一、课程基本情况
| 课程名称 |
中文数值计算方法 |
| 英文Numerical Mathematics |
| 课程编号 |
AT223031 |
学分 |
2.5 |
| 课程类别 |
□核心 ■必修 □任选 □限选 |
执行学期 |
2 |
| 课程学时 及其分配 |
总学时 |
学时分配 |
| 40 |
讲授 |
32 |
| 实验 |
0 |
| 实习 |
0 |
| 上机 |
8 |
| 开课单位 |
大气科学学院大气科学教研室 |
| 适用专业 |
大气科学学院大气科学专业、应用气象专业 |
| 对应培养标准 |
1.1 应用fortran程序设计基础知识和原理； 1.2 熟练掌握数值计算方法所涉及主要算法的fortran程序设计； 2.1 公式推导及fortran解决问题能力； 2.2 初步了解数值计算方法在大气科学研究中的应用； 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 |
《高等数学》、《线性代数》、《FORTRAN语言程序设计》 |
| 教材与 参考文献 |
推荐教材： [1] 数值计算基础，沈剑华，上海：同济大学出版社，2004（第2版） 参考教材： [1] 数值分析，李庆扬，武汉：华中理工大学出版社，1986（第3版） [2] 数值分析与实验学习指导，蔡大用，北京：清华大学出版社，2001 [3] 计算方法典型题分析解集，封建湖，西安：西北工业大学出版社，2003 |
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二、实验（实习、设计、论文）的性质与作用
《数值计算方法》是大气科学专业的一门重要基础课程，属于必修课。课程的主要任务是让学生掌握初步的数值计算方法，比如插值与逼近、数值积分与数值微分、线性代数方程组的数值解法等。这些内容的学习，将为该专业学生掌握最新的气象预报手段——数值天气预报，以及气候数值模拟等提供基础。同时也为进一步学习更复杂的数值计算方法打下结实的基础。
加深学生对教学内容的理解，验证所学的算法。通过对具体问题的分析、设计和实现，培养学生进行软件开发所需要的动手能力，为学好后续课程打下坚实的基础。要求学生独立完成每个实验，教师检查实验现象和实验结果。每完成一个实验，提交程序和答案。
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：掌握数值计算方法所涉及的重点算法，以及对应的程序设计方法和技能；（2）能力要求：掌握数值计算中重点方法的算法设计和程序源代码的编写方法，程序调试的方法，充分理解数值计算方法在大气科学研究中的重要性。。
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 |
教学方式 |
| 1．技术基础知识(理工类参考) |
1.1 应用fortran程序设计基础知识和原理 |
I、U、T |
| 1.2 熟练掌握数值计算方法所涉及主要算法的fortran程序设计 |
| 2．个人能力和专业能力 |
2.1 公式推导及fortran解决问题能力 |
T、U |
| 2.2 初步了解数值计算方法在大气科学研究中的应用 |
| 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 |
拉格朗日插值 |
根据题目，学习三次拉格朗日插值的算法和编程。 |
1 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
| 2 |
数值积分 |
学习复化梯形法计算积分。 |
1 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
| 3 |
线性代数方程组 |
1）学习高斯消去法计算线性代数方程组。2）学习直接三角分解法计算线性代数方程组。3）学习雅克比法计算线性代数方程组。 |
4 |
必选 |
上机 |
综合 |
1 |
课内完成 |
| 4 |
常微分方程解法 |
学习用改进的欧拉法和四阶龙格——库塔法计算常微分方程。 |
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
