计算方法课程多媒体双语教学思索

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1、计算方法课程多媒体双语教学思索　　【摘要】本文总结了计算方法课程的多媒体双语教学经验，分析了多媒体双语教学的利弊，并提出了改进这门课程教学方法的一些建议。【关键词】计算方法多媒体双语教学【中图分类号】G642.0【文献标识码】A【文章编号】1674-4810（2013）22-0001-029随着科学技术的飞速发展和计算机运算速度的不断提高，气象学越来越定量化和精确化。气象预报能力的提升离不开科学计算技术的飞速发展。“计算方法”是介绍科学计算的基础知识与核心内容的课程，对培养学生的科学计算能力和解决实际问题的能力具有重要的作用。计算方法又称数值计算方法、数值分析或科学计算，在大

2、气科学系大气科学专业三年级下学期开设，是大气科学系的专业必修课程，是后续的数值天气预报课程的基础。不同于体系结构严谨、理论性强的高等数学课程，也不同于强调学生动手能力的实验类课程，计算方法侧重于通过理论分析设计出切实可行的有效算法，并在计算机上编程实现，体现了理论与实践的完美结合。它的主要内容包括非线性方程的解法、线性方程组的解法、插值及曲线拟合、数值微分与数值积分、常微分方程数值解法和偏微分方程初步。它的教学目的是使学生掌握数值计算方法的基础知识，能编程实现计算方法里的经典算法，并进行简单的误差或收敛性的分析，同时在学习实践过程中，让学生逐步掌握算法设计的一般过程和主要思路

3、，培养学生解决实际问题的能力。在中国，双语教学是指用一门外语作为课堂上的主要用语，并配合汉语同时进行的教学方式。双语教学是当前教学改革的热点，是高校适应社会需求，培养既精通专业知识、又精通外语的高素质复合型人才的重要手段。在笔者所在的资源环境与地科学学院的支持下，计算方法课程拟建设成英语和汉语双语示范性课程。近年来，笔者制作了多媒体英文课件，并利用中英文结合的方式进行了授课。本文初步总结教学方面的一些经验，分析计算方法课程多媒体双语教学的利弊，并提出了改进这门课程教学方法的一些建议。一教学改革措施1.指导思想计算方法是一门侧重实践并兼顾理论的课程，实用性较强，必须采用讲授算法

4、的基本原理与编程实验相结合的方法。针对大气科学专业学生的特点，应简化复杂的推理过程，通过实际例子展示算法的过程，并阐述算法的基本思想。通过双语教学使学生掌握计算方法的基础知识的和技能，并熟练掌握专业英语词汇，培养学生阅读英文教材、文献的兴趣，同时提高英语沟通能力。92.教学大纲的制订笔者通过多年的教学实践和研究经历，在广泛阅读国内外教材的基础上，根据大气科学的专业特点和教材《数值天气预报》的教学需求，重新梳理了课程内容体系，删除了在大气科学领域不经常使用且艰涩难懂的算法和部分繁琐的计算公式和理论推导过程，同时增加了国内外最新的一些算法和在大气科学领域最近几年热点问题的相关实例

5、，保证课程内容既跟得上时代发展的脚步，又生动实用，激发学生学习的热情。在实验课中，精选了九个大气科学中广泛使用的算法，让学生进行编程实践。3.教材的选择采用的教材是C.F.Gerald和P.O.Wheatley著（白峰杉改编）的《AppliedNumericalAnalysis》一书。此书的主要特点是科学体系严谨，内容选材精良，可读性强。书中深刻地阐述了算法设计的基本思想，并给出了分析算法性能的客观标准，如收敛速度、误差等。另外，此书给出了一些算法的Matlab程序语言，将计算方法和Matlab语言完美地结合在一起，而计算方法正是Matlab语言的最佳切入点。4.授课的主要内

6、容计算方法理论课程的周学时为3，总学时为54。结合大气科学专业的教学要求，确定了教学内容，具体如下表所示：章节教学内容教学时数9前言预备知识3学时第1章求解非线性方程6学时第2章求解线性方程组9学时第3章插值及曲线拟合9学时第4章数值微分与数值积分12学时第5章常微分方程数值求解9学时第6章偏微分方程初步6学时相应地，设计了非线性方程组的牛顿迭代法、松弛法解线性代数方程组、Lagrange插值多项式、Aitken逐次线性插值法、多项式拟合、辛普生积分法、高斯积分法、常微分方程的龙格—库塔方法和泊松方程的差分方法等九个实验。5.授课思路通过分析大气科学中的实际问题，引出一个相关

7、的数学问题，利用高等数学中相关的基本定理进行分析；根据分析结果设计算法，通过一个简单的例子来描述算法的基本思想；最后，对算法的收敛性或运行时间进行理论分析，并用多媒体演示典型例子的计算过程。6.多媒体设计的重点内容所制作的多媒体课件包含了大部分教学内容，并编写了*资助项目：国家特色优势专业建设、云南大学资环学院教学改革项目9相关的Matlab语言的程序，用于展示算法。与传统的黑板教学相比，下面两个方向的内容具有相当显著的优势。第一，算法的几何解释。如何用一个多项式函数去逼近未知函数是计算方法里的重要问题