湖北工业大学精品课程Word文件下载.docx
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职称
副教授
电话
88032284
学位
学士
职务
传真
所在院系
理学院
E-mail
Xusonglin@
通信地址（邮编）
湖北工业大学理学院（430068）
1-2
教学
情况
近五年来讲授的主要课程；
承担的实践性教学；
主持的教学研究课题；
作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的教学相关论文；
获得的教学表彰/奖励。
1.近五年来讲授的主要课程：
科学计算引论专业课4学时/周3届学生200人
高等数学公共基础课5学时/周5届学生600人
线性代数公共基础课4学时/周2届学生200人
数值分析研究生基础课4学时/周1届学生120人
可视化编程专业基础课4学时/周3届学生200人
2．承担的实践性教学：
教学实习4届学生60人
毕业实习4届学生100人
毕业论文4届学生32人
3．参与的教学研究课题：
①工科数学课程教改与数学实验课程建设湖北省教育厅教学研究项目2000.6-2004.10
课程教改研究主要成员湖北省教育厅已鉴定
②数学建模融入工科数学主干课程教学的研究与实践湖北工业大学教学研究项目2005.4-2007.4主要成员在研
4．作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的教学相关论文：
①多媒体教学利弊分析湖北工学院高教研究2003,2:
53-55
②《数值分析》副主编科学出版社2006年8月
③《微积分》参编科学出版社2004年8月
5．教学表彰：
作为教练组成员,指导学生参加全国大学生数学建模竞赛获得国家二等奖及湖北省一等奖和二等奖多次教育部、省教育厅2003-2006年
1-3
学术
研究
近五年来承担的学术研究课题（含课题名称、课题类别、来源、年限、本人所起作用）（不超过五项）；
在国内外主要刊物上发表的学术论文（含题目、刊物名称与级别、时间、署名次序）（不超过十项）；
获得的学术研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、时间、署名次序）（不超过五项）。
1．高校科研管理系统的分析与设计，2002，省教育厅，项目负责人，结题；
2．物业管理系统的分析与设计，2005，校基金，项目负责人，在研。
1]课程负责人指主持本门课程建设的主讲教师。
2.教学队伍情况
2-1
人员
构成（含外聘
教师）
姓名
职称
学科专业
在教学中承担的工作
38
数学
主讲教师
李逢高
田德生
35
朱永松
32
讲师
黄毅
29
蒋慧峰
26
助教
2-2
教学队伍整体情况
概述教学队伍的知识结构、年龄结构、师资配置情况（含辅导教师或实验教师与学生的比例）；
主要成员的教学经历、年终考核成绩以及中青年教师培养计划与效果。
本课程教师共11人，主讲老师7人，副教授3人，讲师4人，助教1人，博士1人，硕士2人。
具备了优秀教学水平开展该课程教学活动的能力，形成良好教师梯队。
职称、年龄结构合理，青年老师积极攻研，考博提高学历。
教授、副教授全在教学第一线。
主讲教师的高校教龄均在10年以上，主讲课程均三门以上，年度考核均为优良。
主讲教师大都具有硕士研究生学历，工作能力强，教学经验丰富，并且科研能力强，主持或参与了多项相关科研项目，公开发表了多篇学术论文，对本课程的建设和发展方向具有清醒的认识，所有这些对本课程建设将取到积极的保证作用。
2-3
教学改革与教学研究
近五年来教学队伍教研活动涉及的领域、提出的教改项目和措施、已经解决的问题和取得的教改成果；
在国内外主要刊物上发表的教改教研论文（含题目、刊物名称与级别、时间、署名次序）（不超过十项）（不含第一署名人为课程负责人的成果）；
获得的教学研究表彰/奖励（含奖项名称、授予单位、时间、署名次序）（不超过五项）。
课程组成员经常举行教学方法与教学改革研讨会，互相观摩听课，提高教学质量。
主讲教师坚持教学与科研相结合，近三年来，共主持和参与省教委及院基金科研项目6项，公开发表科研论文18篇，编写相关教学参考书四本。
有一项教研课题获省级二等奖，校级一等奖。
3.课程描述
3-1课程发展的主要历史沿革
《科学计算》课程是面向理工科各专业的专业基础课。
