摘要：計(jì)算方法課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)值計(jì)算和程序設(shè)計(jì)方法，提高科學(xué)計(jì)算的能力。為了適應(yīng)新形勢(shì)下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，教師在計(jì)算方法課程教學(xué)中應(yīng)摒棄重理論輕實(shí)踐的陳舊教學(xué)觀念，將學(xué)生素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)置于課程教學(xué)的中心地位，通過(guò)優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)、研討式教學(xué)與講授式教學(xué)相結(jié)合、多媒體教學(xué)與板書(shū)式教學(xué)相結(jié)合、完善考核方式方法等措施，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：計(jì)算方法；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才；人才培養(yǎng)模式；創(chuàng)新能力

　　計(jì)算方法課程是高等院校本科層次信息與計(jì)算專(zhuān)業(yè)的核心課程，其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)值計(jì)算和程序設(shè)計(jì)方法，提高科學(xué)計(jì)算中分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。隨著社會(huì)的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)值計(jì)算方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用到生物、經(jīng)濟(jì)、材料、制造、氣象、設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域，使得學(xué)生掌握這一專(zhuān)業(yè)知識(shí)顯得尤為重要[1]。盡管經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè)和發(fā)展，計(jì)算方法研究的理論體系逐步完善，教材和相關(guān)教輔著作日趨豐富，但是該課程的教學(xué)仍然存在教學(xué)觀念陳舊、教學(xué)方法落后和重理論輕實(shí)踐的問(wèn)題，不能滿足新形勢(shì)下應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求[2]。鑒于此，本文就當(dāng)前計(jì)算方法課程存在的問(wèn)題，結(jié)合本人從事該課程教學(xué)積累的經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式等方面探討該課程的教學(xué)改革思路。

一、計(jì)算方法課程的特點(diǎn)及教學(xué)中存在的不足

　　(一)計(jì)算方法課程的特點(diǎn)

　　計(jì)算方法課程的內(nèi)容較多，涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、微分方程、泛函分析等方面的知識(shí)，且其理論性較強(qiáng)，尤其是算法推導(dǎo)、穩(wěn)定性分析、收斂性分析、誤差分析等內(nèi)容。計(jì)算方法課程各章節(jié)知識(shí)之間的獨(dú)立性強(qiáng)，連貫性弱，且數(shù)學(xué)公式繁多、復(fù)雜、抽象，不利于學(xué)生記憶[1]。計(jì)算方法是一個(gè)將數(shù)學(xué)科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合在一起的交叉學(xué)科，同一數(shù)值計(jì)算問(wèn)題的解決可以有許多不同的方法，不同算法的計(jì)算誤差和計(jì)算效率也不相同，而問(wèn)題的解決最終要通過(guò)編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。

　　(二)計(jì)算方法課程教學(xué)中存在的不足

　　根據(jù)筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，目前該課程教學(xué)中主要存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

　　1.既有教材難以很好地滿足教學(xué)要求近年來(lái)，筆者所在的計(jì)算方法課程教學(xué)組先后選用了不同版本的教材，但感覺(jué)到這些教材都不能很好地滿足應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需要。例如，李慶揚(yáng)主編的《數(shù)值分析》是很多本科院校理工科使用的一部經(jīng)典的優(yōu)秀教材，其理論性強(qiáng)，內(nèi)容豐富，但在應(yīng)用方面有所欠缺，不能很好地滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。再如，王能超編寫(xiě)的《數(shù)學(xué)分析簡(jiǎn)明教材》具有內(nèi)容精煉、深入淺出、通俗易懂的特點(diǎn)，是高等院校一般工科專(zhuān)業(yè)計(jì)算方法課程的優(yōu)秀教材，但由于該教材較少涉及算法實(shí)際的應(yīng)用背景，且對(duì)算法實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的介紹較少，因此易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，不能很好地滿足應(yīng)用型本科院校教學(xué)的需要。

