《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)MathematicalExperiment課程編碼SCC251511010開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)數(shù)學(xué)建模學(xué)分1.0課內(nèi)學(xué)時(shí)24講授0實(shí)驗(yàn)24上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)16適用專業(yè)自動(dòng)化授課語言中文先修課程線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）課程簡介（必修）數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬褦?shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算機(jī)應(yīng)用結(jié)合起來融為一體，其內(nèi)容主要包括MATLAB軟件基礎(chǔ)、一元函數(shù)微積分學(xué)及其應(yīng)用、多元函數(shù)微積分學(xué)及其應(yīng)用、常微分方程、矩陣計(jì)算、線性方程組、數(shù)據(jù)分析及其應(yīng)用和工程實(shí)踐中的數(shù)學(xué)問題等內(nèi)容。目的是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型并利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生在科學(xué)研究方面得到初步的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。MathematicalExperimentcombinespuremathematicalknowledge,mathematicalmodelingwithcomputerapplication.ThiscoursemainlyincludesbasisofMATLABsoftware,calculusofonevariablefunctionsanditsapplication,multi-variablefunctionanditsapplication,ordinarydifferentialequation,matrixcomputing,linearequations,dataanalysisanditsapplicationandmathematicalproblemsinengineeringpracticeandsoon.Thepurposeofthiscourseistomotivatestudents,improvetheirabilityofapplyinglearnedknowledgetobuildmathematicalmodelsandusingcomputertosolvepraticalproblems,enhancetheirinnovation,tutortheminresearchandcultivatetheirpracticeabilityandcomprehensivequality.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人，，，，審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握MATLAB軟件的使用方法和基本程序設(shè)計(jì)。是4.32M2目標(biāo)2：掌握MATLAB軟件求解常見數(shù)學(xué)問題的方法。是4.33M3目標(biāo)3：通過課程項(xiàng)目的實(shí)踐，從實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新思維。是4.3三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章MATLAB軟件使用基礎(chǔ)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.掌握MATLAB軟件基本操作、編程和繪圖。2.利用函數(shù)、極限研究相關(guān)問題。////21.11.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)MATLAB的基本操作、基本命令和編程初步、函數(shù)及圖形。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告31.21.2綜合性實(shí)驗(yàn)科研論文中的圖形繪制，數(shù)e探索，π值計(jì)算。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告4第二章第二章微積分學(xué)實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.掌握求解微分和積分相關(guān)的MATLAB軟件命令。2.利用微分學(xué)和積分學(xué)知識(shí)研究實(shí)際問題。////52.12.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一元函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、高階導(dǎo)數(shù)、積分，多元函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)、混合偏導(dǎo)數(shù)，二重積分、三重積分。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告62.22.2綜合性實(shí)驗(yàn)單調(diào)區(qū)間、凹凸區(qū)間、極值、最佳訂貨量問題，金融計(jì)算問題，最小二乘法及其應(yīng)用。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告7第三章第三章常微分方程實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.用MATLAB軟件求解常微分方程初值問題及邊值問題。////83.13.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)求解一階線性常微分方程(組)的通解，初值問題求解方法，邊值問題的求解方法。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告93.23.2綜合性實(shí)驗(yàn)復(fù)雜解析解的簡化，(非)線性常微分方程(組)的求解器ODE45，自由振動(dòng)問題。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告10第四章第四章矩陣計(jì)算實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.掌握矩陣的建立與拆分、掌握矩陣的基本運(yùn)算。2.具有對矩陣進(jìn)行簡單分析的能力。////114.14.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)矩陣的建立和拆分，矩陣的加減乘除等運(yùn)算。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告124.24.2綜合性實(shí)驗(yàn)矩陣求逆、矩陣的特征值等矩陣分析，層次分析法（AHP）的MATLAB實(shí)現(xiàn)。M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告13第五章第五章線性方程組實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.掌握線性方程組的基本知識(shí)、常用求解方法。2.編程實(shí)現(xiàn)線性方程組的求解方法。////145.15.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)線性方程組是否有解，解是否唯一，若不唯一解的結(jié)構(gòu)如何。