目前我院在信息与计算科学专业开设了《科学计算引论》、《数值分析》、《科学与工程计算基础》、《统计计算方法》等课程，面向信息工程学院各专业及机械工程学院部分专业开设《计算方法》课程，面向研究生开设《科学与工程计算基础》课程。
分别由许松林、田德生、李逢高、朱永松、黄毅、蒋慧峰等教师承担各课程的教学任务，并由蔡光兴、许松林副教授教授负责制定教学大纲和课程建设规划，主讲教师之间经常进行教学经验交流，形成了良好的学术风气，经过近三年的学术梯队建设，该课程的任课教师结构合理，骨干教师均为30～45之间的中青年教师，精力充沛，且大部分具有硕士研究生学历，专业基础扎实，教学经验丰富。
按照课程建设的发展目标，我们很注重青年教师的培养，教研室指定指导老师帮助青年教师提高教学水平，并规定新进青年教师要跟随指导老师至少进行一年的辅导学习，在辅导期内，主讲教师通过跟班听课、习题课讲授等方式来指导青年教师。
近三年来，本课程在教学方法、教学内容、教学效果等方面取得了较大的进步。
3-2教学内容（含课程内容体系结构；
教学内容组织方式与目的；
实践性教学的设计思想与效果）
一、课程概况
英文名：
ComputationalMethods
开课单位：
理学院课程编码：
110106学分学时：
4学分64学时
授课对象：
信息与计算科学专业学生
先修课程：
数学分析、高等代数、常微分方程、程序设计语言
课程目的与主要内容：
随着科学技术的迅猛发展和计算机的广泛应用,科学计算已成为科学和工程技术研究的主要手段。
数值计算方法课程的任务就是学习和掌握在计算机上解决工程问题的常用数值计算方法及有关的基础理论知识。
通过学习本课程使学生既掌握一定的数值计算基本理论，又具有较宽广的数学知识面，为今后学习后续课程、开展工程与科学研究打下必要的基础。
主要内容：
误差理论，方程组的数值解法，函数的插值与曲线拟合，数值微分与数值积分，常微分方程初值问题的数值解法。
二、课程内容
第一章（4学时）引论
1.1了解误差的基本知识
1.2了解数值计算中应注意的一些问题
第二章（6学时）非线性方程的数值解法
2.1掌握迭代法的收敛速度与加速收敛方法
2.2了解二分法
2.3掌握迭代法及其收敛性
2.4掌握牛顿法及其变形
2.5运用解非线性方程组的牛顿法
第三章（10学时）线性代数方程组的数值解法
3.1掌握高斯消元法
3.2掌握直接三角分解法
3.3掌握向量与矩阵的范数
3.4理解消元法的误差分析
3.5掌握迭代法
3.6理解迭代的收敛性
第四章（10学时）函数的插值与曲线拟合
4.1掌握拉格朗日插值
4.2掌握牛顿插值
4.3了解等距节点插值
4.4理解Hermite插值
4.5了解分段插值
4.6掌握曲线拟合的最小二乘法
第五章（8学时）数值微分与数值积分
5.1了解数值微分
5.2了解数值积分公式的一般形式
5.3掌握牛顿-柯特斯求积公式
5.4了解复化求积法
5.5运用变步长求积法
5.6理解李查逊外推法与龙贝格求积法
5.7了解高斯型求积公式
第六章（6学时）常微分方程初值问题的数值解法
6.1掌握欧拉法及其改进
6.2理解龙格-库塔法
6.3理解线性多步法
6.4掌握收敛性与稳定性
6.5了解一阶方程组与高阶方程的数值解法
第七章（4学时）机动
实验与实践（16学时）
实验一非线性方程（组）求解（2学时）
目的与要求：
掌握非线性方程（组）的各种解法，包括二分法、迭代法、牛顿法等；
掌握常微分方程初值问题的几种简单的数值解法，包括R-K方法、线性多步法等。
实验内容：
求实根的二分法；
求实根的迭代法；
求实根的牛顿法；
求实根的抛物法。
实验二解线性方程组的直接法（2学时）
理解解线性方程组的高斯消去法与主元消去法；
理解LU分解的概念。
全选主元消去法；
全选主元高斯-约当消去法；
解线性方程组的LU分解法。
实验三解线性方程组的迭代法（2学时）
理解向量范数、矩阵范数、谱半径等的有关概念；
掌握常用的几种迭代格式；
掌握迭代收敛性及误差估计。
Jacobi迭代方法；
Seidel迭代方法；
快速Seidel迭代方法。
实验四插值法（4学时）
理解插值的基本概念，掌握各种插值方法，包括二次插值、分段线形插值、Hermite插值、样条插值等；
通过实验进一步理解并掌握各种插值的基本算法。
一元全区间等距插值；
一元三点等距插值；
Hermite不等距插值；
Hermite等距插值；
第一种边界条件的三次样条函数插值、微分与积分。
实验五数据拟合（2学时）
理解数据拟合的基本概念、基本方法。
