程目标2：能够运用已学的理论知识，利用现代分析仪器手段，获得食品成分的组成和结构信息，加工和贮藏过程中的变化，以及食品安全中的有害物质的分析。

课程目标3：掌握仪器分析的基本知识和技能，学会合理地选择实验条件，正确处理数据和表达实验结果。

着重培养学生掌握必备仪器的使用原理和操作技巧，提高动手能力和思维能力。

课程目标4：课外兴趣小组及参观观摩等方式增进学生的拓展和深度知识应用能力及实际实验设计能力, 进一步培养提高动手能力和思维能力。

三、教学内容与课程目标的关系四、课程教学方法1. 课堂讲授1.1 采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得所需知识。

哈工大威海结构设计原理课程设计(混凝土结构设计原理)哈尔滨工业大学（威海）道路与桥梁工程结构设计原理课程设计计算书姓名：学号：指导老师：二〇一五年月土木工程系计算跨径L=4.8m 的钢筋混凝土矩形截面简支梁如图所示，b ×h=305mm ×600 mm ，C30混凝土；Ⅰ类环境条件，安全等级为二级；已知简支梁跨中截面弯矩组合设计值M d,L/2=192kN • m,剪力组合设计值为V d,L/2=28.2kN,支点剪力组合设计值V d,0=127.5kN ，配置钢筋及弯起钢筋（HRB335级钢筋）箍筋（HPB235级钢筋）并演算弯起钢筋的受力，并画出配筋图。

图 4.8米钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位：mm ）根据已有的材料，分别由附表1-1和附表1-3查的f cd =13.8MPa ，f td =1.39MPa ，f sd =280MPa ，由表3-2知ξb =0.56。

桥梁结构的重要性系数γ0=1，则弯矩计算值M=γ0M d =192kN • m 。

(一) 正截面验算采用绑扎钢筋骨架，假设a s =50mm ，则有效高度h 0=600-50=550mm 。

(1) 求受压区高度x将各已知值代入式子，则可得到1×19.2×107=13.8×305x （550-）整理后计算得x 1=101（mm ）<ξb h 0[=0.56×550=336(mm)] x 2=448（mm ）（舍去）(2) 求所求钢筋的面积A s将已知各值及x=101mm 代入式子，可得到(3) 选择并布置钢筋由附表1-5查得可供使用的有4Ф22(A s =1520mm)或者6Ф18(A s =1527mm)或者8Ф16(A s =1608mm)。

考虑到双排布置，那么选用8Ф16(带肋钢筋，外径=18.4mm)，钢筋间净距及按混凝土保护层厚度c=30mm 计算，a s =30+18.4+30/2=63.4（mm ），则取as=65mm ，则有效高度h 0=535mm 。

《计算方法》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：计算方法英文名称：Computational Methods二、课程代码及性质课程代码：0812561课程性质：必修三、学时与学分总学时：40（理论学时：40学时；实践学时：0学时）学分：2.5四、先修课程先修课程：高等数学，线性代数，算法语言五、授课对象本课程面向理工科本科学生相关专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）《计算方法》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，能够针对实际问题要求正确选择，使用适当的数值算法，并能对数值结果作必要的分析；为提高学生的科学计算能力打下良好的基础。

七、教学重点与难点：课程重点：通过本课程学习，使学生重点掌握：1．了解科学计算方法的基础知识，包括算法设计的原则，误差来源及其控制，算法的稳定性，矩阵计算及相关理论知识。

2. 掌握用迭代法求方程近似根的基本思想，Picard迭代法的设计原理、收敛性及收敛速度的分析，包括方法的构造、全局、局部收敛性判据及收敛阶，了解Newton迭代公式的推导过程和收敛性质，以及Newton法的变型方法。

3．掌握解线性方程组的几种基础性直接解法及其性质，经典迭代法的构造方式及其算法分析工具，特别是敛散性及敏度分析，了解各种算法的适用范围和收敛条件。

4．掌握函数逼近的基本方法，包括插值和拟合的思想、构造方法、误差分析，理解Lagrange插值、Hermite插值、样条插值的区别与联系，掌握最小二乘法和正则化方法，能构造符合需求的简单近似函数，以解决实际的函数逼近问题。

5. 理解插值型求积公式及代数精度的概念；掌握各类数值求积公式的构造方法、特点及提高求积公式精确度的方法。

了解数值微分的基本构造方法，掌握常见的数值微分公式。

6．了解常微分方程初值问题数值解法的离散计算方式，能利用前几章的方法构造常微分方程的数值方法，掌握经典数值方法的公式及其精度，特别是利用局部截断误差分析构造方法，掌握算法的收敛性、稳定性分析方法；掌握算法实现的基本技巧，包括利用迭代法或预估-校正方法实现隐式方法、算法的稳定性和步长选择。

《计算方法》课程教学大纲课程代码：030232002课程英文名称：Numerical Calculation Methods课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：测控技术与仪器大纲编写（修订）时间：2011.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《计算方法》是为测控技术与仪器专业学生开设的一门培养具有科学计算能力的必修课。