M11實(shí)驗(yàn)1撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告155.25.2綜合性實(shí)驗(yàn)編制高斯消去法和牛頓迭代法的程序，熱桿問題：求解偏微分方程/常微分方程離散后的線性方程組。M23實(shí)驗(yàn)3撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告16第六章第六章數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：1.掌握MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱的基本函數(shù)，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)樣本基本統(tǒng)計(jì)描述和統(tǒng)計(jì)作圖，計(jì)算概率密度及概率分布函數(shù)值，并能夠生成服從已知分布的隨機(jī)數(shù)。2.能夠?qū)τ谝阎植夹问降臉颖緮?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)參數(shù)的點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)。////176.16.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)利用MATLAB相關(guān)函數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)樣本的均值、方差、協(xié)方差矩陣，計(jì)算常見分布形式的概率密度及概率分布函數(shù)值，生成常見分布形式的隨機(jī)數(shù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)作圖。M12實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告186.26.2綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)生考試成績的綜合分析問題，并在已知分布形式下，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)參數(shù)的極大似然點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)M22實(shí)驗(yàn)2撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1，每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2，成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性，是否按時(shí)上交，是否獨(dú)立完成評(píng)分。3，考核學(xué)生對MATLAB基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題，解決問題的能力，題型主要有編寫函數(shù)，繪圖和計(jì)算題。10%2實(shí)驗(yàn)1，成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況評(píng)分。2，考核學(xué)生運(yùn)用MATLAB編程，能夠解決方程（組）求解，微積分學(xué)，常微分方程，矩陣計(jì)算，線性方程組等數(shù)學(xué)問題的能力，包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。20%3大作業(yè)1，本課程要求學(xué)生自選一個(gè)數(shù)學(xué)問題或與所學(xué)專業(yè)相關(guān)問題，并利用MATLAB軟件進(jìn)行求解。2，根據(jù)模型建立情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性評(píng)分。10%4期末考試1，開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2，主要考核學(xué)生運(yùn)用MATLAB軟件解決所學(xué)數(shù)學(xué)問題的能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題，解決問題的能力，題型主要為填空題和編程。60%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)40%A-獨(dú)立思考，按時(shí)完成，程序代碼規(guī)范，解題思路清晰，步驟完整，格式合理，答案準(zhǔn)確。B-獨(dú)立思考，按時(shí)完成，程序代碼比較規(guī)范，解題思路比較清晰，步驟比較完整，格式合理，答案準(zhǔn)確。C-獨(dú)立思考，按時(shí)完成，程序代碼比較規(guī)范，解題思路比較清晰，步驟比較完整，格式比較合理，答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，程序代碼不規(guī)范，解題思路混亂2M1實(shí)驗(yàn)30%A-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。B-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。C-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。D-實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果3M1期末考試30%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）4M2實(shí)驗(yàn)30%A-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。B-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。C-實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式正確，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。D-實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果5M2期末考試30%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）6M2大作業(yè)40%A-選題難度較高，所建立的數(shù)學(xué)模型比較合理，能用MATLAB進(jìn)行完整求解，報(bào)告條理清晰，格式規(guī)范。B-選題難度適中，所建立的數(shù)學(xué)模型比較合理，能用MATLAB進(jìn)行完整求解，報(bào)告條理清晰，格式規(guī)范。C-選題難度適中，所建立的數(shù)學(xué)模型比較合理，能用MATLAB進(jìn)行部分求解，報(bào)告混亂，條理不清，格式不規(guī)范。D-選題過于簡單，且所建立的數(shù)學(xué)模型很不合理，未能用MATLAB進(jìn)行完整求解，報(bào)告混亂，條理不清，格式不規(guī)范評(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,75-89,60-74,0-59];六、教材與參考資料序號(hào)教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|《數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》,等,中國石油大學(xué)（華東）出版社,2018.（*主教材）七、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息序號(hào)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)室名稱門牌號(hào)組人數(shù)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類別要求實(shí)驗(yàn)類型上機(jī)1