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计算能力的培养范文1
关键词:培养审题;认真演算;自觉检验;养成习惯;持之以恒;不懈努力
九年制课程标准指出:小学数学是义务教育的重要学科,从小要给学生打好数学的初步基础,发展思维能力,培养学习数学的兴趣,养成良好的习惯。这就要求教师在培养学生计算能力的同时,要注意培养学生良好的计算习惯。这不仅是提高计算正确率的重要条件,也是素质教育应有之举。
下面,结合自己的教学实践,谈一谈具体做法和体会。
一、培养认真审题的习惯
学生平时做题时,经常是拿到题目不假思索提笔就算,特别是做四则混合运算式题时,往往忽视审题这一环节。因此,计算结果不是错误多就是计算不合理。为此,本人平时要求学生计算时要做到:一看、二想、三动笔。一看就是要看清算式中的数字和运算符号;二想就是想一想先算哪一步,后算哪一步,什么地方可以口算,什么地方要用笔算,什么地方可用简算。在看清题目、想好计算方法的基础上再开始动笔计算。
二、培养认真演算的习惯
在计算中,要训练学生沉着、冷静的学习态度。碰到数字较大、计算较繁琐的题目,要做到不急不躁,耐心计算。遇到较难的题目要冷静思考、切忌烦躁。即使遇到简单的计算,也不要掉以轻心,草率从事。不管题目难易都要认真对待。训练学生每做一题都要认真、工整、规范地书写数字及运算符号。同时运用激励措施,对细心演算或在这方面进步较大的学生给予表扬,鼓励,对粗心大意,计算马虎的学生要加以批评教育。
三、培养自觉检验的习惯
要教育学生认识到计算中出错有时是难免的,计算出结果后进行检查验算是非常必要的。要把检查和验算当作不可缺少的计算步骤,从而做到自觉检查和验算。检查时要做到耐心细致,一步一步地检查:检查数字、运算符号是否写错,计算方法是否合理,计算结果是否正确。发现差错及时改正。同时结合教学内容,教给学生验算的方法,培养验算的习惯。
四、培养估算的能力和习惯
估算在日常生活中有很大用处,在计算中同样作用很大,运用估算能迅速判断计算结果的合理性。如整数除法中可估算商有几位数或估算出他的近似值,整数乘法中可估算出它的近似积:小数乘法中可估计积的小数位数等。关于四则运算结果的估算,更有规律可循。加法中和应大于每一个加数,减法中减数和差分别小于被减数,乘法中(因数不为0),一个因数大于(或小于)1,积就大于(或小于)另一个因数,除法算式中(被除数、除数不为0),除数大于(或小于)1,商小于(或大于)被除数等等。
计算能力的培养范文2
关键词:计算 正确率 能力 习惯 兴趣
小学生计算能力的培养是小学数学教学的一项重要任务,它贯穿于数学教学的全过程,在实际生活中有着极其广泛的应用,是数学教学的中心任务,可以说没有计算就没有数学。《新课程标准》提出了关于"使学生能够正确地进行整数、小数、分数的四则计算,对于其中一些基本计算要达到一定的熟练程度,并逐步做到计算方法合理、灵活的教学要求。"在小学数学教学中,计算是数学学习的重要内容,如何提高计算的正确率是一个不容忽视的问题。作为教育工作者,我们又该如何培养学生的计算能力呢?