掌握最小二乘原理，了解非线性曲线的数据拟合。
最小二乘曲线拟合。
实验六数值积分与数值微分（2学时）
理解数值积分的概念，掌握各种数值积分方法，包括梯形求积公式、抛物线求积公式、复化求积公式等；
掌握各种数值积分，数值微分算法。
变步长梯形求积法；
变步长抛物线求积法；
Romberg求积法；
Gauss求积法；
数值微分。
实验七常微分方程初值问题的数值解法（2学时）
理解常微分方程初值问题数值解的概念，掌握几种简单的数值解法，包括欧拉方法、R-K方法、线性多步法。
全区间积分的定步长欧拉方法；
全区间积分的定步长龙格-库塔法；
线性多步法。
三、附录
参考教材：
《数值分析》钟尔杰编，高等教育出版社2003
参考和阅读书目：
1.《数值计算方法》马东升编，机械工业出版社2002
2.《数值分析》李庆杨编，华中科技大学出版社2001
3.《计算方法典型题分析解集》封建湖编，西北工业大学出版社2001
3-3教学条件（含教材使用与建设；
促进学生主动学习的扩充性资料使用情况；
配套实验教材的教学效果；
实践性教学环境；
网络教学环境）
我们选用的教材：
《科学与工程计算基础》，施妙根等，清华大学出版社
《科学计算与Matlab》，S.Thomas，电子工业出版社
《数值计算方法》，马东升，机械工业出版社
《数值分析》，李庆扬等，华中科技大学出版社
《数值分析》，钟尔杰等，高等教育出版社
《概率统计计算方法》，肖云茹，南开大学出版社
《实用统计方法》，梅长林等，科学出版社
《计算方法》，蔡锁章，北京理工大学出版社
教材建设：
《计算方法》，田天海、许松林，武汉理工大学出版社
本课程积极投入教学改革，组织主讲教师多次修改教学大纲，结合计算机、信息技术的发展，根据专业的培养目标，及时地更新教学内容；
同时深入研究教学方法，采取启发式教学，在重点与难点知识结构延伸的章节中扩大自学与讨论内容，使学生由过去的被动学习变为积极主动地学习，因而提高了本课程的教学质量。
计算机和信息技术的迅速发展正在改变着人们对数学知识的需求，冲击着传统的观念和方法。
本课程设置了数学实验，在教学方法上采用开放式教学，在老师指导下由学生自己编制C、Basic、Mathematica或Matlab程序，解决诸如方程求根、多元函数作图和级数近似计算等典型问题，并由学生自己进行实验方案的选择，方法比较，数据分析与计算，使学生通过本课程的实验教学，能正确掌握使用计算机和数学分析的理论知识解决实际问题的方法，又在一定程度上提高了实际动手能力。
在实验课的成绩考查评定上采取随堂考查实验技术记分为主，实验报告为辅的方法。
3-4教学方法与教学手段（含多种教学方法灵活使用的形式与目的；
现代教育技术应用与教学改革）
该课程积极投入教学改革，组织主讲教师多次修改教学大纲，结合计算机、信息技术的发展，根据专业的培养目标，及时地更新教学内容；
同时深入研究教学方法，采取启发式教学，在重点与难点知识结构延伸的章节中扩大自学与讨论内容，结合实际需要，优选合适的高水平教材，并争取编写出了更适合我院特点的教材，提高本课程的教学质量。
3-5教学效果（含校内同事举证评价、校外专家评价及有关声誉的说明；
近三年学生的评价结果；
课堂教学录像资料评价）
《科学计算》课程的教学对学生的抽象思维能力、计算能力和逻辑推理能力的培养有着重要的影响。
因此，数学课部十分重视教学过程中各个环节的落实；
使我校的《科学计算》课程教学取得了令人满意的成果。
几年来，数学课部代数教研室每周三下午都进行一次教研室集体活动，活动内容分政治理论学习与教学科研研讨两大方面，政治理论学习主要根据校、院、系安排进行理论学习及有关活动安排教学科研活动、教学安排、教材内容、方法探讨，及教师教研、科研情况交流。
一般来说，通常第一周是检查教师在新学期教学进程安排情况、教案、备课情况；
因此教研室教师每学期都有完整高质量教案。
此外，教研室在中期开展期中检查，了解教学进度，教师授课及学生学习情况，对学生的意见及时反馈给老师，以更好地开展工作。
此外教研室每学期都上教师的“经验交流课”与新青年教师“会诊课”，教研室为提高学生的积极性，每年举办一次大学数学（包括高等数学、线性代数、概率与统计）竞赛活动。
自94年以来，我校每年都参加了全国大学生数学建模竞赛活动，多次获得省、国家级奖励，特别是在2000年、2001年、2002年都派出多个队参加全国大学生数学建模竞赛，其中有2队获国家二等奖，有3个队获省一等奖，有10个队获得省二等奖，获奖情况居省属高等院校前列。
