數(shù)值計(jì)算方法課程教學(xué)改革策略探究

周乾智

(陜西理工大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 陜西漢中 723000)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，如何進(jìn)行科學(xué)有效的計(jì)算成為一個(gè)重要的問題，同時(shí)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、理論研究和科學(xué)計(jì)算已經(jīng)成為科學(xué)實(shí)踐的重要組成部分，因此，如何能夠有效地推進(jìn)數(shù)值計(jì)算方法課程改革，提高學(xué)生們對于數(shù)值計(jì)算學(xué)科的熱情，是當(dāng)前的主要目標(biāo)。

一、數(shù)值計(jì)算方法教學(xué)改革的必要性

在當(dāng)前的教育背景下，許多高等院校將計(jì)算科學(xué)和計(jì)算方法也設(shè)為了基礎(chǔ)課程，而且，隨著當(dāng)前教育制度的不斷發(fā)展，數(shù)值計(jì)算方法也作為了理工科專業(yè)的公共必修課程，同時(shí)，數(shù)值計(jì)算方法課程經(jīng)過不斷地完善取得了一定的成績，在當(dāng)前教學(xué)實(shí)際中，也得到了越來越多的重視。但在整體教學(xué)的過程中，也同時(shí)暴露出了很多的問題。首先，作為一門實(shí)踐性和理論都同樣重要的課程，數(shù)值計(jì)算方法最主要的特點(diǎn)就是課程內(nèi)容十分復(fù)雜，導(dǎo)致內(nèi)容的總體缺少連貫性，數(shù)值計(jì)算的公式十分煩瑣。其次，在日常的教學(xué)過程中，教學(xué)方法往往過于老舊死板，讓學(xué)生們的積極性和熱情大幅度降低，對于各種數(shù)值計(jì)算中的相關(guān)理論知識只能被動(dòng)接受，不能夠進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，因此，要對當(dāng)前數(shù)值計(jì)算的教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)理論理解，才是當(dāng)前正確的教學(xué)方式，無論是基于哪些方面，數(shù)值計(jì)算方法的教育方式都必須要進(jìn)行改革創(chuàng)新[1]。

二、數(shù)值計(jì)算方法教學(xué)改革的具體路徑

（一）教學(xué)模式優(yōu)化

1.注重幾何教學(xué)的直觀理解

直觀的教學(xué)方法，就是在具體的教學(xué)之中，利用猜想、類比等各種手段，在定理、證明、概念和解題之中突出各種直觀的表現(xiàn)，進(jìn)而培養(yǎng)出學(xué)生們對于數(shù)學(xué)的直觀感受，而數(shù)值計(jì)算方法同時(shí)具有數(shù)學(xué)學(xué)科中的邏輯性和抽象性，具體概念相對比較模糊。因此，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生們感覺到學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算方法的困難所在。而在正常的教學(xué)過程中，加強(qiáng)對于直觀性的教學(xué)可以更好地提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，便于課堂內(nèi)容講解，從而提高學(xué)習(xí)效率。

2.注重啟發(fā)式教學(xué)方法

由于課時(shí)原因等客觀因素影響，數(shù)值計(jì)算方法在當(dāng)前具體教學(xué)過程中，大部分采用的還是傳統(tǒng)老舊的灌輸性教學(xué)方法，教師只根據(jù)自身理解對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)知識講解，這樣雖然能夠讓學(xué)生們更快地學(xué)習(xí)到具體數(shù)值計(jì)算知識，但是由于學(xué)生們只能相對被動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生們會(huì)產(chǎn)生厭煩的情緒，失去學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算課程的動(dòng)力與興趣。因此，教師們要根據(jù)實(shí)際情況，發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用，以學(xué)生們?yōu)橹黧w，結(jié)合學(xué)生教學(xué)實(shí)際來進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)方法創(chuàng)新，這樣更加有助于開發(fā)學(xué)生們的創(chuàng)造力，激發(fā)學(xué)生們對于學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

（二）教學(xué)內(nèi)容整合

1.培養(yǎng)應(yīng)用能力，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)

作為一門實(shí)踐和理論同樣重要的課程，為了能夠讓學(xué)生們更好地理解數(shù)值計(jì)算方法的理論知識，并結(jié)合實(shí)際加強(qiáng)在生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生們的應(yīng)用和計(jì)算能力培養(yǎng)。在教學(xué)中必須要加強(qiáng)實(shí)踐的應(yīng)用能力培養(yǎng)，通過實(shí)驗(yàn)方式來對數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行講述，具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三種：