一、注重学生兴趣的培养
现在的学生对于学习的动力不足,对计算更是觉得枯燥,这也是导致计算错误的重要原因之一。"兴趣是最好的老师",在计算教学中,教师应激发学生计算的兴趣,多种形式的训练,不仅提高学生的计算兴趣,还培养学生良好的计算习惯。,让学生乐学、乐算。
1、枯燥的计算融入生动的情境。一提到计算,学生马上会与枯燥联系起来,简单的符号、枯燥的运算。在日常的计算教学中,教师应想方设法地创设生动的情境,以激发学生计算的兴趣。
2、单一的计算融合丰富的活动。为了提高学生的计算兴趣,可以设计丰富的活动,如视算、听算、抢答、开火车、小组竞赛、闯关、游戏等,激发学生计算的兴趣。
3、设立形式多样的奖励机制。就计算本身,是比较枯燥乏味的,对学生进行及时的评价和鼓励,能更加有效地发挥了学习评价的激励作用,激发学生计算的兴趣,提高计算的能力。
"知之者不如好之者,好之者不如乐之者"。在教学过程中,我们要想方设法刺激学生,激发学生的计算兴趣,使之心动,继而行动。
二、注重学生算理的掌握
面对计算题,要得到计算的结果,学生首先要思考的是计算的方法、运用什么数学概念、运算定律、运算性质、运算法则和计算公式等等,因此充分理解和掌握这些基础知识是提高计算能力的前提,只有夯实算理这个基石,才能有效地提高学生的计算能力。
1、结合生活实际,理解式题的意义。如在教学《减法的简便计算》时,出示:阿姨带了500元钱,买电视机368元,买电水壶132元,还剩多少元?学生列出两种算式500-368-132和500-(368+132),根据题意学生明白可以一件一件地付钱,也可以把电视机和电水壶的钱合在一起付,让学生在解决实际问题的过程中理解减法的运算定律,学生理解得更加深刻,有利于提高学生的计算能力。
2、利用知识正迁移,促进算理的掌握。知识与知识之间有着内在的联系,前面的知识能影响后续知识的学习,有时它能促进后续学习,但有时也能阻碍后续的学习。如:在教学《简便运算》这一单元,刚开始学习乘法结合律时,学生掌握得非常好,但在学习了乘法分配律之后,学生的错误率明显上升。如(125×25)×8,学生往往做成原式=125×8+25×8,而(20+25)×4,学生又做成了原式=20×(25×4)。又如:278-89+11,学生受到减法简便计算的负迁移,往往做成:原式=278-(89+11)=178。这时,教师应进行分析、比较两者之间的差异。如同时出示用(125×25)×8、(125+25)×8解决的实际问题,在解决问题的过程中比较出它们之间的不同,同时强化计算的方法。
三、注重学生习惯的培养
计算题出错的原因有很多,但学习习惯不好是产生错误的主要原因之一。叶圣陶先生说过:"教育就是培养习惯。"学习过程其实也是一个习惯的养成过程。
1、培养学生认真审题的习惯。"一看、二想、三计算",计算是严谨的,不允许半点马虎,但却有许多学生没有这一良好习惯,没有看清数字,没有弄清楚运算顺序,就算起来了,有时甚至"一望知数",这样能不出错吗?
2、培养学生打草稿的习惯。学生在计算时,不喜欢打草稿,这是一个普遍存在的现象。教师布置了计算题,有的同学直接口算,有的在书上、桌子上或者其他地方,写上一两个竖式,算是打草稿,这些都是不良的计算习惯。大多数的计算题,除了少数学生确实能够直接口算出结果以外,大多数学生恐怕没有这个能力。
3、培养学生检查、验算的习惯。现在的学生做作业就象完成任务,不管三七二十一,写完了就行,这就导致了计算错误率高。那么在平时的教学中,教师应随时提醒学生检查,如,数字看错了没有,运算顺序错了没有,数字写错了没有等,无法口算的还应该验算,看结果是否正确。久而久之学生也就慢慢养成了自主检查、验算的习惯了。
习惯的培养并不是抽象的、看不见摸不着的,而是实实在在的。习惯的培养需要每一位教师脚踏实地从一点一滴抓起。好的习惯成能就人的一生,因此,习惯的培养任重而道远。
总之,学生计算能力的培养是一项复杂而又细致的工作,学生的计算能力的提高不能靠一朝一夕,需要结合教学实际长期进行培养和训练。作为教师,我们在教给学生正确的计算方法的同时,还应提高学生计算的兴趣、养成良好的计算习惯,并持之以恒地练习,我们可以相信,学生计算能力提高的那一天不会很远。
