计算物理学教学要求
新疆大学_计算物理学_教学大纲
新疆大学“计算物理学”教学大纲课程英文名称：Computational Physics课程编号：课程类型：专业选修总学时：72 学分：4适用对象：物理系计算物理专业本科生先修课程：普通物理学，高等数学，FORTRAN语言（或C语言）使用教材及参考书：（《书名》，编著人姓名，出版社名称，出版年份，是否全国优秀教材）《计算物理》，杨请建，上海科学技术出版社。
1988年一、课程性质、目的和任务计算物理学物理学领域中相对较为新的一门专业核心课程。
学习计算物理不仅能使学生系统地掌握物理模型和数学模型的建立方法和数值计算方法的选取原则，还能使学生获得分析和处理一些物理问题的基本方法和解决问题的能力，提高逻辑推理和插象思维的能力，为独立解决实际问题打下必要的数学物理基础。
二、教学基本要求具有扎实的普通物理学及高等数学基础知识，熟悉FORTRAN语言（或C语言），具有一定的计算机操作能力。
三、教学内容及要求第一章计算机在物理学中的应用$1.1 概述$1.2 计算机简介$1.3 计算流程图$1.4 FORTRAN语言介绍第二章几个简单计算$2.1 平均值和偏差，气垫实验数据处理$2.2 氢气在低温下热容量的计算$2.3 多道分析器的数据处理$2.4 猜数字，求平方根$2.5 泰勒展开近似计算$2.6 π的计算第三章静电势、电子线路和扩散$3.1 两个点电荷产生的静电势$3.2 带电金属丝产生的静电势$3.3 RC回路中电容器放电的研究——欧勒法应用$3.4 RLC电路中的放电理象$3.5 二维扩散方程的差分解法第四章误差及误差的改善$4.1 计算过程的误差$4.2 用近似方法计算定积分的误差$4.3 龙格库塔方法第五章薛定谔方程$5.1 一维方势阱的计算机求解$5.2 粒子在辏力场中的运动第六章用矩阵方法计算薛定谔方程的本征值$6.1 本征值方程的矩阵表示$6.2 矩阵的定义和一些性质$6.3 计算矩阵本征值的雅可比方法$6.4 线性代数方程组的高斯解法第七章复杂电荷分布的电势计算$7.1 泊松方程和变分法$7.2 有限元法$7.3 复杂电荷分布电势的有限元法计算箫八章蒙特卡罗方法$8.1 膺无规数的产生$8.2 链式反应的模拟$8.3 趋向平衡态的计算机模拟$8.4 麦曲罗保利斯方法$8.5 经典体系自由能的蒙特卡罗计算第九章实验数据处理$9.1 实验数据的拉格朗日插值法$9.2 样条插值$9.3 实验数据的曲线拟台$9.4 实验数据频谱分析的快速博立叶算法四、教学重点与难点重点：熟练掌握FORTRAN语言，常见积分的数值计算，简单微分方程的数值求解，简单物理问题的建模、方法实现及程序化。
计算物理课程设计论文
计算物理课程设计论文一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算物理的基本原理和概念，理解物理现象与数学模型之间的关系。
2. 使学生了解计算物理在科学研究和工程技术中的应用，培养他们将物理知识应用于实际问题的能力。
3. 引导学生掌握计算物理常用算法和编程技巧，提高他们运用计算工具解决物理问题的能力。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述物理现象的能力，学会选择合适的算法进行数值模拟。
2. 提高学生的编程实践能力，熟练使用相关计算物理软件和编程语言，如MATLAB、Python等。
3. 培养学生分析计算结果，总结物理规律，撰写计算物理报告的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算物理的兴趣，培养他们勇于探索、积极创新的科学精神。
2. 培养学生的团队协作意识，学会与他人合作共同解决问题，提高沟通与交流能力。
3. 增强学生的国家意识和社会责任感，使他们认识到计算物理在科技发展和国防建设中的重要作用。
本课程针对高年级学生，已具备一定的物理和数学基础，对计算物理有浓厚兴趣。
课程性质为理论教学与实践操作相结合，旨在培养学生的物理思维能力和计算技能。
