數值分析課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐論文
摘要：本文主要就數值分析課程教學(xué)改革這個(gè)話(huà)題提出相應的分析探討，并且認真進(jìn)行了實(shí)踐初步探索，以期能夠對目前以及未來(lái)的數值分析課程教學(xué)改革有一定的幫助。
關(guān)鍵詞：數值分析；教學(xué)改革；探索；實(shí)踐初探
數值分析也被稱(chēng)為計算方法，它被廣泛學(xué)習于各大高校的理工科專(zhuān)業(yè)。數值分析這門(mén)課程具有抽象的數學(xué)理論的特點(diǎn)，但是它又由于具有很強的實(shí)用性以及實(shí)踐性的特點(diǎn)而被廣泛應用于解決一些生活中的實(shí)際問(wèn)題。不僅物理學(xué)專(zhuān)業(yè)、計算機專(zhuān)業(yè)、機械工程等理工科專(zhuān)業(yè)對數值分析這門(mén)課程有很?chē)栏竦恼莆找�，一些�?jīng)濟管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)也對掌握數值分析這門(mén)課程提出了要求，比如風(fēng)險投資專(zhuān)業(yè)以及財務(wù)管理專(zhuān)業(yè)等。由此可見(jiàn)，數值分析這門(mén)課程在許多專(zhuān)業(yè)的課程學(xué)習中都處于十分重要的地位。目前，我們國家正在實(shí)施一系列的教育改革措施，以期獲得更加完善、更加符合時(shí)代發(fā)展的教育體系。數值分析課程的教學(xué)改革也成為了當前教育改革過(guò)程中一個(gè)十分重要的步驟。并且，目前數值分析課程的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中依然存在許多問(wèn)題，比如課程難度系數大、公式非常復雜等。面對這些存在的問(wèn)題以及教育改革的需要，數值分析課程進(jìn)行教學(xué)改革已經(jīng)勢在必行。
1數值分析課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.1內容多，課時(shí)少
目前，我們國家各大高校在數學(xué)分析這門(mén)課程教學(xué)中存在的一個(gè)十分顯著(zhù)的問(wèn)題就是課程內容多，而課時(shí)又太少。一方面，數學(xué)分析這門(mén)課程包含的知識點(diǎn)內容極其廣泛；另一方面，數值分析這門(mén)課程是不斷發(fā)展的，隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步這門(mén)課程也會(huì )有相應的更新。另外，伴隨著(zhù)計算機的廣泛應用，數學(xué)分析課程與計算機進(jìn)一步地加深了密切聯(lián)系，也因此出現了一些新型的方法以及理論知識，這些都在一定程度上拓寬了數值分析這門(mén)課程的學(xué)習內容。因此，當數學(xué)分析課程知識點(diǎn)十分廣泛時(shí)，老師如果想在有限的時(shí)間段將這門(mén)課程很好地教授給學(xué)生將是一個(gè)很大的挑戰。
1.2內容相對獨立，缺少連貫性
數值分析這門(mén)課程不僅存在知識點(diǎn)復雜多樣的問(wèn)題，內容相對獨立，缺少連貫性也是它一個(gè)比較顯著(zhù)的問(wèn)題。數值分析課程對于各種計算方法以及數學(xué)理論的講解安排都比較獨立，這使得數值分析課程的教學(xué)老師不能詳細地將數值分析這門(mén)課程的一些知識點(diǎn)的發(fā)展過(guò)程清楚明白地展現給這些學(xué)生。同時(shí)，這些學(xué)生也因此不能很好地將這門(mén)課程中學(xué)到的一系列計算機知識以及數學(xué)理論融會(huì )貫通在一起，這對于這些學(xué)生靈活使用數值分析課程中的一些知識點(diǎn)有很大的影響。
1.3重理論，輕實(shí)踐
數值分析這門(mén)課程還存在過(guò)度重視理論知識學(xué)習，輕視實(shí)踐應用的問(wèn)題。許多數值分析課程的教材都著(zhù)重分析理論，教材中涉及的一些例題也缺乏創(chuàng )新性以及實(shí)際應用性。這容易導致這些學(xué)生掌握了理論知識以及具體的解題步驟，卻不能靈活地將這些知識應用到實(shí)際問(wèn)題的解決過(guò)程中去。
1.4直觀(guān)性差
老師在教授數值分析這門(mén)課程時(shí)會(huì )廣泛應用到多媒體，這些多媒體的使用在一定程度上可以幫助課程教學(xué)工作的展開(kāi)，但是依然存在直觀(guān)性較差的問(wèn)題。數值分析這門(mén)課程不可避免的涉及許多復雜公式的推導，學(xué)生對于這些方法的理解大多還停留在書(shū)面意義上，這對于數值分析課程的教學(xué)工作有很大的阻礙性。