通过建模竞赛活动，使我们的老师也得到了锻炼与提高，通过建模竞赛活动，对提高学生的素质、能力培养提供了一条经验之路，如我院每届参赛的队员中，有很多选手都考取了国内重点大学的硕士研究生。
几年来，本教研室教师，在教学过程中，能严格按教学大纲要求，根据教学进程表中的进度进行教学，能全面完成教学任务，无任何教学事故。
几年来，教研室在教学过程中，能严于律已，做到教书育人。
本课程从开课到现在没有出现任何教学事故。
在课堂教学、实验教学、考试考查等各教学环节上严格按教学工作规范要求组织实施，重视教学手段的现代化建设，取得了优良的教学效果，但与国内高等院校同类课程相比本课程的教学质量和教学水平应处二流位置。
从学生参加我校大学生数学竞赛成绩与本校其它课程相比较，在教学质量和教学水平上应处于中等偏上的位置。
从学生结业考试的成绩来看，教学质量、教学效果均达到了令人满意的程度。
学生测评我校的《科学计算》课程教学效果优秀。
4.自我评价
4-1本课程的主要特色（不超过三项）
（一）《科学计算》课程是理工科学生各专业的一门重要的专业基础课，涉及专业广泛，受教学生多，是学生学好其它课程和科学技术的必备基础。
（二）《科学计算》既有数学思维抽象性又有工程、经济应用实践性。
它来源于生活实际具有直观性，又高于生活能训练培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、计算能力和解决问题的能力。
（三）本课程许多知识方面均可利用数学软件在计算机上计算求解，能培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
将数学实验融合在课程教学中。
4-2本课程在国内外同类课程中的地位
本课程从开课到现在没有出现任何教学事故。
在课堂教学、实验教学、考试等各教学环节上严格按教学工作规范要求组织实施，重视教学手段的现代化建设，取得了优良的教学效果，与国内高等院校同类课程相比本课程的教学质量和教学水平应处一流位置。
从学生参加考研成绩来看《科学计算》课程教学质量和教学水平上处于前列。
4-3目前本课程还存在的不足之处
1.没有充分利用多媒体课件等现代教育技术手段组织教学
2.实验室没有独立建设，学生上机实习只能借用其他机房
3.我院机房现有的计算机无论是数量上还是质量上都无法满足教学的需要，部分计算机已不能正常使用，严重影响了《科学计算》实验课的教学效果
4.缺乏合适的教学参考书。
因为《科学计算》是理论性与应用性很强的综合课程，教材及参考书很多，但现有的教材及参考书在理论性与应用性的衔接方面还有不足，与我院的教学实际存在一定的距离，因此编写一套合适的教材（或与其它学校合编）及其配套的教学参考书也是课程建设的重要任务。
5.课程建设规划
5-1本课程的建设目标、步骤、课程资源上网计划等
《科学计算》课程的建设目标为力争五年内建设成省级精品课程，十年内达到国家级精品课程标准并申报国家级精品课程。
（一）近期内，进一步完善教材和辅助教材建设，一年内完善电子教案（电子教材）及课件制作并投入使用。
（二）开展《科学计算》课程试题库研制和建设，三年内初步完成《科学计算》课程试题库并投入使用，五年内完成《科学计算》课程试题库的建设并推广使用。
（三）首先将《科学计算》课程教学大纲及部分电子教案和课件资源上网，并建立网上答疑系统。
再逐步完善丰富《科学计算》课程网上资源，三年内达到省级精品课程标准，力争四年内建设成完整《科学计算》课程教学及考核系统，实现网上教学。
（四）三年内开始申报省级精品课程，力争五年内建设成省级精品课程。
5-2本课程已经上网的资源名称列表
《科学计算》课程教学大纲。
《科学计算》课程教学进程表。
《科学计算》课程电子教案及部分课件。
《科学计算》课程练习题。
6.说明栏
学院意见：
《科学计算》课程是信息与计算科学专业的一门重要的专业基础课，在专业（学科）建设中起着非常重要的作用。
《科学计算》课程是学生学习后继课程的基础，学生对该课程学习得好与坏，直接影响到学生后续课程的学习，直接影响到本专业高素质人才的培养。
通过多年的努力，该课程建设已经取得了一定的成果。
鉴于该课程的重要性和已经具有的良好基础以及信息与计算科学专业发展的需要，经院教学委员会研究，同意该课程申报校级精品课程。
盖章：
年月日
学校意见：
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