(1)綜合性實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生們根據(jù)一些綜合型的課題，通過查閱資料等方法，分析各種結(jié)果，從而提升學(xué)生們用數(shù)值計(jì)算方法解決實(shí)際問題的能力。

(2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過設(shè)計(jì)一種方法，讓學(xué)生們根據(jù)具體的方法進(jìn)行計(jì)算，從而提升學(xué)生們對于數(shù)值計(jì)算方法的公式熟知程度和知識的理解程度。

(3)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)有條件，對各種實(shí)際問題進(jìn)行分析，最后得出結(jié)論，從而提升學(xué)生們對于各種數(shù)值計(jì)算具體算法的理解和掌握程度。

2.合理利用教材整合相關(guān)的課程內(nèi)容

由于課時(shí)較少，而所學(xué)的內(nèi)容又過于煩瑣，在教師的課堂講解中，學(xué)生們對于具體內(nèi)容往往缺少了解。教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生們提供一些優(yōu)質(zhì)的文本材料，并根據(jù)布置的任務(wù)讓學(xué)生們能夠自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)，這樣不僅能夠擴(kuò)大學(xué)生們的視野，大大地提升了教學(xué)的效率，還能夠在保證教學(xué)能容的同時(shí)提高學(xué)生們主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力，讓學(xué)生們能夠更好地理解教學(xué)內(nèi)容[2]。

（三）教學(xué)手段運(yùn)用

1.可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行多功能的課外輔導(dǎo)

由于數(shù)值計(jì)算方法相對于其他課程課時(shí)較少，在課堂上不能夠?qū)⒂嘘P(guān)知識進(jìn)行全面詳細(xì)的講解，因此，利用課余時(shí)間來加強(qiáng)學(xué)生們對于數(shù)值計(jì)算方法的理解是很有必要的。充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺，瀏覽相對應(yīng)的輔導(dǎo)內(nèi)容，能夠提高數(shù)值計(jì)算課程教學(xué)實(shí)效性。例如：在網(wǎng)絡(luò)上建立互動(dòng)系統(tǒng)，讓學(xué)生們能夠在網(wǎng)上發(fā)起提問，并進(jìn)行在線討論等，從而全面地?cái)U(kuò)大教學(xué)的空間，并針對一些難點(diǎn)在課堂上進(jìn)行講解后，在課后通過布置作業(yè)等手法讓學(xué)生們能夠進(jìn)一步思考，從而加強(qiáng)師生間的互動(dòng)反饋，補(bǔ)充課堂上的不足之處。

2.結(jié)合多媒體與課堂教學(xué)

傳統(tǒng)的黑板加粉筆教學(xué)方法，雖然有著能讓學(xué)生們了解到老師的目的、提升相互之間的交流等作用。然而不足之處也同樣很多，在數(shù)值計(jì)算方法之中，擁有著大量煩瑣的公式和算法等，如果使用傳統(tǒng)的方法，使得教師們在板書的過程中花費(fèi)大量的精力，學(xué)生們也對課堂的相關(guān)內(nèi)容難以真正理解。如果能夠?qū)⒍嗝襟w技術(shù)運(yùn)用在日常的教學(xué)之中，就能夠?qū)⒏鞣N復(fù)雜的問題具象化，更直觀地將數(shù)值的計(jì)算過程進(jìn)行展示。例如：將多媒體手段和傳統(tǒng)的板書教學(xué)相互融合，利用多媒體技術(shù)提出一個(gè)能產(chǎn)生問題的情境，讓學(xué)生們能夠結(jié)合網(wǎng)絡(luò)查閱資料，論證自己的方法，再結(jié)合教師的詳細(xì)講解，將問題逐個(gè)解決，并充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，從而達(dá)到更高效的教學(xué)目的[3]。

三、結(jié)束語

隨著當(dāng)下教學(xué)節(jié)奏的逐步加快，對于教學(xué)的各種要求也隨之提高，數(shù)值計(jì)算方法作為重要學(xué)科，必須加快對自身教學(xué)方式的改革過程，將復(fù)雜的公式和算法利用各種方法進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，從而讓學(xué)生們能夠高效地對數(shù)值計(jì)算方法這一課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生們的綜合素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力。