在教学过程中，注重引导学生主动探究、动手实践，提高他们的分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述具体、可衡量的学习成果，为后续相关课程和实际应用打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 计算物理基本原理：介绍计算物理的基本概念、数学模型和数值方法，对应教材第一章内容。
2. 数值计算方法：讲解数值积分、数值微分、常微分方程数值解等基本数值计算方法，对应教材第二章。
3. 物理问题的数值模拟：分析流体力学、量子力学、电磁场等典型物理问题的数值模拟方法，对应教材第三章。
4. 编程实践：教授MATLAB、Python等编程语言在计算物理中的应用，指导学生完成相关编程练习，对应教材第四章。
5. 计算物理案例解析：剖析计算物理在科学研究中的应用实例，如粒子物理、凝聚态物理等，对应教材第五章。
《计算物理》教学大纲
《计算物理》课程教学大纲一、课程基本信息英文名称 Computational Physics 课程代码 PHYS2050课程性质 专业必修课程 授课对象 物理学学 分 2学分 学 时 36学时主讲教师 修订日期 2021.9指定教材 彭芳麟，《计算物理基础》，高等教育出版社，2010年二、课程目标（一）总体目标：本课程的知识目标：了解计算物理的发展简史，基本思想及其对现代物理学发展的支撑作用；系统掌握常见数据处理、解（常、偏）微分方程的基本思想，能够熟练使用MATLAB解决上述问题。
能力目标：提高数据处理和解决实际物理问题的能力，培养科研创新素养，为今后科研和工作起到铺垫作用。
素质目标：富有科学精神，勇于在物理学前沿及交叉领域探索与攀登。
（二）课程目标：课程目标1：了解计算物理的发展简史，计算物理与实验物理、理论物理的区别和联系，了解计算物理研究的前沿进展和应用前景；使学生认识到计算物理在现代科学研究领域的重要性，掌握辩证唯物主义基本原理，建立科学的世界观和方法论。
课程目标2：掌握MATLAB的基本使用方法；了解浮点运算与数值计算的误差来源；了解常见的分形结构，并能够利用MATLAB进行编程生成几种分形图形；掌握数值微分、数值积分、数据插值、曲线拟合、求方程（组）的根，傅里叶变换等基本算法，能够利用MATLAB 相关指令进行数值运算；培养和提高学生误差分析和数据处理的能力。
课程目标3：掌握解常微分方程、偏微分方程的基本思想，能够利用MATLAB编程或相关工具箱求解常见的弦振动方程，一维薛定谔方程、拉普拉斯与泊松方程、热传导方程等。
培养和提高学术利用计算物理解决实际问题的能力。
（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表课程目标对应课程内容对应毕业要求课程目标1第一章 绪论第八章 蒙特卡洛方法 毕业要求3：了解物理学前沿和发展动态，新技术中的物理思想，熟悉物理学新发现、新理论、新技术对社会的影响。
计算物理课程设计
计算物理课程设计一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握计算物理的基本概念和方法，能够运用计算物理解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解计算物理的基本概念；（2）掌握计算物理的基本方法；（3）了解计算物理在实际问题中的应用。
2.技能目标：（1）能够运用计算物理解决简单实际问题；（2）能够使用相关软件进行计算物理分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对计算物理的兴趣；（2）培养学生运用计算物理解决实际问题的意识；（3）培养学生团队协作、自主学习的能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括计算物理的基本概念、方法和应用。