2數值分析課程教學(xué)改革實(shí)踐
2.1教學(xué)手段
教學(xué)老師在教授數值分析這門(mén)課程時(shí)，要充分利用諸如多媒體等教學(xué)手段。通過(guò)多媒體等手段將數值分析課程做成課件，利用動(dòng)畫(huà)短片等方法展現數值分析課程中的一些計算方法，讓這些學(xué)生可以更好地掌握數值分析這門(mén)課程。動(dòng)畫(huà)等多媒體方式可以讓數學(xué)分析課程內容更加直觀(guān)清晰地展現在這些學(xué)生目前，讓課堂氣氛更加生動(dòng)活躍，提高數值分析課程的教學(xué)效率。將生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)課件與嚴謹科學(xué)的數值分析理論知識結合起來(lái)，可以讓復雜難懂的數值分析課程變得更加通俗易懂，學(xué)生也可以更加輕松地掌握這門(mén)課程的學(xué)習，提高他們對這門(mén)課程的學(xué)習興趣。
2.2教學(xué)模式
我們知道要想獲得一個(gè)高效率的教學(xué)工作，那么就一定要重視教學(xué)模式。數值分析是一門(mén)涉及大量理論知識以及計算方法的課程，教學(xué)模式與這門(mén)課程能否很好地被學(xué)生理解以及掌握有十分大的關(guān)系。在數值分析課程的教學(xué)模式中，我們要重視每個(gè)計算方法的實(shí)際應用。誠然，每個(gè)教學(xué)方法我們都需要對它進(jìn)行嚴謹科學(xué)的推導證明，但是這個(gè)過(guò)程往往會(huì )讓人覺(jué)得繁瑣并且不易理解。因此，我們需要適當地多結合一些實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)一些實(shí)際問(wèn)題以及動(dòng)畫(huà)演示等多媒體方式更加直觀(guān)地解釋數值分析課程中的計算方法以及理論�？偠灾�，就是要改革以往數值分析課程的教學(xué)模式，輔之以更加生動(dòng)形象的教學(xué)模式，提高數值分析課程的教學(xué)效率。
2.3上機實(shí)踐
學(xué)好數值分析課程不僅要掌握好計算方法以及理論知識，上機實(shí)踐也十分重要。通過(guò)相應的一系列上機實(shí)踐，學(xué)生能夠更好地將自己平時(shí)所學(xué)的理論知識與計算方法應用到計算機的實(shí)際操作中，真正做到學(xué)以致用，以理論知識帶動(dòng)實(shí)際應用，實(shí)際應用帶動(dòng)理論知識的學(xué)習。我們不僅要求學(xué)生要熟練地掌握編程能力，同時(shí)還不能忽視對數值算法的學(xué)習。另外，我們還需要要求這些學(xué)生能夠對現有的一些程序作出一定的改進(jìn)，能夠融合使用一定的計算機技巧。為了鍛煉這些學(xué)生的實(shí)際操作能力以及應用能力，我們可以選擇一些計算復雜需要借助計算機操作并且實(shí)際應用性強的問(wèn)題作為課后作業(yè)。這種課后作業(yè)可以很好地鍛煉這些學(xué)生更加熟練利用平時(shí)學(xué)習的數值分析方法，并且培養他們在計算機上編寫(xiě)程序語(yǔ)言解決問(wèn)題的能力。通過(guò)重視這些學(xué)生的上機實(shí)驗操作，假以時(shí)日，這些學(xué)生的數值分析課程一定可以掌握得更好，老師們也可以獲得一個(gè)更高效率的.數值分析教學(xué)結果。
3數值分析教學(xué)改革的建議
3.1采用“問(wèn)題教學(xué)法”
問(wèn)題教學(xué)法，顧名思義，就是通過(guò)我們日常生活實(shí)際中出現的一些問(wèn)題，提出涉及數值分析課程內容的相應的一系列數學(xué)問(wèn)題，以問(wèn)題帶動(dòng)數值分析課程內容的學(xué)習。我們可以借助數學(xué)方法中經(jīng)常使用的歸納、分析、演練等手段建立具體的數學(xué)模型，然后從理論上研究采用哪種方法以及思想去解決問(wèn)題。借助數學(xué)模型，我們可以更加直觀(guān)地分析這些方法具有什么優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，并且這些方法分別適用于解決哪種類(lèi)型的問(wèn)題。在數值分析課程的教學(xué)過(guò)程中，老師可以充分利用問(wèn)題教學(xué)法帶來(lái)的好處，用一系列的問(wèn)題帶動(dòng)這些學(xué)生對數值分析課程內容的思考與理解，提高他們的學(xué)習積極性以及學(xué)習興趣。
3.2采用對比教學(xué)法
