數(shù)值計算方法課程教學改革策略探究

周乾智

(陜西理工大學數(shù)學與計算機科學學院 陜西漢中 723000)

隨著計算機技術的高速發(fā)展，如何進行科學有效的計算成為一個重要的問題，同時，科學實驗、理論研究和科學計算已經(jīng)成為科學實踐的重要組成部分，因此，如何能夠有效地推進數(shù)值計算方法課程改革，提高學生們對于數(shù)值計算學科的熱情，是當前的主要目標。

一、數(shù)值計算方法教學改革的必要性

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

二、數(shù)值計算方法教學改革的具體路徑

（一）教學模式優(yōu)化

1.注重幾何教學的直觀理解

直觀的教學方法，就是在具體的教學之中，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)，進而培養(yǎng)出學生們對于數(shù)學的直觀感受，而數(shù)值計算方法同時具有數(shù)學學科中的邏輯性和抽象性，具體概念相對比較模糊。因此，會導致學生們感覺到學習數(shù)值計算方法的困難所在。而在正常的教學過程中，加強對于直觀性的教學可以更好地提高學生們的學習興趣，便于課堂內(nèi)容講解，從而提高學習效率。

2.注重啟發(fā)式教學方法

由于課時原因等客觀因素影響，數(shù)值計算方法在當前具體教學過程中，大部分采用的還是傳統(tǒng)老舊的灌輸性教學方法，教師只根據(jù)自身理解對學生進行相應知識講解，這樣雖然能夠讓學生們更快地學習到具體數(shù)值計算知識，但是由于學生們只能相對被動地進行學習，導致學生們會產(chǎn)生厭煩的情緒，失去學習數(shù)值計算課程的動力與興趣。因此，教師們要根據(jù)實際情況，發(fā)揮自身的主導作用，以學生們?yōu)橹黧w，結合學生教學實際來進行啟發(fā)式教學方法創(chuàng)新，這樣更加有助于開發(fā)學生們的創(chuàng)造力，激發(fā)學生們對于學習的積極性和主動性。

（二）教學內(nèi)容整合

1.培養(yǎng)應用能力，進一步加強實踐環(huán)節(jié)

作為一門實踐和理論同樣重要的課程，為了能夠讓學生們更好地理解數(shù)值計算方法的理論知識，并結合實際加強在生活中的應用，提高學生們的應用和計算能力培養(yǎng)。在教學中必須要加強實踐的應用能力培養(yǎng)，通過實驗方式來對數(shù)值計算方法進行講述，具體的實驗內(nèi)容分為三種：

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

(2)設計性實驗。通過設計一種方法，讓學生們根據(jù)具體的方法進行計算，從而提升學生們對于數(shù)值計算方法的公式熟知程度和知識的理解程度。

(3)驗證性實驗。根據(jù)現(xiàn)有條件，對各種實際問題進行分析，最后得出結論，從而提升學生們對于各種數(shù)值計算具體算法的理解和掌握程度。

2.合理利用教材整合相關的課程內(nèi)容

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

（三）教學手段運用

1.可以運用網(wǎng)絡平臺進行多功能的課外輔導

由于數(shù)值計算方法相對于其他課程課時較少，在課堂上不能夠?qū)⒂嘘P知識進行全面詳細的講解，因此，利用課余時間來加強學生們對于數(shù)值計算方法的理解是很有必要的。充分利用網(wǎng)絡平臺，瀏覽相對應的輔導內(nèi)容，能夠提高數(shù)值計算課程教學實效性。例如：在網(wǎng)絡上建立互動系統(tǒng)，讓學生們能夠在網(wǎng)上發(fā)起提問，并進行在線討論等，從而全面地擴大教學的空間，并針對一些難點在課堂上進行講解后，在課后通過布置作業(yè)等手法讓學生們能夠進一步思考，從而加強師生間的互動反饋，補充課堂上的不足之處。

2.結合多媒體與課堂教學

傳統(tǒng)的黑板加粉筆教學方法，雖然有著能讓學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大量的精力，學生們也對課堂的相關內(nèi)容難以真正理解。如果能夠?qū)⒍嗝襟w技術運用在日常的教學之中，就能夠?qū)⒏鞣N復雜的問題具象化，更直觀地將數(shù)值的計算過程進行展示。例如：將多媒體手段和傳統(tǒng)的板書教學相互融合，利用多媒體技術提出一個能產(chǎn)生問題的情境，讓學生們能夠結合網(wǎng)絡查閱資料，論證自己的方法，再結合教師的詳細講解，將問題逐個解決，并充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，從而達到更高效的教學目的[3]。

三、結束語

隨著當下教學節(jié)奏的逐步加快，對于教學的各種要求也隨之提高，數(shù)值計算方法作為重要學科，必須加快對自身教學方式的改革過程，將復雜的公式和算法利用各種方法進行有效的轉(zhuǎn)換，從而讓學生們能夠高效地對數(shù)值計算方法這一課程進行學習，加強學生們的綜合素質(zhì)和學習能力。