具体安排如下：1.计算物理的基本概念：介绍计算物理的定义、发展历程和应用领域；2.计算物理的基本方法：介绍有限差分法、有限元法、蒙特卡洛法等方法；3.计算物理的应用：介绍计算物理在物理学、工程学、生物学等领域的应用实例。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解计算物理的基本概念、方法和应用；2.案例分析法：分析计算物理在实际问题中的应用实例；3.实验法：引导学生进行计算物理实验，巩固所学知识；4.讨论法：学生进行小组讨论，培养团队协作和自主学习能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的计算物理教材；2.参考书：提供计算物理相关领域的参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料；4.实验设备：配置计算物理实验所需的计算机、软件和实验设备。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观地评估学生的学习成果。
具体评估方式如下：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力；3.考试：安排一次期中考试，评估学生对本章节知识的掌握程度；4.实践项目：引导学生参与计算物理实践项目，评估学生的实际操作能力和团队协作精神。
计算物理-课程教学大纲
计算物理课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分；课程名称:计算物理所属专业:物理学课程性质:必修学分:4（二）课程简介、目标与任务；计算物理学是以计算机及计算机技术为工具和手段，运用计算数学的方法，解决复杂物理问题的一门应用科学。
是一门发展中的前沿学科，与理论物理、实验物理并列作为物理学的三大支柱，具有很强的实践性，因此在教学过程中，需要综合物理学理论、数值计算方法和计算机程序设计这三方面的知识，并且充分调动和发挥学生的主动性，培养学生使用计算工具软件、熟练地编程计算的实践能力。
并且在教学中让学生多了解相关的前沿科技动态。
计算物理课程的教学目的是，使学生系统地了解物理模型和数学模型的建立方法，掌握基本的数值计算方法以及物理学中常用的数值计算方法；使学生获得通过数值计算和计算机模拟，分析和处理一些物理问题的基本方法，具备基本的解决问题的能力，提高逻辑推理和抽象思维的能力，为独立解决科学研究中的实际问题打下必要的数学物理基础。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接；本课程要有一定的物理和数学基础，以便熟悉解决的相关物理问题及用到的数值计算方法；要熟练掌握一门计算机语言（如Fortran, Matlab语言），以便能独立完成上机实践；为以后解决科学研究中的实际数值计算问题打下必要的基础。
（四）教材与主要参考书。
教材:计算物理学 S.E.Koonin著，秦克诚译，高教出版社，1992年11月第1版; Computational Physics, Fortran Version, S.E.Koonin andD.C.Meredith.教学参考书：1.《计算物理学》马文淦著，科学出版社（2005）2.《计算物理学讲义》彭芳麟编写，北师大物理系（2000）3. 计算物理，杨清建编著，上海科学技术出版社。
4. An Introduction to Computational Physics，计算物理学导论，T.Pang著，世界图书出版公司。
《计算物理》实验教学大纲
《计算物理》实验教学大纲一、课程背景和目标：随着计算机科学和物理学的快速发展，计算物理作为一门交叉学科逐渐崭露头角。
《计算物理》实验旨在通过计算机模拟和编程实践，帮助学生从实践中加深对物理学原理的理解，培养学生运用计算机工具解决物理问题的能力，提高学生的创新和实践能力。