参考文献
[1]王金发.《计算教学要学会"算计"》
[2]吴烈.《浅析小学口算能力下降的成因与对策》
[3]洪小琴.《低年级学生计算错误的原因分析》
计算能力的培养范文3
一、培养学生计算的兴趣
“兴趣是最好的老师”,在计算教学中,首先要激发学生的计算兴趣,让学生乐于学、乐于做,教会学生用口算、笔算和计算工具进行计算,并掌握一定的计算方法,达到算得准、快的目的。
讲究训练形式,激发计算兴趣。为了提高学生的计算兴趣,寓教于乐,结合每天的教学内容,可以让学生练习一些口算。在强调计算的同时,讲究训练形式多样化。如:用游戏、竞赛等方式训练;用卡片、小黑板视算,听算;限时口算,自编计算题等。多种形式的训练,不仅提高学生的计算兴趣,还培养学生良好的计算习惯。
以中外数学家的典型事例或与课堂教学内容有关的小故事激发兴趣。教学中,适时地列举中外数学家的典型事例,或者是以学生喜闻乐见的小故事来增添课堂气氛,吸引学生注意力,可以激发学生对数学学习的爱好和兴趣,使学生集中精神进行计算,提高课堂上的学习效果。
二、培养坚强的意志
培养学生坚强的意志对学生能够长期进行准确、快速的计算,会产生良好的促进作用。
每天坚持练一练。计算教学中,口算是笔算的基础,可以根据每天的教学内容适时适量地进行一些口算训练,在我们班每天20题的口算训练已成为学生的习惯。通过长期坚持的训练,既培养了学生坚强的意志,又提高了学生的计算能力。
针对小学生只喜欢做简单的计算题,不喜欢做或做不对稍复杂的计算、简算等题目的弱点,教学中要善于发现小学生的思维障碍,克服影响学生正确计算的心理因素。可以通过各种方法进行练习,如:“趣题征解”、“巧算比赛”、鼓励学生一题多解等形式培养学生的意志。
三、培养学生良好的计算习惯
良好的计算习惯,直接影响学生计算能力的形成和提高。因此,教师要严格要求学生做到认真听课,认真思索,认真独立的完成作业,并做到先复习后练习,练习中刻苦钻研,细心推敲,不轻易问别人或急于求证得数。还要养成自觉检查、验算和有错必改的习惯。
计算能力的培养范文4
关键词 计算能力;计算习惯;口算能力
计算是小学数学中一项重要的基础知识,贯穿于小学数学教学的全过程,学生的计算能力强弱与否,直接关系到他学习数学的兴趣和效果,因此,使学生学好计算,并形成一定的计算能力至关重要。作为教师,我们如何改变多数小学生的计算能力很弱的现状呢?下面谈谈个人浅显看法:
一、在教学中,要使学生理解和掌握有关的计算基础知识,这是提高学生计算能力的前提
小学生在计算过程中经常由于各个方面的原因,往往出现这样或那样的错误,很多家长甚至是老师完全归于孩子不认真,粗心大意所造成。其实这只是原因之一。实质很大程度上是孩子有关计算方面综合能力的欠缺。比如运算法则、运算性质、运算定律、计算公式等基础知识没有掌握,或者不能够合理灵活的运用这些知识所造成。即使孩子在计算中很细心很认真,但由于所需要的基本知识的欠缺而出现看似很简单的错误。在教学中我们不能够急于求成,我们要帮助学生找出原因(如算理不明白、法则不懂、性质不清、定律不熟、公式没掌握等等),查漏补缺,扫清障碍,为进一步学好计算做好基础工作。
二、在教学中,要培养学生计算兴趣,这是提高学生计算能力的关键
爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。孔子也说:“知之者,不如好知者,好知者,不如乐之者”。他们都谈到了兴趣的重要性。在计算教学中,我们要激发学生的计算兴趣,要让他们爱上计算,乐于去计算。只有这样,我们的计算教学才是成功的。为此,我们在教学中要结合教学的内容,讲究训练形式多样化,寓教于乐,使枯燥的计算教学富有生机。如:可以借用多媒体、卡片以及其他可以利用的学具、教具等,对学生进行视算、听算、抢算、游戏中计算、计算竞赛、自编计算等方式训练,充分去调动学生的积极性,使学生变被动为主动,由厌计算转变为爱计算和乐计算,逐渐形成一种持久的计算兴趣。
