《数值分析》网络课程设计与实践.doc

《数值分析》网络课程设计与实践 　　摘要:结合多年的教学经验和学生的实际情况,针对《数值分析》教学过程中出现的问题,进行了有意义的尝试和探索,开发《数值分析》网络课程,并取得了初步成效。 　　关键词:数值分析;建构主义;数学实验 　　中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)21-5759-03 　　Network Curriculum Data Analysis Design and Practice 　　SHI Ling-hua, CAO Yan 　　(Information Engineering Department, Zhumadian Vocational and Technical College, Zhumadian 463000, China) 　　Abstract: Aiming at problems occurred in teaching process of Data Analysis, this article combines many years’ teaching experiences and students’ actual situation. Through some meaningful trials and explorations, it also developed internet course of Data Analysis and obtained some initiatory results. 　　Key words: data analysis; constructivism; teaching experiments 　　《数值分析》是计算机专业的一门必修的专业基础课。这门课主要解决数值计算问题,研究适合于计算机使用的数值计算方法。数值分析现已成为与理论研究、科学试验并列的第三种科学方法。主要解决生产和科学试验中提出的各种计算问题。这门课内容丰富、研究方法深刻、有自身理论体系,既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点,又有应用的广泛性与实际实验的高度技术性的特点,是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的教学课程。 　　笔者在多年的教学实践中发现学生在学习该课程过程中有相当的难度,所以试图查找教学中存在的问题,并尝试寻找改善教学的方法。 　　1 教学中存在的问题 　　1.1 涉及的知识点多,而学生程度较差 　　数值分析的内容包括方程(组)、函数逼近、计算积分、常微分方程的数值解等部分,涉及到微积分、线性代数、微分方程等多个高等数学的分支。对于学生来说,这些知识似曾相识,但又是那么的陌生,以至于在授课过程中不得不增加相关数学知识的讲解。 　　1.2 缺乏合适的教学工具,教学过程不直观 　　传统的面授教学过程中,长期以来一直采用黑板式的单一教学方式,黑板教学过程中缺乏可视化的直观表现,完全依靠课堂上教师手工的演算和推导,效率很低,难以解算复杂的计算问题,而用手工演算来展示数值计算的工作过程,根本体现不出这门课的特点。学生完全依靠做习题来巩固和理解教学内容,对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析,严重影响和制约了教学效果。学生把大量精力和时间用于繁杂的手工数学运算,而未真正理解算法的实质。 　　1.3 理论和实践脱节 　　数值分析是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的课程,现在使用的教材虽说在编写的时候已考虑到这个特点,不要求学生在理论上花费过多地时间,并提供了算法相应的框图,希望学生自己通过编程实现。事实上,有些章节大篇幅的证明和推导(比如:样条插值函数),仍然使学生望而生畏。在实际教学过程中实践环节的缺乏,很少有学生亲手实现各种算法,以至于学生无法全面理解和运用算法。很多学生学完本课程后,根本不知道在这门课中学到了什么知识。 　　1.4 考试中出现的问题 　　在考试中,传统的笔试方法同样不能真正反映出这门课的特点。虽然允许使用计算器,但计算器的计算与数值分析算法在计算机上的实现是两码事,使用计算器仅能使手工演算变得简单。试卷中题型设计不科学,考试的要求不清楚,直接影响该课程的及格率,进而影响学生的学习积极性。其实通过本课程的学习,学生只需要掌握相应的算法就行,而考试则对计算过程、计算结果更感兴趣。考试中经常出现学生使用计算器二、三十分钟做一道题,大量的时间花在无谓的反复计算上,最后得到的结果也不一定正确。 　　2 以学生为主体的教学设计 　　为了帮助学生更好的学习《数值分析》这门课程,我们针对存在的问题,对该课程进行全新的课程设计,并开发《数值分析》网络课程辅助学生学习。《数值分析》网络课程的设计的主旨是:按照建构主义学习理论,以学生为主体,构建全新的网络学习环境。