该实验课程的目标是：1.培养学生熟练掌握计算物理实验的基本方法和技巧；2.培养学生分析和解决实际物理问题的能力；3.培养学生实践中的团队合作和沟通能力；4.提升学生对物理学的兴趣，为进一步深入学习打下基础。
二、教学内容和学时分配：1.实验准备和基本技能训练（4学时）-计算机基本操作和编程环境搭建；-基本数据分析和可视化方法；-物理模拟方法概述。
2.计算力学实验(12学时)-自由落体运动模拟；-简谐振动模拟；-行星运动模拟；-碰撞模拟。
3.计算电磁学实验(16学时)-静电场模拟；-磁场模拟；-电荷运动模拟；-电磁波传播模拟。
4.量子物理模拟实验(12学时)-常见量子力学模型的数值解；-量子隧穿和谐振子模拟；-量子纠缠模拟。
5.综合实验和报告(8学时)-随机游走模拟；-相变模拟；-学生自主选题。
三、教学方法和学习要求：1.教学方法-理论授课与实践相结合；-示范实验与学生独立实验相结合；-小组合作与个人报告相结合。
2.学习要求-学生需按时完成实验任务，并书写实验报告；-学生需参与实验讨论和同学评议；-学生需熟练运用计算机工具和编程语言。
四、实验评估方式：1.实验报告质量（50%），包括实验数据的获取和处理，分析和解释结果的能力，以及实验结论的准确性和合理性。
2.实验讨论参与度（30%），包括对他人实验报告的评议，参与小组讨论和思想交流的表现。
3.个人编程实践（20%），包括实现实验目标的代码质量和创新性的评估。
五、教材和参考书目：1.教材：《计算物理实验指导与习题》；2.参考书目：-《计算物理学纲要》（徐兆芬、戚宏钟编著）；- 《计算物理导论》（L. A. Turski 编著）；六、实验设备和软件要求：1.计算机设备，包括个人电脑或笔记本电脑；2. 编程软件，如Python、MATLAB等；3. 数据分析软件，如Excel、Origin等。
《计算物理基础》教学大纲_物理学专业
《计算物理基础》教学大纲一、课程基本信息中文名称计算物理基础英文名称Computational Physics适用专业物理学应用物理学先修课程高等数学、计算机基础、程序设计、大学物理课程类别专业核心课程修读性质必修学分/学时2学分/46学时（12）考核方式考查二、教学目标本课程是为物理学专业和应用物理学专业的本科生开设的专业核心课程之一，是用数值方法求解典型物理问题的一门实用性专业课程。
本课程使学生掌握线性代数、常微分方程、逼近与插值、和非线性方程组等常见计算问题的通用数值解法和编程技巧。
本课程结合典型物理问题，有选择地介绍若干主要数值方法（如元胞自动机方法、蒙特卡罗模拟方法、密度泛函方法、分子动力学方法等）和软件应用，并结合计算机技术适当介绍计算科学的进展，为学生进一步从事有关的科学和技术研究，以及数值计算方法和软件研发打下基础。
本课程教学目标：通过课堂教学和课后实践练习，使学生掌握科学计算的基本方法，掌握典型物理问题的数值解法及计算结果的可视化。
三、教学内容及基本要求第一章绪论（2/1）（一）教学目标1.理解科学计算在科学研究中的意义，了解计算物理在物理学研究中的地位，了解MATLAB软件的发展历史和MATLAB应用于科学计算的基本情况。
2. 熟练掌握启动和退出MATLAB的方法；了解MATLAB的主要功能；熟练掌握命令窗口的使用；熟练掌握MATLAB的帮助的使用方法。
（二）重点、难点重点：MATLAB命令窗口的使用；难点：初接触MATLAB时，不熟悉可执行哪些命令。
（三）教学方法通过演示执行几个简单的常用命令，讲清重点；结合帮助系统和DEMO，剖析几个常用命令的使用方法，突破难点；结合多媒体命令的使用，提高学生学习计算物理基础课程的兴趣。
（四）教学内容1. 学习科学计算的意义（1）科学研究方法的演化（2）MATLAB软件的发展历史（3）MATLAB应用于科学计算的基本情况（4）实验物理、理论物理、计算物理三种研究物理学手段的特点（5）串行计算概念和并行计算概念2. MATLAB软件的基本功能（1）MATLAB启动和退出（2）了解MATLAB的主要功能（3）命令窗口的使用（4）MATLAB的帮助系统的使用3．MATLAB趣味例程（1）MATLAB的DEMO（2）MATLAB趣味例程演示（3）用拍现象和调制技术举例介绍用MATLAB模拟物理现象和物理过程（五）作业及要求描绘拍现象和调制现象。
