“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)
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（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。
关于编写“哈尔滨工业大学本科课程教学大纲”的通知
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 。
计算方法教学大纲
《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。
哈尔滨工业大学(威海)数据结构课程设计任务书
通过MFC绘制国家铁路客运图（部分），当用户输入起始点和终点时，文本输出不同优先条件下的路线，用户选择其中一条推荐路径，在国家铁路客运图（部分）绘出所选的路径。
同组设计者及分工：
赵天麒：主要负责对国家铁路客运图（部分）的抽象，抽象出数据结构中的图，为下一环节作准备。整合所有程序，修改完成最后项目。
张峥：通过数据结构所学的算法，计算不同优先考虑因素下的推荐路径，记录途经路径。为MFC绘图作准备。指导其他同学解决遇到的问题。
王海：利用MFC绘图，显示用户输入起始点到所到终点的路径、前期查找资料选择数据。
赵磊：对程序进行测试，调试，找出不足，并进一步完善此程序,界面设计,并完成车次查询、车站查询模块、点击选站。
哈尔滨工业大学（威海）数据结构课程设计任务书
姓名：张峥赵磊王海赵天麒
学号：080420229 080420228 080420227 080420113
院（系）：计算机科学与技术学院专业： Nhomakorabea息安全课程设计题目：中国铁路客运导航服务系统
1.问题阐述与分析：
铁路客运是一种最有效的已知陆上交通方式,，以其安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大、运输成本低、污染小、潜能大、不受天气条件影响等优势受到旅客青睐。这些年来，全国的铁路客运系统有了很大的发展，使得公众的出行更加通畅、便利。但由于客运线路错综复杂，特别是当前大部分火车票查询系统无法显示中转站、没有人性化的推荐结果，当需要转车时，旅客将会面临着多条线路的选择问题。
为了解决这些问题，我们组经过缜密考虑，决定利用自己学过的数据结构与算法的知识结合MFC编程，设计铁路客运选路系统。此系统能方便快捷的为使用者提供不同优先考虑因素下的推荐路径，希望能为大家带来方便。
哈尔滨工业大学 计算传热学 第二章 计算 区域与控制方程的离散化-2013
E
n s
A cell in three dimensions and neighbouring nodes
两种离散方法的区别： 1. 网络均匀时，内部控制容积有半格错位，但边界节点 代表的控制容积不同。
或者最外边 是一个厚度 为零的控制 容积
内节点 在边界上是完 整的控制容积
外节点 在边界上是半 个控制容积
适合第一类边界条件
适合第二类边界条件
2. 网格不均匀的节点
外节点法的节点不 在控制容积的中心 3. 网格不均匀的界面
内节点法的节点总是 在控制容积的中心
外节点法界面永远 在相邻节点的中间
界面不在相邻点的中间，导 致界面上导数计算截差下降
4. 内节法在计算求解域物性发生阶跃变化时，可以该界面 做为界面，而使控制容积内的物性一致。
|i ,n t
n 1 i
t
n i
,
向前
Taylor展开法导出的一维非稳态对流—扩散方程的一种 显式离散格式： 时间向前差分，空间中心差分，显示格式.（FTCS）
in1 in
t
u
n in 1 i 1
2x
n n in 2 1 i i 1
P W t E P t {[ ] [ ] }t xe xw
4.
