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甘肃民族师范学院物理教育专业课程教学大纲
计算机在物理学中的应用
一、说明
（一）课程性质
本课程是专业方向课。本课程需要有大学计算机以及普通物理的知识。
（二）教学目的本课程设计主要目的是熟悉和掌握MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，函数和数据可视，操作界面设计等，为后续的专业课程提供有力的工具。以掌握MATLAB软件的基础知识为主，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧、并将之运用到的实际物理问题中。
（三）教学内容
本课程主要讲授三部分内容：
1．MATLAB程序设计基础
2．矩阵线性代数算法实现
3．数据处理
（四）教学时数：
30学时
（五）教学方式：
采用讲授、讨论和研究相结合的方法进行教学。
二、本文
第一章MATLAB程序设计基础
教学要点：
常量与变量 数组 运算符 m文件
教学时数：
10学时
教学内容：
第一节 常量与变量（3学时）
特殊常量一般变量
第二节 数组与运算符（4学时）
细胞数组与结构数组 算术运算符 关系运算符 逻辑算术符
第三节 m文件（3学时）
命令文件 函数文件
考核要求：
1．理解常量与变量区别。
2．掌握建立与引用数组的方法，熟练运用运算符。
3．掌握m文件编辑、调用与调试。
第二章矩阵线性代数算法实现
教学要点：
矩阵的生成 矩阵的部分扩充、删除、修改、变维、数据变换 特殊矩阵矩阵的基本运算齐次线性方程组通解的解法 非齐次线性方程组通解的解法
教学时数：
10学时
教学内容：
第一节 矩阵的生成与修改（3学时）
矩阵的生成的方法 矩阵的部分扩充、删除、修改、变维、数据变换 特殊矩阵
第二节 矩阵基本运算与高级运算（4学时）
矩阵的基本运算与矩阵函数 矩阵的逆与伪逆 矩阵与向量的范数 竞争的分解
第三节 求线性方程组的解（3学时）
齐次线性方程组通解的解法 非齐次线性方程组通解的解法
考核要求：
1．掌握矩阵的生成与修改的方法
2．掌握矩阵基本运算与高级运算
3．熟练求解线性方程组
第三章数据处理
教学要点：
曲线拟合 求解偏微分方程 泰勒展开
教学时数：
15学时
教学内容：
第一节 数据插值（3学时）
一维插值 二维插值 曲线拟合第二节 数值计算（3学时）
求解常微分方程 求解偏微分方程
第三节 符号计算（4学时）
符号定义 符号运算
考核要求：
1．掌握数据插值的方法
2．掌握数值计算。
3．掌握符号计算
三、参考书目：
1.徐金明，《MATLAB实用教程》，清华大学出版社，2005年。
2.孙蓬，《MATLAB基础教程》，清华大学出版社，2011年。
四、本课程使用教具和现代教育技术的指导性意见
本课程是专业方向课程，此课程的特点是力求理论的系统性。在教学中要采用常规教学与多媒体教学相结合的课堂教学方法以及图片，幻灯片等资料，使教学内容丰富多彩。
五、课外学习
（一）课外读书
1、目标
通过广泛而有序的课外读书获取、筛选信息，开阔学生的视野、丰富学生的知识、培养适应社会发展的各种能力。
2、阅读书目
（1）张圣勤，《MATLAB 7.0实用教程》，高等教育出版社，2006年。
3、学习要求
（1）复述性理解：理解读物所传递的基本信息和读物提供的内容；
（2）解释性理解：把读物内容转化为自己的认识；
（3）评价性理解：对所读材料内容做出自己的判断；
（4）创造性理解：逐步培养学生探究性阅读和创造性阅读的能力，提倡多角度的、有创意的阅读，利用阅读期待、阅读反思和批判等环节，拓展思维空间，提高阅读质量。
4、时间安排
课余时间以学生自学为主，教师不定期安排指导课不少于4个学时。
5、评价方式
通过检查学生的读书笔记、摘记、阅读卡等书面材料，以量化的形式定时、定量甚至定主题地来评价学生的阅读情况。同时通过学生间的互相检查，来达到评价的目的。使课外阅读能够趋于常规化，做到天天读、周周读、月月读，同时也充分挖掘了学生自我评价能力。评价可分为优、良、中、及格和不及格五个档次。
（二）课外讨论
1、目标
通过有组织的课外专题讨论形式，培养学生的语言表达能力和逻辑推理能力、激发学生的创造性思维能力，丰富学生的知识、使学生成长为适应社会发展需求的合格人才。
2、讨论内容
讨论MATLAB在物理学中应用的相关问题。
3、讨论要求
围绕教学中心制定讨论计划，通过有组织的课外讨论，使学生在语言表达能力和逻辑推理能力、以及创造性思维能力等方面得到较大提高，掌握小型讨论会的组织方法，并能够较为熟练地掌握各种讨论技巧和方法。
4、时间安排
全学期组织二次班级讨论会，可以设置兴趣小组，或者集体讨论。
5、评价方式
教师参与学生讨论会，并对学生讨论的综合能力做出客观评价，同时鼓励学生间的互相评价和自我评价。评价可分为优、良、中、及格和不及格五个档次。
（三）实践活动
1、目标
实践活动的教学安排，主要目的是促使学生比较扎实的掌握专业技能，提高学生专业实践能力与创新素质。主要办法是强化实训教学的力度。在校内专业实验室，由辅导教师专门指导，解决所遇到的各种难题。
2、实践内容
利用MATLAB解量子力学、电动力学、理论力学、统计物理中相关方程。
3、实践要求
对实践内容有所了解，甚至熟练掌握。
4、时间安排
双周进行一次实践活动。
5、评价方式
根据学生的出勤、实习态度，完成的实训报告及各项操作的质量，实训小组的团队配合，个人创新能力等多方面综合评定。
主要项目标准：
（1）考勤、纪律、态度占10％；
（2）实训报告占40％；
（3）操作演练达标占40％；
（4）其他综合占10％；
实践活动结束，指导教师根据学生在每一阶段的成绩综合给出最终评价；评价可分为优、良、中、及格和不及格五个档次。
（四）课外作业
1、目标
（1）复习巩固上课所学的知识或检查课堂效果；
（2）培养学生的软件应用，提高信息素质；
（3）培养学生严谨、认真的学习习惯。
2、作业内容
每章讲完后根据学生的实际情况布置适当的作业。
3、作业要求
快速阅读科技文献并翻译相关科技文献。
4、时间安排
约每二周布置一次作业。
5、评价方式
任课教师按照作业要求对学生作业给出最终评价；评价可分为优、良、中、及格和不及格五个档次。