《计算物理》课程教学大纲
《计算物理》课程教学大纲课程编号：20811220总学时数：40总学分数：2.5课程性质：必修适用专业：物理学一、课程的任务和基本要求：通过学习计算物理，掌握计算机编程解决一些物理问题的基本方法、手段和技巧，利用计算将一些抽象的理论数值化和图示化，从而进一的加深对相关领域和相关问题的理解。
此外，通过计算物理的学习，模拟实现实验条件要求比较高的一些实验项目。
利用计算物理方法，使学生能掌握运用数值计算的手段达到解决物理学中一些问题的目的。
二、基本内容和要求：计算物理是通过计算机编程，运用计算数学的方法，解决物理学中一些复杂问题的一门课程。
本课程利用Matlab作为计算平台。
课程内容主要涉及常微分方程Euler(欧拉)和Rung-Kutta(龙格－库塔)数值解格式，常微分方程数值解法，特别是掌握Matlab中的ode 函数解微分方程和微分方程组的方法，将高阶微方程分化为一阶微分方程（组）求解。
对阻尼振动、受迫阻尼振动、共振峰、弹簧单摆、α散射、带电粒子磁场中运动等物理问题进行动力学分析和数值求解。
偏微分方程定解问题，涉及泊松方程、拉普拉斯方程、热传导方程、波动方程和特征值问题,能应用pde toolbox进行建模和求解。
本课程还涉及一维、二维FFT，要求能应用FFT进行信号处理。
三、实践环节和要求：上机学时：16，学生上机编程，能独立检查、修改程序，完成相关章节的作业。
四、教学时数分配：五、其它项目（含课外学时内容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：理论教学和上机练习，考核方式：上机考试。
2、习题：各章节后相关习题3、能力培养要求：具有较强的应用计算物理方法解决物理学中的相关问题能力。
4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高等数学和力、电磁学、光学、原子物理、理论力学、Matlab 程序设计。
后续课程和教学环节：无。
平行开设课程和教学环节：无5、教材和主要参考书目：（1）教材：自编教材（2）主要参考书目：①井孝功计算物理，吉林大学出版社；②马文计淦计算物理学，中国科学技术大学出版社。
计算物理学第二版教学设计
计算物理学第二版教学设计一、教学目标《计算物理学》是现代物理学中的新兴研究领域，也是物理学教育中的一项前沿技术。
本教学设计的主要目标是让学生了解基本的计算物理学方法和理论，并通过小组实践学习和了解进一步的研究领域。
二、教学内容2.1 基础知识1.数字计算和数值稳定性2.常微分方程（ODE）求解3.偏微分方程（PDE）求解4.非线性动力学、混沌理论2.2 实践应用1.分析ODE和PDE解法的准确性和稳定性2.实践应用中的数值算法和误差控制3.让学生思考如何通过计算方法解决复杂问题三、教学方法与手段3.1 讲授使用人对生活中实际问题求解过程逐一讲述，帮助学生了解计算方法的基本原理和应用。
3.2 课堂讨论老师将一组有关计算物理学的问题提供给学生，让学生利用已经学过的计算方法解决问题。
学生在小组中彼此交流，讨论如何解决问题、如何控制误差等细节问题。
3.3 编程实践学生将课堂讲授和课堂讨论的所学内容应用于实际问题求解中。
通过课堂编程实践，学生能够加深对计算方法的理解并增强实践能力。
四、考核方式试卷考试占比50%，课程设计和实验报告占比50%。
五、教学资料推荐教材：吕岩、韦华金. 计算物理学第二版[M]. 清华大学出版社, 2011.参考资料：1.Stephen Wolfram. A New Kind of Science[M]. Wolfram Media,2002.2.James Gleick. Chaos[M]. Penguin Random House, 2012.六、预期效果通过学习本课程，学生将会具备以下能力：1.理解计算物理学的概念和基础知识。
