數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)計算實習課程教改初探

支麗霞 馬寧

【摘要】計算實習是數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)一門重要的必修課和綜合實踐課程，是培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)和實際能力的重要實踐環(huán)節(jié).目前計算實習課中的現(xiàn)狀令人擔憂.本文從我系計算實習教學實際出發(fā)，對教學內(nèi)容、教學方法等方面做了一些積極的探索和實踐.

【關(guān)鍵詞】教學改革；任務驅(qū)動

一、引 言

數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)學生主要學習數(shù)學和應用數(shù)學的基礎(chǔ)理論、基本方法，接受數(shù)學模型、計算機和數(shù)學軟件方面的基本訓練，初步具備科學研究、解決實際問題及從事軟件開發(fā)等方面的基本能力.旨在培養(yǎng)扎實的數(shù)學理論基礎(chǔ)和借助數(shù)學和計算機技術(shù)解決實際課題的能力，能在科技、教育和經(jīng)濟部門從事研究、教學工作或在生產(chǎn)經(jīng)營及管理部門從事實際應用、開發(fā)研究和管理工作的高級專門人才.計算實習課程作為提高學生專業(yè)素質(zhì)和實際能力的重要實踐環(huán)節(jié)，對學生的就業(yè)及以后的發(fā)展都起著舉足輕重的作用.

二、我系計算實習課程教學現(xiàn)狀及存在的問題

目前我系計算實習課程教學中存在很大的問題，主要有：

（一）從學生方面，學生的計算機基礎(chǔ)較差

作為數(shù)學、數(shù)學建模與計算機應用三者融為一體的一門課程，計算實習課程一般開設(shè)在大三的下半學期.盡管在此之前學生已經(jīng)學習過數(shù)值分析、數(shù)理方程等課程，每門課程也或多或少的有上機課時，大多數(shù)學生的編程能力卻非常缺乏，幾乎一半的學生對最常用的數(shù)學軟件一點都不熟悉.我們課上曾經(jīng)做過統(tǒng)計，幾乎一半的學生不會用MATLAB.

（二）從教師的教學方面，教學內(nèi)容不規(guī)范

長期以來，我系計算實習課程一直沒有統(tǒng)一的教材.在教學實踐上，計算實習任務往往根據(jù)各個老師的意愿和經(jīng)驗來布置，隨意性較大，教學過程不規(guī)范，教學質(zhì)量難以得到保障.

（三）從考核方式方面，考核方式單一、不規(guī)范對于理論課程的考核，由于經(jīng)過了長時間的實踐，已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的考核方式.而對于計算實習課程，考核方式還不完善.一般只以學生提交的實習報告為依據(jù)，缺乏對學生實習過程的指導和監(jiān)督，考核方式較為單一.

三、計算實習課程的教改初探

為了改善目前計算實習課程教師教得累，學生收獲不多，課堂效率不高的現(xiàn)狀，我們做了以下幾方面的嘗試：

（一）規(guī)范教學內(nèi)容，編制計算實習任務書

計算實習可供選擇的內(nèi)容非常廣泛，數(shù)值分析、偏微分方程數(shù)值解等課程的算法都可以涉及.但由于課程學時所限及學生的程度不同，編制難度適當?shù)挠嬎銓嵙暼蝿諘泔@得尤為重要.經(jīng)過幾年的探索，我們編制了規(guī)范的計算實習任務書，題目有難有易，以供學生根據(jù)自己的實際情況和興趣進行選擇.這些任務書主要分為三大模塊，即科學計算模塊（主要包括線性和非線性方程組求解、插值和擬合、微分方程的數(shù)值解等）、數(shù)值信號處理模塊（主要包括離散傅立葉變換及其逆變換、濾波器設(shè)計等）以及數(shù)理統(tǒng)計模塊.經(jīng)過兩年的試用，學生參與積極性有了較大提高，反映較好.

（二）采用任務驅(qū)動型的教學模式，變學生被動接受為主動學習

“任務驅(qū)動型”教學模式是隨新課程改革實踐而產(chǎn)生的一種新教學模式，它體現(xiàn)了課程改革的新理念、新思想.在計算實習課程的教學中，我們采用了任務驅(qū)動型的教學模式.即上課之初先下發(fā)實習任務書，學生圍繞任務書展開學習、研究和探索.改變了以往數(shù)學課程那種僅僅依靠“一支筆，一張紙”，由教師單向傳輸知識的模式.實習任務書的設(shè)計體現(xiàn)了科學性、系統(tǒng)性和實用性.在整個實習過程中，學生要以完成項目為最終目的，分工合作按照要求查找資料、弄清原理、編制程序、書寫報告、分享對原理的理解、實習體驗和心得.大大提高了學生在教學過程中的參與程度，學生的主觀能動性在實習中得到相當充分的發(fā)揮.

（三）在教學形式上，鼓勵學生通過團隊合作完成任務

計算實習的目的是讓學生了解和初步實踐，應用數(shù)學知識和方法解決問題的全過程，并通過計算機和數(shù)學軟件進行“實驗”.計算實習把數(shù)學，數(shù)學建模與計算機應用三者融為一體，有助于培養(yǎng)學生綜合應用能力.另一方面，由于學生個體的差異，難免有的學生能力較強一些，而另一些學生基礎(chǔ)較為薄弱.因此我們鼓勵學生按實習內(nèi)容分成若干小組，相互學習、相互協(xié)作.在完成任務的過程中取長補短，共同進步.自由分組既尊重了學生的個體差異，又有利于發(fā)揮個人的特長，大大調(diào)動了學生的參與積極性，同時又培養(yǎng)了團隊合作精神.

（四）計算實習考核與成績評定

成績考核是課程學習的重要一環(huán).長期以來，計算實習課程的考核主要是根據(jù)學生提交的上機報告進行評定.這種考核方式相對較為單一，導致很多學生平時不動腦，學習的積極性主動性較低，上機報告一抄了事.為了避免報告雷同和抄襲的現(xiàn)象，較為準確地反映學生的學習情況，我們在考核時引入了口頭答辯的環(huán)節(jié).考核方式由：口頭答辯+編碼驗收（上機操作）+實踐報告三部分組成.這比傳統(tǒng)考核方式更能有效地檢驗學生對知識的掌握與實踐動手能力.

四、結(jié) 語

本文對計算實習課程教學中存在的問題予以分析，提出計算實習課程教學改革的一些個人意見和建議.我們將經(jīng)驗分享給大家，期待在共同進步的同時，獲得更多的改進意見與建議.