《数学方法编程》课程教学内容的设计与研究.doc

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1、数学方法编程课程教学内容的设计与研究 针对当前信息与计算科学专业的计算机课程设置的应用性较弱,提出以面向就业和升学的系列课程改革,并以数学方法编程课程为例,从教学内容、教学模式和考核手段等多方面进行阐述。经过近四年的教学实践验证,此次教学改革是现今计算机教学中一种比较成功的培养模式。 一、背景 在应用型本科院校的信息与计算科学专业中,计算机类课程是其重要的组成部分。但与计算机专业课程的侧重点不同,信科专业的侧重点在于软件应用。传统的课程设置为C语言、数据结构、操作系统、软件工程等。这些课程与学生的就业市场需求有差距,很多学生为此参加校外辅导班,花费不菲。同样这些课程与学生的深造需求也有差距,研

2、究生的培养需要学生对基础理论知识进行改进和创新,而对于改进后的算法是否有效,需要用实例检验,这些实例通常含有很多数据,所有要求学生能够熟练运用编程语言,对改进后的算法进行实现。 二、课程改革 对于以上的需求差距,我系对计算机类课程进行了改革。设置了C#与数据结构,数学方法编程,C#与数学软件混合编程,网络程序设计四门课程。C#与数据结构讲授了控制台程序和数据结构,数学方法编程课程讲授winform程序和数学算法的实现。C#与数学软件的混合编程讲授SQL数据库和与SPSS、MATLAB等数学软件的链接。网络程序设计讲授网站编程。这些课程设置既满足了学生的就业,能够直接用ASP.NET Web开发

3、技术开发信息管理系统,又满足了学生的深造,能够用C#语言对复杂数学算法进行实现。能够把学生培养成为既熟悉专业知识又掌握程序设计的复合型人才。 三、教学实践 我系的课程改革是系列课改革,工作量较大,涉及范围较广。在这里以数学方法编程课程为例,谈一下教学改革实践方案。 1.教学内容 数学方法编程课程以数学分析、高等代数和概率论与数理统计的典型算法为例,利用C#语言在winform环境下开发实现。这样做我们既可以让学生复习已学数学课程的算法,更加深刻理解算法及算法间的联系,又可以让学生练习winform编程,提升数学算法的编程能力。 比如设计一个利用梯形法计算定积分,考虑到梯形法是计算定积分的基本方

4、法,其它方法是它的改进,我们可以把梯形法作为一个类来设计。为了使被积函数的使用范围广,我们仿照MATLAB程序设计界面,按五种基本函数类型设计输入模式,这使在梯形公式中使用的被积函数是不同的,为了提高程序的可扩展性,我们根据输入函数类型利用委托让被积函数指向不同的函数类型。在接下来的课程中用Romberg积分法计算函数的定积分,我们采用继承梯形法中的基类,派生出Romberg积分法的类,这也有助于学生理解两种积分方法的关系,为了配合Romberg积分法,我们定义了动态数组存储中间结果,这有利于学生复习动态数组用法。 2.教学模式 为了培养学生的学习兴趣、提升学生的自学能力,我们采用让学生主动学

5、习和加强复杂算法实现的新型教学模式。传统的“教师讲,学生听”课堂灌输式教育通常会造成学生眼高手低,缺乏学习兴趣,动手能力较弱等缺点。我们可以采用发现/启发式教学模式,首先观察数学软件的实现模式,然后照此设计界面和程序。教师帮助学生分析问题,提醒学生数据的存储结构需要改变,而具体的实现方法又让学生自己选择,以启发式和项目驱动方式培养学生的自学能力和动手能力,提高学生的学习兴趣。 3.教学手段 对于计算机类的课程,最有效的提高编程能力的方法就是多上机实践。所以本课程采用在机房授课的方式,实例演示直接在编程环境中逐语句键盘键入,让学生更全面的了解编程过程。在教学过程中更多的教授学生获取帮助的方法,遇

6、到问题能够自己通过“帮助”、“调试”,“转到定义”等路径解决,使学生更了解C#编程的编辑环境。教师不可能把所有知识全部交给学生,但若是更多交给学生解决问题的方法,会让学生解决实际问题的能力大幅提升。 4.考核方式 因为C#的编程环境带有智能下拉列表,每当键入类或关键字的时候总会有输入提示,所以不需要编程人员记住所有的命令、属性和方法的全称,对于同一方法允许多种参数类型等,这些特征使得笔试和上机考试的差别较大。本课程就根据此特点采用上机考试,教师通过网络把试题发给学生,学生进行程序实现后,发回源代码作为答案。平时留作业也是发回源代码,真正做到学生为主体,能力为本位,营造项目式驱动的学习考试环境。 四、结束语 本文针对当前信息与计算科学专业的计算机类课程存在的问题,从课程设置、教学方法、考核手段等方面出发,以数学方法编程课程为例,提出了一个应用型为主体的教学体系,以确保学校的人才培养目标与社会需求的一致。经过近四年的培养,学生的实际操作能力和就业率都得到了很大的提升。 第 5 页

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