對比教學(xué)法是教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常使用的一種教學(xué)方法，可以很好地提高教學(xué)效率。在數值分析課程的教學(xué)過(guò)程中使用對比分析法，學(xué)生可以更加清晰地明白一些理論知識以及計算方法的應用，更加深刻準確地掌握課程知識內容。對于數值分析課程而言，老師可以通過(guò)對比傳統數學(xué)教育以及目前學(xué)習的數值分析課程，以此達到對比教學(xué)法的目的。傳統的數學(xué)教育將教學(xué)主要內容集中在高等數學(xué)這塊，它十分強調對理論知識的分析，由于大多數數學(xué)問(wèn)題都有復雜繁瑣的特點(diǎn)，許多涉及數學(xué)問(wèn)題的理工科的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題就出現了很難解決的情況。若不能很好地掌握數學(xué)知識的應用，就容易導致一些學(xué)生對數學(xué)課程的學(xué)習失去學(xué)習興趣。反觀(guān)數值分析這門(mén)課程，它具有實(shí)用性非常強的特點(diǎn)，它的理論知識以及計算方法被廣泛應用于其他專(zhuān)業(yè)的學(xué)習課程中，同時(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題方面它也有很大的實(shí)用性。因此，對于傳統的數學(xué)教育以及現在的數值分析這兩門(mén)課程之間存在的聯(lián)系以及區別，老師有必要通過(guò)對比教學(xué)法的方式對他們進(jìn)行詳細說(shuō)明。老師可以通過(guò)某些具體的實(shí)例來(lái)說(shuō)明傳統數學(xué)方法是怎樣解決這個(gè)問(wèn)題，而數值分析又是怎樣解決這個(gè)問(wèn)題。由此達到對比教學(xué)法的目的，讓學(xué)生可以更加深刻地理解掌握數值分析課程，也讓數值分析課程教學(xué)效率更高。
3.3重視思維方式的培養
數值分析這門(mén)課程與高數、線(xiàn)性代數、概率論等數學(xué)課程有著(zhù)十分密切的聯(lián)系，同時(shí)又存在明顯的區別。數值分析這門(mén)課程應用于實(shí)際問(wèn)題，并且解決這些日常生活中的實(shí)際問(wèn)題；高數等數學(xué)課程更加追求的是這些問(wèn)題的精確度以及對此進(jìn)行的理論推導。針對數值分析課程的特點(diǎn)，老師需要重視培養學(xué)生在數值分析課程方面的思維方式。
4教學(xué)改革的一點(diǎn)設想
目前我們國家各個(gè)高校之間大多存在這樣一個(gè)問(wèn)題———不同院系之間很少進(jìn)行交流，這些不同院系不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也缺少對彼此的了解，這嚴重影響了這些學(xué)生之間進(jìn)行團隊合作以及協(xié)作交流。我們計劃將數值分析的教學(xué)過(guò)程與數學(xué)建模結合起來(lái)，將不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行分組組合，增加他們彼此之間的交流機會(huì )，發(fā)揮每個(gè)組中每個(gè)組員的專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢，優(yōu)勢互補，合作交流，一起完成一些數值分析問(wèn)題。同時(shí)，我們可以鼓勵這些學(xué)生積極與老師進(jìn)行合作交流，達到資源共享以及知識互補的目標。讓不同專(zhuān)業(yè)、不同性格、不同背景的學(xué)生老師集中在一起，思維迸發(fā)，一起合作努力解決數值分析課程中遇到的一系列科學(xué)計算問(wèn)題，提高他們的學(xué)習興趣以及培養他們的創(chuàng )新思維。
5結語(yǔ)
數學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活，在如今這個(gè)科技化信息化的時(shí)代，我們一定要重視對數值分析這門(mén)課程的學(xué)習以及應用。同時(shí)，為了更好地響應我們國家目前進(jìn)行的教育教學(xué)改革目標，我們一定要重視對數值分析課程教學(xué)改革的探索，逐步進(jìn)行實(shí)踐探索，進(jìn)一步提高教學(xué)效率，最終實(shí)現對數值分析課程教學(xué)改革的目標。
參考文獻
[1]杜廷松.關(guān)于數值分析課程教學(xué)改革研究的綜述和思考[J].大學(xué)數學(xué),2007,23(2):8-15.
[2]劉春鳳,何亞麗.數值分析課程的教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].河北理工大學(xué)學(xué)報,2006,6(3):118-119.
[3]劉春鳳,何亞麗.應用數值分析[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005.
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