主要讲授数值计算中所涉及的计算误差理论、各种数值计算方法、以及数值算法设计基础等基本知识。

在科学技术理论方法和实验方法之后，科学计算已成为科学研究的第三种方法。

学习和掌握常用的计算机数值方法已成为现代科学教育的重要内容。

通过本课程的学习，使学生了解和掌握这门课程所涉及的各种常用的数值计算公式、数值方法的构造原理及适用范围，为今后利用计算机去有效解决实际问题打下理论和技术基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1、基本知识：掌握高等数学、线性代数、计算机基础、程序设计方法等基础知识；2、基本能力：掌握计算方法中的计算误差理论、常用数值计算方法和基本原理、数值算法的设计方法，数值算法的程序设计以及上述理论和方法在实际计算问题中的应用。

学习本课程要求学生受过较严格的数学及计算机基础知识训练，要有一定的理论联系实际和分析问题解决问题的能力，熟练使用计算机。

3、基本技能：掌握计算机基础知识和操作技能、数值计算程序设计方法、数值算法设计等基本技能。

（三）实施说明（1）教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和算法设计思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。

讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

（2）教学手段：本课程属于专业必修课，在教学中采用课堂讲授、讨论、多媒体和实际问题分析解决相结合的多种教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

计算方法课程教学大纲课程编号：201411061课程中文名称：汁算方法课程英文名称5 Computational method课程性质：专业核心课程开课专业：工程力学开课学期：4总学时.32 （其中理论32学时）总学分：2二、课程目标科学计算己成为与理论和实验并列的三种科学方法之一，在科学、工程的齐个领威有着广泛而重要的应用，因此受到世界各国尤其是发达国家的高度重视。

2005年美国权威机构调査报告指出"Computational Science Ensure USA Competitive**。

计算数学是汁算科学的基础.为计算科学的其它分支提供理论和方法。

《计算方法》课程是为工程力学专业本科生开设的专业必修课程。

它是研究各种数学问题求解的数值讣算方法及英理论的一门课程, 它的内容丰富而且实践性很强，研究方法深刻又有自身的理论体系：既有纯数学的高度抽象性与严密科学性特点，又有应用的广泛性•与实际试验的高度技术性的特点。

开设该课程目的是以研丸型研讨式的方式让学生在进入苦业课程学习过程当中遇到的工程实际应用问题提供数学的汁算手段和讣算方法，把理论与讣算机紧密结合。

三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）通过本课程的学习，学生应充分理解讣算方法的特点，熟练掌握使用各种数值方法解决数学问题的技巧，具有独立解决实际数值汁算模型的能力，为今后结合计算机的应用而解决实际问题打下坚实的基础。

具体要求包括:（1）预备知识与误差理论要求学生应具有掌握运用线性代数预备知识的能力，理解向量范数、矩阵范数、算子范数的含义，了解线性空间和内枳空间的结构•掌握绝对误差、柑对误差误差和有效数字的计算，具有分析误差的来源和控制误差传播的能力，能找到稳定的数值解法。

（2）解线性方程组的迭代法（研讨式教学）掌握高斯消去法的思想，理解矩阵的三角分解，并会对三对角矩阵、对称矩阵、对称正定矩阵进行三角分解，掌握矩阵条件数对病态方程组的影响，具有分析线性方程组是否病态（3）解线性方程组的迭代法（研讨式教学）掌握雅可比方法、高斯-塞徳尔方法和超松弛方法的构造及计算过程：理解三种迭代方法的收敛性，并对实际线性方程组问题能够进行迭代操作。

《计算方法》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《计算方法》是浙江广播电视大学计算应用与计算机信息管理专业专科教学中重要的选修基础课程，它是学习专业理论中不可少的数学工具。

通过本课程的学习，要使学生具有现代数学的观点和方法，并初步掌握处理计算机常用数值分析的构造思想和计算方法。

同时，也要培养学生抽象思维和慎密概括的能力，使学生具有良好的开拓专业理论的素质和使用所学知识分析和解决实际问题的能力。

二、先修课要求高等数学，线性代数，概率与数理统计。

三、课程教学基本要求本课程课内学时为54学时，周学时为3学时。

教学内容为选修，教学安排在第三学期进行。

本课程共3学分。

课内学时不包括上机实习和复习课，上机实习和期末复习另行安排，上机实习不低于8学时，复习课不要低于2学时。

四、教学方法和教学形式建议 1. 面授辅导或自学本课程是一门理论性较强、内容较抽象的综合课程，因此面授辅导或自学，将是不可缺少的辅助教学手段，开设该课程的地方电大，要聘请有经验、认真负责的教师，为学生进行面授辅导或答疑，及时解答学生的疑难问题。

要求教师认真钻研教学大纲，认真备课，批改作业。

2. 作业本课程由于学时所限，理论推证和例题都较少，因此必须通过做练习题来加深对概念的理解和掌握，熟悉公式的运用，从而达到消化、掌握所学知识的目的。

这也是任何数学课所必须要求的。

由此可见，独立完成作业也是学好本课程的重要手段。

必须多做练习，才能理解和掌握。

因此，建议另外增加辅导课（或习题课），以课内学时数的二分之一为宜。

另外要增加上机时间。

3. 计算方法上机实习用计算机语言编制程序，程序尽量通用、结构化，或用现成的数学软件完成至少两大题的数值计算，要求输出计算结果，并对结果进行分析。

4. 考试考试是对教与学的全面验收，是不可缺少的教学环节。

考试题目要全面，符合大纲要求，同时要做到体现重点，题量适度，难度适中，难度和题量的梯度应按照教学要求的三个不同层次安排。