2.具备在物理和相关领域中应用计算方法的实践技能。
3.能够对复杂问题进行数值求解，并掌握误差控制技术。
4.对计算物理学等新兴研究领域有一定的了解。
计算物理学教学设计
计算物理学教学设计背景计算物理学是一门关于计算机模拟方法在物理学中的应用的学科。
目前，计算物理学已经成为物理学中不可或缺的一部分。
因为在许多实验不可能在实验室内进行，计算模拟是更好的选择。
此外，计算物理学也可以提供更精确且准确可靠的实验结果。
它可以帮助物理学家在天文学、地球物理学、材料科学和凝聚态物理学等领域中找到解决方案。
计算物理学教学主要是针对本科生或者研究生，培养他们基本的计算技能，尤其是针对物理问题的解决。
教学目标本课程旨在让学生：1.掌握计算方法，特别是与物理学相关的计算技能，包括数值计算、计算仿真、量子计算等。
2.理解和掌握计算方法的优劣性，学习评估和选择计算算法的技能。
3.理解物理背景，与学习相关物理实验和理论课程相结合。
4.能够解决数学、物理问题，能用计算机编写程序解决物理问题，学会使用MATLAB等软件工具。
教学内容1.数值计算基础–数值分析基础能力–常微分方程求解基本方法–偏微分方程求解基本方法–数据拟合和统计分析方法–随机过程与数值模拟2.计算物理学基础–计算电动力学–分子动力学模拟–材料分析与计算–统计物理与计算–学习如何使用各类物理计算实验软件3.计算物理学应用–天体物理学模拟–热力学模拟–量子化学计算–计算材料学–量子计算教学方法本课程的教学方法包括课堂教学、自学、小组讨论和实验。
1.课堂教学每周4学时的讲课，主要介绍学生学习本门课程所需要的基础知识，包括计算物理学基础、计算物理学应用、数值计算基础等。
2.自学学生需自学相关领域的课程材料，包括参考书籍、论文等文献资料，每周至少6小时，以达到深度学习及理解计算物理学领域的知识，并完成相应的作业。
3.小组讨论学生将被分成小组，每个小组由4-5人组成，讨论相关的物理学问题，并给出相关的解决建议。
4.实验学生根据教师要求进行物理计算仿真实验，在实验中掌握计算方法及物理背景，强化计算物理学的应用。
评价标准1.考试成绩、课程论文、学术报告等考核方式。
计算物理学实验教学设计方案
学生实验数据分析能 力评估
数据处理方式 数据解释能力
学生实验设计能力评 估
设计独创性评估 设计逻辑性评价
教师实验教学反思
在教师实验教学反思环节中，教师需要深入分析 实验教学中存在的问题，总结实验教学的经验， 对实验教学设计方案进行改进，并探讨实验教学 未来的发展方向。这一过程是教师不断提升自我 的关键。
● 03
第3章 实验教学设计步骤
实验前准备
在进行实验教学设计之前，首先需要进行实验前 准备工作。这包括准备实验所需的设备和材料， 制定详细的实验操作流程以及安全规范，并要求 学生提前预习实验内容，准备相关的理论知识。 这些步骤的严谨性和细致性将直接影响到实验教 学的顺利进行和学生的学习效果。
实验前准备
计算波动传播实验
01 波动传播原理
介绍波动传播的基本概念
02 实验设备准备
准备实验所需的仪器和材料
03 数据采集与分析
记录实验数据并进行分析
计算电磁场分布实验
计算电磁场分布实验是通过数值计算模拟电磁场 在不同介质中的分布情况。学生可以通过编写计 算程序，模拟不同电荷分布情况下的电场和磁场 分布规律，从而深入理解电磁场的性质和特点。 这种实验设计可以帮助学生提升计算思维和实验 操作能力。
03 创新性
鼓励学生在实验中进行创新尝试，培养创造 力
实验教学设计反思
通过总结实验教学设计的经验和教训，不断完善 和提升设计水平，促进教学质量的提高。
感谢观看
THANKS
计算物理学实验教学设计的重 要性
01 提高学生学习兴趣和主动性
学习兴趣
02 理解物理理论，提高学习效果
理论理解
03 学生综合能力的培养
计算物理学课程设计
计算物理学课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计算物理学的基本概念，掌握计算物理方法在解决实际问题中的应用。