三、在教学中,要培养学生良好的计算习惯,这是提高计算能力的保障
良好的计算习惯,直接影响学生计算能力的形成和提高。而在做计算题时,往往有的学生有轻视的态度,一些计算题并不是不会做,而是由于注意力不够集中、抄错题、运算粗心、不进行验算等不好的习惯造成错误。所以在计算教学中,注重培养学生良好的计算习惯也很重要。教学中,要想方设法使学生养成计算时精力集中,认真演算,仔细抄写,自觉检查、自觉估算和验算的习惯。另外,教师还要加强书写格式的指导。规范的书写格式可以帮助学生防止错写、漏写数字和运算符号,减少出错的机会,能很好的提高计算准确性。
四、在教学中,要加强练习,这是提高计算能力的法宝
子曰:“学而时习之”,“温故而知新”,说明了练习的必要性。只有在掌握了计算方法的基础上,加强练习,才能够提高计算的速度和准确性。才能够悟出计算的诀窍,从而全面提升计算的能力。当然,应该讲究训练策略和训练方法的多样性,以免造成学生的枯燥情绪。例如:训练内容要有层次:基本训练(目的是掌握法则、运算定律、运算性质、计算公式等);针对性训练(目的是纠正学生最容易出差错的地方);特殊训练(目的是通过强化记忆牢记常用计算数值来提高计算的速度和准确性。如:圆周率近似值3.14与一位数的乘积、分母是2、4、5、8、10的最简分数与小数的互化等。)训练的方法要多样,如:竞赛式,可以提高速度;游戏式,可以提高兴趣等。训练的手段要多种:如:借用多媒体;借用简单的教具和学具(自制计算卡片、计数器、扑克牌等)。
五、在教学中,要加强口算训练,这是提高计算能力的捷径
口算是计算的基础,口算能力的强弱,直接影响到学生计算的速度和准确性,所以我们应该重视口算能力的培养。首先课堂教学应避免呆板与单一。训练要有层次,由浅入深,由简单到复杂。训练形式要多样化,游戏、竞赛等更能激发学生训练的热情,维持训练的持久性,收到良好的效果。可以多种形式进行口算的训练。比如:低年级可以采用游戏的形式:如“开火车”、“找朋友”、“找门牌号”、“送信”、“对口令”、“夺红旗”、“闯关”等;中年级可以采用口算板、口算表、卡片、幻灯片或游戏进行训练;高年级训练的方式可以是指名答、抢答、齐答、听算、视算等;如果用以上不同形式的训练方法,在可能的情况下,坚持每节课前适当的进行口算训练,笔者相信一定能够很快提高学生的计算能力。
六、鼓励学生把口算运用到生活中去,这是提高学生口算能力必不可少的途径
计算能力的培养范文5
关键词: 中学物理教学 计算能力培养 培养方法
物理计算题是物理考试中必不可少的一种题型,不管是在平时的检测,还是在升中考试中都会出现,且分值有13分之多,因此解答好计算题是获得物理考试高分的关键。从往年中考物理答卷和平时的测试试卷可以看出,多数学生在计算题上很难得满分,甚至有一部分人写得满满的,但得不到分,原因是学生解物理计算题的能力较差,忽略分析、理解。
那么,在中学物理教学中,如何提高学生解答物理计算题的能力呢?在多年的农村中学物理教学中我感悟到,审题能力的培养是关键,书写过程的规范化是得分的手段。
一、审题能力的培养
“万事开头难”,解题就是要从审题开始,迅速准确地读懂题意是解题的良好开端。审题不应只关注具体的已知数据,而应注重物理过程的分析。
1.注重题目中关键词语的理解。所谓关键词语,可能是对题目涉及的物理变化的描述,也可能是对物理过程的界定,忽略了它们,往往使解题过程变得盲目,思维变得混乱。如:“光滑”、“不计阻力”、“轻质(杠杆、滑轮)”、“做匀速直线运动”、“静止”、“升高多少度,升高到多少度”、“降低到,降低了”、“有用的功率还是总功率”、“功率还是效率”,等等。如何理解有关关键词语的内涵呢?“光滑”说明物体是不受摩擦力的,“做匀速直线运动”说明物体受力是平衡的,“升高多少度,升高到多少度”前者表示物体温度的变化量,后者表示物体最后的温度。
例1:体重为500N的乐儿同学,用双手握住竖直的竹竿匀速上攀,同他所受摩擦力是多少?方向如何?