　　2.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容匱乏在不少高校，計(jì)算方法課程計(jì)劃中安排的學(xué)時(shí)152數(shù)普遍較少，如筆者授課的班級(jí)，該課程總共安排48學(xué)時(shí)，其中理論課32學(xué)時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)課16學(xué)時(shí)。由于學(xué)時(shí)的限制，使得課程教學(xué)內(nèi)容多為以公式推導(dǎo)為主的理論知識(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)僅限于驗(yàn)證教材上的一些基本算法，極少將數(shù)學(xué)建模思想融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。這種缺乏應(yīng)用性和趣味性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，難以激發(fā)學(xué)生的興趣，更難以有效提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

　　3.教學(xué)手段和方式單一板書(shū)是一種重要的教學(xué)手段，但對(duì)于復(fù)雜的理論分析和公式推導(dǎo)，單一的板書(shū)式教學(xué)不利于吸引學(xué)生的注意力和興趣。將板書(shū)式教學(xué)與多媒體教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可以有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，但在計(jì)算方法課程教學(xué)中，有的教師單調(diào)地進(jìn)行板書(shū)式教學(xué)而排斥多媒體教學(xué)，有的教師則過(guò)度依賴(lài)多媒體教學(xué)手段而放棄板書(shū)式教學(xué)，從而影響了教學(xué)效果。在教學(xué)方式方法上，由于教學(xué)內(nèi)容多而學(xué)時(shí)有限，一些教師在授課時(shí)一味地采用講授式教學(xué)法，極少開(kāi)展討論式教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，致使課堂氣氛嚴(yán)肅有余而活躍不足，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性沒(méi)有得到充分發(fā)揮。4.課程考核方式單一在很多高校，計(jì)算方法課程的考核方式和其他理論課幾乎完全相同，即僅重視結(jié)論性考核而輕視過(guò)程性考核，且結(jié)論性考核多以閉卷考試的方式進(jìn)行，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核不足。該課程考核方式的導(dǎo)向作用決定了學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中重理論而輕實(shí)踐，進(jìn)而造成了學(xué)生算法設(shè)計(jì)水平不高和解決實(shí)際問(wèn)題的能力不強(qiáng)的狀況[4]。

二、計(jì)算方法課程改革的思路

　　(一)更新教學(xué)觀念

　　要改變計(jì)算方法課程教學(xué)效果不佳、學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力不強(qiáng)的局面，教師必須更新教學(xué)觀念，打破以往重理論輕實(shí)踐的教學(xué)觀念和教學(xué)模式。作為教學(xué)活動(dòng)的組織者和引導(dǎo)者，教師不但要準(zhǔn)確、高效地傳授課本知識(shí)，而且要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和應(yīng)用，讓學(xué)生從被動(dòng)聽(tīng)講的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)的知識(shí)探究者，只有這樣才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。因此，從事計(jì)算方法課程教學(xué)的教師，必須以“厚基礎(chǔ)、重能力、強(qiáng)創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)目標(biāo)為指引，將學(xué)生素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)置于課程教學(xué)的中心地位，采用靈活多變的教學(xué)方式和方法來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化和培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的`能力[5]。

　　(二)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

　　1.優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容計(jì)算方法課程主要包含插值法、數(shù)據(jù)擬合、數(shù)值積分、微分方程數(shù)值解法、方程求根、線性方程組的迭代法和直接法等內(nèi)容。該課程學(xué)時(shí)較少，涉及知識(shí)面較寬，抽象性較強(qiáng)，并且涉及繁雜的算法、公式推導(dǎo)和理論分析，對(duì)學(xué)習(xí)者計(jì)算機(jī)編程能力的要求也較高，為了確保學(xué)生能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)有效地掌握算法的設(shè)計(jì)思想、程序流程、誤差的估計(jì)和分析方法，培養(yǎng)提高學(xué)生以計(jì)算機(jī)為工具、運(yùn)用數(shù)值計(jì)算方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教師必須在新教學(xué)理念的指導(dǎo)下優(yōu)化課程內(nèi)容。為了適應(yīng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，計(jì)算方法課程宜選用理論和實(shí)踐并重、實(shí)用性強(qiáng)、案例豐富的教材。在缺乏理想教材的情況下，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)需要靈活整合教學(xué)內(nèi)容，力求對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解做到詳略得當(dāng)，比如，對(duì)于理論證明可稍微簡(jiǎn)略一些，而對(duì)于算法思想、算法設(shè)計(jì)和算法的應(yīng)用應(yīng)詳細(xì)講解。