数值计算方法课程建设的探索与思考

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1、数值计算方法课程建设的探索与思考摘要：数值计算方法是一门将数学知识和计算机编程技术相结合的课程，针对工程专业学生学习这门课程存在的困难，阐述了在工程专业开设数值计算方法课程的必要性。结合工程实践教学特点，优化教学模式和方法，提升工程专业学生计算思维能力，使得教学效果更好。关键词：工程专业;数值计算;课程建设;计算思维中图分类号：G642.3文献标志码：A文章编号：1006-8228（2015）01-42-03ExplorationandthinkingofcourseconstructiononnumericalcomputationmethodYanShiyu，Rao

2、Jie，JiangHui，LiMeng，YangXiaohua（SchoolofComputerScienceandTechnology，UniversityofSouthChina，Hengyang，Hunan421001，China）Abstract：Themathematicsarecombinedwiththecomputerprogrammingcapacityinthecourseofnumericalcomputationmethod.Sincetheengineeringstudentshavefounditdifficulttolearnthiscou

3、rse，thenecessityofcoursesettingonnumerical11computationmethodinengineeringisexpoundedinthispaper.Accordingtothecharacteristicsofengineeringpracticalteaching，theteachingmodeandmethodareoptimizedtopromotecomputationalthinkingofengineeringmajorstoachieveabetterteachingresult.Keywords：engine

4、ering;numericalcomputation;courseconstruction;computationalthinking0引言随着电子计算机的迅速发展、普及以及新型数值计算软件不断开发出来，数值计算方法对自然科学和工程技术科学的影响越来越大。现在，无论是在高科技领域还是在一些传统学科领域，数值计算均是不可缺少的方法，它已成为科学工作者和工程技术人员应当掌握的知识和工具[1]。工程专业学生在处理实际工程模型时，会遇到各种数值计算问题。学好“数值计算方法”这门课程，有助于提升工程专业学生计算思维的能力。11关于计算思维的科学定位，自然科学领域公认的三大科学方法

5、：理论方法、实验方法与计算方法[2]。国防科技大学人文学院朱亚宗教授从科技史与科技哲学的视野出发，并结合人类的科技创新实践活动来考虑，提出了将理论思维、实验思维和计算思维并列为三大科学思维[3]。数值计算方法与其他基础数学课程又有着本质上的区别，它不仅研究自身的理论，而且更多地与实际问题相结合，是数值计算方法与工程技术实践紧密结合的一门课程。计算方法的目的是对数学问题建立计算机能够执行的解题方案，并从理论上加以验证其科学性和有效性。在解决工程实际问题时，常常依据传统数学理论，将其中的数学问题求解归结为利用数值方法来解决，并借助于计算机得以充分地实现。其中科学计算软件已经

6、在许多工程领域得到应用。掌握计算方法的基本理论及其应用，对工科大学生从事专业研究和提升计算思维能力具有重要意义。1工科数值计算方法课程教学缺陷11目前全国高校在软件工程专业本科学生中开设数值计算方法课并不多，即使有的学校开设了这门课程，其教学也是像数学专业一样，强调理论，没有结合软件工程思想有针对性和选择性地教授这门课程。工科学生往往并不具备很扎实的数学理论基础，在学习和理解数值计算方法中泛函、插值等相关知识时会缺乏兴趣。而且，数值计算方法这门课程在工科教学环节中得不到应有的重视，很多人认为这是数学专业的课程，软件工程学生重视工程实践就可以了，往往忽视了科学计算中非常重

7、要的计算思维的能力的培养。该课程教学中普遍存在以下问题。第一，教学目标不明确;第二，教学内容不加甄别，教材的选择与学生的基础和接受能力脱节;第三，教师采用的教学方法缺乏灵活性，传统重理论的教学方式不能适合当代大学生课程教学，实践教学环节缺乏，最终达不到教学目标，还导致了工科学生对这门课程学习兴趣不浓。2数值计算方法课程建设的对策针对以上问题，我们在这门课程的实际教学中，首先改变对课程的认识。数值计算方法是以各类数学问题的数值解法为研究对象，是理论与实践相结合的一门学科。它不同于纯数学只研究数学理论本身。通过方法的推导和描述，以及整个求解过