源项：选S对x、t阶梯变化
e
t t
w t
sdtdx s xt
t
t t t t t t p P (u )tE (u )W et 2P W t s t 2x x 2
四、控制容积平衡法 将守恒定律直接应用于控制容积， 随时间在容积 中的增量等于对流扩散进入该容积的净值与源项所生之 和。
030232002-计算方法教学大纲-刘军
《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。
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“计算方法”教学大纲
Computational methods
大纲编制：金承日 教研室主任： 丁效华
课程代码：0600000012 课程名称：计算方法
教学性质：必修 适用专业：工科本科
学 时：34 学 分：2
一、课程性质、目的及任务
随着科学技术的进步与发展，人们不断地提出各种复杂的数值计算问题，这些问题的解决不是
人工手算或计算器之类简单的计算工具所能胜任的，必须依靠电子计算机。因此，熟练地运用计算
机进行科学计算，已经成为广大科技工作者必须掌握的一项基本技能，这就要求高等学校向理工科
学生传授有关数值计算方面的知识。
《计算方法》是数学的一个分支，是随着电子计算机的问世迅速发展起来的一门实用性很强的
学科，它的研究内容是各种数学问题的数值计算方法的建立与理论分析。其任务是，提供理论上可
靠、在计算机上行之有效的常用算法。
通过本课程的教学，使学生掌握数值计算方法的基本概念、基本理论与基本方法，逐步培养和
提高学生的算法设计能力、算法分析能力以及编程上机能力，为将来运用计算机解决实际问题奠定
基础。
二、课程基本要求
通过本课程的学习，使学生掌握科学计算的基本概念、基本理论与基本方法，逐步培养和提高
学生的算法设计能力、算法分析能力以及编程上机能力，会用电子计算机求解非线性方程、线性代
数方程组、非线性方程组、定积分、插值与数据拟合、常微分方程等问题。
三、本课程与相关课程的联系与分工
本课程的前期课程是《工科数学分析》、《空间解析几何与线性代数》以及《C程序设计》等。
本课程以微积分、微分方程、线性代数等数学知识为基础，但不仅仅研究这些数学内容本身的理论，
而是着重研究用计算机解决数学问题的行之有效的数值计算方法。因此，本课程既带有纯数学的高
度抽象性与严密科学性的特点，又具有应用的广泛性与编程上机操作的高度技术性的特点。
四、教学大纲内容使用教材与参考教材
1. 使用教材
金承日、孙振绮： 计算技术与程序设计 机械工业出版社 2004.10
2. 参考教材
颜庆津等 ： 计算方法 高等教育出版社 1991.10
五、教学大纲内容及学时分配
在教学要求中，对概念、理论从高到低用“理解”、“了解”、“知道”三级区分；对运算方法从
高到低用“熟练掌握”、“掌握”、“会”或“能” 三级区分。
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第一章 误差与算法 （3学时）
理解误差的概念与有效数字的概念； 掌握四则运算与一般运算的误差估计方法；理解算法的概
念；掌握数值算法的特点。
第二章 程序设计 （课外自学）
理解程序设计的概念，了解程序设计的特点； 掌握程序设计的准则与技术； 掌握程序的测试
原则与方法；会对程序进行排错。
第三章 方程求根 （5学时）
理解重根的概念，会判别重根； 熟练掌握方程求根的二分法、一般迭代法、Newton法、弦截
法；理解迭代法的收敛阶的概念；会用Newton迭代法求解非线性方程组。
第四章 线性代数方程组的解法 （4学时）
掌握解线性代数方程组的选主元素消元法；掌握三角分解法；熟练掌握Jacobi迭代法与
Gauss-Seidel迭代法。
第五章 代数插值与曲线拟合 （4学时）
掌握Lagrange插值与Newton插值方法；了解插值余项及误差估计；理解高次插值的Runge
现象；掌握低次分段插值方法；掌握Hermite插值方法；掌握最小二乘法与数据拟合方法。
第六章 数值积分 （4学时）
理解数值求积公式的一般形式；会判别数值求积公式的代数精确度；掌握等距结点的插值型数
值求积公式及其余项；熟练掌握Romberg积分法。
第七章 常微分方程的数值解法 （4学时）
熟练掌握Euler方法；理解数值解法的局部截断误差阶的概念；熟练掌握Runge-Kutta方法；
掌握线性多步法；掌握边值问题的差分解法。
六、上机实习内容及学时分配
上机实习的目的是，使学生在掌握基本原理、基本算法、基本技能等方面得到一定的训练，熟
悉与提高用计算机解决数学问题的方法与技巧。
上机实习的内容与学时分配如下：
1 方程求根 （2学时）
实习内容有方程求根的二分法、Newton迭代法、弦截法，以及解非线性方程组的Newton迭代
法；
2 线性代数方程组的解法 （2学时）
实习内容有消元法、三角分解法、迭代法；
3 代数插值 （2学时）
实习内容有Lagrange插值、Newton插值、Hermite插值；
4 数值积分 （2学时）
实习内容有Romberg积分法；
5 常微分方程的数值解法 （2学时）
实习内容有Euler方法、Runge-Kutta方法、线性多步法。