一、课程基本情况
课程名称 |
中文 FORTRAN程序设计 |
英文 FORTRAN Programming |
课程编号 |
AT224071 |
学分 |
3 |
课程类别 |
□核心 ■必修 □任选 □限选 |
执行学期 |
1 |
课程学时 及其分配 |
总学时 |
学时分配 |
48 |
讲授 |
32 |
实验 |
0 |
实习 |
0 |
上机 |
16 |
开课单位 |
大气科学学院大气科学教研室 |
适用专业 |
大气科学学院应用气象专业 |
对应培养标准 |
1.1 掌握程序设计的基本方法和技能; 1.2 掌握程序源代码的编写格式及程序的调试方法; 2.1 掌握简单问题的算法设计; 2.2 初步掌握如何编写程序对大气科学领域中气象资料进行处理、加工、使用; 3.1 团队合作能力; 3.2 表达自己的构思、与同学交流的能力; 4.1 根据实际需要编写完整的源程序; 4.2 设计。 |
先修课程 |
计算机文化基础 |
教材与 参考文献 |
推荐教材: [1] FORTRAN90程序设计教程,刘卫国,蔡旭辉,北京:北京邮电大学出版社,2003 参考教材: [1] Fortran PowerStation 4.0 使用与编程,桂良进,北京:北京航空航天大学出版社,1999 |
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二、实验(实习、设计、论文)的性质与作用
《Fortran程序设计》是大气科学系的专业基础课之一。Fortran语言是世界上第一个被推广使用的计算机程序设计高级语言。长期以来,它始终是数值计算领域所使用的主要计算机语言,大量的程序设计者使用这种语言,编写了许多科学计算中的数值计算问题的高性能源代码程序,并有相应的库文件可供调用。近年来,随着Fortran语言功能的扩充,最新的Fortran90和Fortran95标准比Fortran77更能适应现代程序设计思想;Fortran语言编译环境的也不断完善,在其开发平台上可以方便地直接完成各种应用软件的开发。
在大气科学领域中,数值天气预报模式、统计天气预报、天气气候诊断分析等研究领域和实际业务中的大量计算问题,几乎全部是用Fortran语言写的源代码程序。经过多年的积累,这些程序不仅成熟可靠、算法优良、计算精度高,而且还在不断的扩充、完善。Fortran程序源代码也不受开发平台和操作限制,可以跨平台、跨系统交换源代码。因此,大量的气象科研人员和业务人员所使用Fortran语言程序,《Fortran语言程序设计》也一直是各个院校大气科学系各专业均开设专业基础课之一。
熟练使用Fortran PowerStation编译程序软件的开发环境,掌握基本的算法设计和简单编程的编写方法,掌握调试程序、检查程序错误的方法,初步掌握对各种格式数据文件进行输入输出操作的方法。由浅入深,每个实习编写3-4个程序,输入计算机,并编译、链接、调试程序,最后运行程序到正确的运算(行)结果。
三、培养目标与标准
1、本项填写本实验(实习、设计、论文)总体培养目标:(1)知识要求:掌握Fortran PowerStation编译程序软件的开发环境,掌握程序设计的基本方法和技能;(2)能力要求:掌握一些简单问题的算法设计和程序源代码的编写方法,程序调试的方法,充分理解大气科学领域中气象资料处理、加工、使用的重要性,初步掌握如何编写程序处理和操作各种格式的数据文件。
2、课程培养标准详见下表。
本课程具体完成培养方案中以下指标
一级指标 |
二级指标 |
教学要求 |
1.技术基础知识(理工类参考) |
1.1 掌握程序设计的基本方法和技能 |
I、T、U |
1.2 掌握程序源代码的编写格式及程序的调试方法 |
2.个人能力和专业能力 |
2.1 掌握简单问题的算法设计 |
I、T、U |
2.2 初步掌握如何编写程序对大气科学领域中气象资料进行处理、加工、使用 |
3.人际交往能力、团队工作和交流 |
3.1 团队合作能力 |
U |
3.2 表达自己的构思、与同学交流的能力 |
4.在社会环境下构思、设计、实现、运行系统的能力(理工类参考) |
4.1 根据实际需要编写完整的源程序 |
T、U |
4.2 设计 |
注:该表所列指标可对照培养方案中所列指标来解释。I:介绍,指从教、学活动中、从生活经验和社会经验等多种信息渠道获得知识,侧重知识的获取,没有实训要求。T:讲授,指教、学活动中由教师引导开展的基础测试或练习,匹配有课程讨论、课后研讨等环节。U:运用,指以学生为主导,通过实练而形成的对完成某种任务所必须的活动方式,匹配有课程的三级项目或其它实践环节。
四、实验(实习、设计、论文)内容与学时分配
本课程开出的实验(实习、设计、论文)项目详见下表:
项目 序号 |
项目名称 |
内 容 提 要 |
项目学 时 |
项目性 质 |
实践形 式 |
项目类型 |
每组人数 |
其他说 明 |
1 |
熟悉FORTRAN PowerStation 4.0开发环境和源程序的格式 |
熟悉FORTRAN PowerStation 4.0开发环境 掌握FORTRAN源程序的格式 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
2 |
简单FORTRAN程序的编写、编译和运行 |
编写完整的FORTRAN程序 编译完整的FORTRAN程序 纠正错误 运行 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
3 |
输入/出语句的使用 |
简单的输入输出语句 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
4 |
逻辑运算和分支结构程序的设计 |
逻辑运算的编写 选择结构程序设计 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
5 |
循环结构程序的设计 |
DO语句实现循环 DO WHILE语句实现循环 循环的嵌套 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
6 |
数组的应用及其程序设计 |
数组的输入输出 结构化程序设计 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
7 |
子程序的应用和模块化程序设计 |
函数子程序 子例行子程序 模块 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
8 |
各种格式数据文件的操作 |
有格式、无格式文件的读写 |
2 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
备注:如开出多个项目供选,除在“项目性质”一栏注明为“任选”外,还应在备注中说明至少要修多少项目/学时等。
五、实验(实习、设计、论文)报告撰写要求
报告的编写规范:手写纸质版;
报告的主要内容:上机的时间、地点、主要任务;针对任务需完成的具体作业(编写的完整源程序,运行结果);调试过程中遇到的问题及解决方案;上机心得体会。
实验报告模板见附件。
六、实验(实习、设计、论文)的考核与成绩评定
根据课程性质、教学目的和要求,明确课程考核方式及考核要求和标准:
1、平时学业考核:现场操作情况;出勤等方面。
2、报告(答辩、报告、评阅论文等)考核:按上机上课任务的完成情况分等级给分。
3、最终成绩构成:详见下表。
考核环节 |
考核内容及方式 |
百分比 |
平时考核 |
包括阶段性考核成绩;课后作业、出勤、自学与研讨。作业按质量分等级评分、缺勤按次数扣分、自学与研讨按实际表现给分。 |
10% |
实践考核 |
包括上机出勤情况,上机实际表现,提交上机作业完成情况。 |
20% |
期末考核 |
闭卷考试 |
70% |
七、其他说明