关键词:匀速——摩擦力与他的体重是一对平衡力。
2.挖掘题目中的隐含条件。有些题目的部分条件并不明确给出,而是隐含在文字叙述之中,常见的有知识含条件、条件含条件、数据含条件等。把隐含条件挖掘出来,常常是解题的关键所在,对题目隐含条件的挖掘,需要与物理情境、物理过程的分析结合起来,因为题目中的隐含条件是多样的,被隐藏的可能是初始条件,也可能是变化方向等,如:说到家庭电路,意味着电压220V,各用电器并联;说到气压是标准大气压,意味着压强是1.01×105Pa,水的沸点是100℃;说到不计能量损失,意味着能量转化或转移的效率是100%;说到用电器正常工作,意味着用电器上加的是额定电压,等等。因此,要认真审题,在确定研究对象、分析状态过程、选择适用规律等各个过程中,都要仔细思考除了明确给出的条件以外,是否还隐含更多的条件,这样才能准确地理解题意。
(1)计算水吸收的热量;
(2)计算消耗的电能。
隐含的条件有:在一个标准大气压下把水烧开说明水末温是100℃,水壶正常工作时说明水壶此时的功率是1500W。
3.排除干扰因素。在题目所给出的诸多条件中,有些是有用的,也有些是无关的,这些无关条件常常就是命题者有意设置的干扰条件,要能找出这些干扰条件,并把它们排除,这样才能迅速正确地解答。如:物体水平移动时,不会克服重力做功,此时物体的重力就是干扰因素;物体以不同的速度匀速上升或匀速下降,表明物体受平衡力的作用,此时的“上升”、“下降”及“不同的速度”均为干扰因素;两灯串联,甲比乙亮。这里的“甲比乙亮”就是判断电流相等的干扰因素;表格类题目中有很多数据,不一定都有用,要快速搜寻有用,排除干扰因素。
例3:某人将重20N的木块沿水平桌面匀速向前推了5m,所用的推力是4N,撤去推力后,木块由于惯性又前进1m后停止。求:这过程中推力做的功和重力做的功分别是多少?
干扰因素:水平桌面匀速向前推了5m是重力做功的干扰因素;又前进1m是推力做的功干扰因素。
培养审题能力还要强调对物理语言的理解,要训练学生分析、理解、使用物理语言,这不但有助于对题目给出的情境理解,而且有助于对题目中隐含条件的理解。
二、解题规范化的培养
近年来,中考实行网上阅卷后,对解题的规范和卷面的整洁提出了更高要求。解题规范化能培养学生的逻辑思维能力,养成有理有据地分析问题的良好习惯,形成科学态度,这有利于提高考试成绩。对于物理计算题,中考明确提出了书写规范化要求:“解答应写出必要的文字说明、重要的演算步骤,只写出最后答案,不能得分。”初中生在解题中往往存在许多问题:卷面上统篇都是公式、数字,无必要的文字说明,符号使用混乱,代入数据时不注意统一单位,计算结果没有单位等。在大力倡导素质教育的今天,除了要求教师抓好学生基础知识的掌握、解题能力的训练外,还必须注重对学生解题规范化的训练,这不仅有利于学生形成良好的答题习惯和规范的答题行为,而且有利于培养他们严谨的学习态度,全面提高学生的科学素质。强调物理解题规范,就是要求学生在答题中做到解题思想、方法规范化、解题过程规范化、物理语言和书写规范化。要求学生解答中学物理计算题题时,注意把握好以下环节:
1.要有必要的文字说明。必要的文字说明是对题目完整解答过程中不可缺少的文字表述,它能使解题思路表达得清楚明了,解答有根有据,流畅完美。有的同学在解答计算题时不知道应该说什么,往往将物理过程变成数学过程。必要的文字说明是要写出简要的文字叙述,用以说明研究对象、研究过程或状态,所列方程的物理依据,说明隐含条件,分析所得的关键判断,说明上下文关系的一些衔接语,等等。文字说明要用物理术语,有科学特色。如在二力平衡问题中时,“因为物体做匀速直线运动,所以……”;在每列出一个公式都要写出所依据的物理定律和定义。如“由欧姆定律I=U/R得,电阻R两端的电压U=IR”等,不要用字母或符号代替物理语言,如用“、”代替“因为、所以”。语言叙述要简练、准确,切忌语言叙述过于冗长,如不要写出详细的题意分析。
2.字母、符号书写要规范。解题中运用的物理量要设定字母来表示,题中给定的字母意义不能自行改变。所用来表示物理量的字母要尽可能是常规通用的,一般要与课本中的形式一致,如Kg、Ω、Hz等。不要出现“n”与“η”不分,“P”与“ρ”不分,“w”与“ω”混淆不清的错误。同一道题中,一个字母应只表示一个物理量,如果在同一题中出现多个同类物理量,就可用不同的角标加以区别,以免造成混淆。
3.要有必要的演算过程和明确的结果。演算时一般要先进行代数式的字母运算,推导出有关未知量的代数表达式,不能字母、符号和数据混合,再代入数据计算。这样做既有利于减轻计算负担,又有利于一般规律的发现和回顾检查。计算时不要把大量的化简、代值运算过程写在卷面上,这样会给人以繁琐零乱、思路不清的感觉,增大出错扣分的几率。数据的书写要用科学记数法,计算结果的有效数字的位数应根据题意确定,最好不要以无理数或分数作为最后的计算结果。