2. 学生能掌握物理学中的数学建模方法，运用计算工具进行模拟和计算。
3. 学生能了解计算物理学在科学研究和工程技术中的应用。
技能目标：1. 学生具备运用计算物理学方法解决实际问题的能力。
2. 学生能够熟练使用计算工具，如编程语言（如Python、MATLAB等）进行数据分析和处理。
3. 学生能够通过小组合作，共同完成计算物理实验，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对计算物理学产生兴趣，提高学习积极性，树立正确的科学态度。
2. 学生能够认识到计算物理学在科学技术发展中的重要作用，增强社会责任感和创新意识。
3. 学生在课程学习中，培养严谨、求实的学术品质，尊重事实，勇于探索。
本课程针对高年级学生，结合计算物理学课程性质，强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
课程目标旨在让学生掌握计算物理学的基本知识和方法，提高解决实际问题的能力，激发学生的创新意识，为培养未来的科研和工程人才奠定基础。
通过对课程目标的分解和具体化，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 计算物理学基本概念：介绍计算物理学的发展历程、基本原理和方法，使学生了解计算物理学在科学研究中的应用。
2. 数学建模方法：讲解物理学中的数学建模方法，如偏微分方程、常微分方程等，并介绍其在计算物理学中的应用。
3. 编程语言与计算工具：学习Python、MATLAB等编程语言在计算物理学中的应用，培养学生熟练使用计算工具进行数据分析和处理的能力。
4. 计算物理实验：设计具有实际背景的计算物理实验，让学生通过小组合作，亲自动手解决问题，提高实践能力。
具体教学内容安排如下：1. 第一章：计算物理学基本概念（1课时）- 计算物理学的发展历程- 计算物理学的基本原理和方法2. 第二章：数学建模方法（2课时）- 偏微分方程- 常微分方程3. 第三章：编程语言与计算工具（2课时）- Python编程基础- MATLAB在计算物理学中的应用4. 第四章：计算物理实验（3课时）- 实验一：流体力学问题- 实验二：电磁场问题- 实验三：量子力学问题教学内容根据课程目标制定，确保科学性和系统性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5、论文必须在2013年11月底以前完成。本课程结束时，论文以纸质形式提交，同 时提交论文的软件(可附ppt报告)及相应的计算程序。陈钟贤编著 哈尔滨工业大学出版社。 马文淦编著 中国科学技术大学出版社。
3、《偏微分方程数值解法》 陆金甫 关治 编 清华大学出版社。 4、《C程序设计》 谭浩强编 清华大学出版社。
5、数学物理问题的数值求解
6、自选题目。
5、可查阅的期刊：《计算物理》、《大学物理》、《物理》、 《物理通讯》、《物理教学》、《物理实验》等。 6、网上搜索。
作业(论文)题目大纲(仅供参考，最好自选题目)
1、非线性物理问题的数值解。
2、物理实验或物理过程的计算机模拟演示。
3、自己设计物理模型并对模型求解。 4、某种计算方法在具体物理问题中的应用。
《计算物理学》教学要求
物理系2011级本科班采用。
2013年8月
课程学习要求
1、作业要求：每人完成一个物理问题的设计，求解。以科技论文的标准形式提交， 个人独立完成。 2、论文内容要求：所讨论的问题要具有一定的创新内容。论文中要有理论分析、 推导；数值计算；以及对最后计算结果分析、讨论，给出你对此问题的最终结论。 3、论文题目可自拟，选定题目后，首先写出一个论文写作的基本设想(或摘要)， 其中写清楚你要做什么，怎样做(方法，思路等)。作为第一次作业在9月20日提交。 经与教师讨论后，得到认可后再进行下一步的工作。(这样做的目的，主要是为了 防止所选论文题目太难，不能按时完成；或论文题目太简单，没啥意思）。 4、10月20日提交论文初稿，作为第二次作业。