4.单位。计算题对单位的要求是极其严格的。单位是物理量的重要属性。对于一个数值,如果不冠于单位,那么这个数值就失去了它的意义。物理中的计算题对单位的要求是十分明确的,解题需带单位,该统一的单位要统一。首先,带单位运算有检验的作用,特别是在题目中出现了不统一的单位时,如果解题时没有将单位统一就很容易弄错,但如果带有单位运算的话,在检查时错误的地方就会一目了然;
注意:(1)物理解题语言有三种,即文字、符号、图形。在解题中,要学会将一种语言“翻译”成为另一种语言,以便深刻理解题目的含义,从而叩开解题的大门。在解题中要对试题提供的信息进行分析、组合和加工,搞清楚哪些是已知条件,哪些是要求解的,只有真正把问题搞清楚后,解题才能得心应手。
(2)在电学计算中,电路的识别和分析起到非常重要的作用。这道题研究的对象是串、并联电路,运用的工具是欧姆定律和串、并联电路中电流、电压的特点,还要看出电表测量哪个物理量,不抓住这些信息,那么我们对这道题的分析和计算可能就会一塌糊涂或张冠李戴。
要特别指出的是,部分学生认为只要解出题目的答案就万事大吉了,其实只要是有过程的解答题,过程总比最后的答案要重要得多,物理讲的是科学逻辑。总之,物理学科规范解题说起来不易,做起来更难,但无规矩不成方圆,只能靠平时要求,一点一滴磨炼。教育者要针对不同学生的实际情况做出正确的引导,不断探求出更符合学生理解、发展规律的方法。
参考文献:
[1]刘家骥,主编.新课程教学问题解决实践研究.中央民族大学出版社,2006,2,第1版.
[2]傅道春,齐晓东,编著.新课程中教学技能的变化.首都师范大学出版社,2003,8.
计算能力的培养范文6
关键词:科学计算;教学改革;课程体系;运算能力
Abstract:Scientific computing power is the ability to solve computational problems in the practical application by using of modern computational tools and methods,and is the important link to cultivate students' comprehensive quality.Based on the information and computing science,through the reform on the teaching contents,teaching methods and course system,etc,we put forward some effective ways and methods on improving the scientific computing power.
Key words:scientific computing,teaching reform,curriculum system,operation ability.
引言
信息与计算科学专业一般是培养具有良好数学知识,掌握计算机软件和计算科学的基本理论和方法,具有基本的算法分析、设计能力和较强的编程能力,并运用数学和计算机技能(包括常用语言、工具及一些专用软件)解决实际问题的专门人才。这一培养目标体现了科学计算能力的重要性,它包含数学计算,计算机应用能力,相关领域知识应用能力等,是复合型创新型人才必备的基本能力。目前,对于教学过程中学生计算能力的培养,国外已经进行广泛研究并取得一些成果[1]。美国卡内基.梅隆大学在程序设计课程教学时调整教学模式,强调对学生计算能力和计算机素质的培养。教学过程分三个阶段进行:首先用较短时间进行程序语言基础知识的教学,再通过大量初级训练提高学生对于语言基本知识的掌握程度,在学生熟练掌握语言基本应用的情况下,最后用较长的实践课时引导学生进行课程设计,并通过完成一个或多个项目,锻炼学生使用程序设计语言解决实际应用问题的能力。国内也有很多高校尝试各种提高学生科学计算能力的方法,并取得了一定的成果。可以说,除了“理论”和“实验”之外,“计算”已成为与其并列的第三种科学方法。本文以信息与计算科学专业的改革为例,提出关于学生计算能力培养的一些建议。
一、教学内容、教学方法改革应注重学生计算能力培养
在全国招生的情况下,学生来自不同地区、不同院校,在科学计算方面的素质和能力差异较大,这也对学生培养造成较大难度。教师应注意教学环节的安排,做到科学合理。应将强计算能力的培养作为课程教学一个重要目标,这也是符合信息化时代对人才综合素质的要求,顺应课程的发展形势的重要举措[2-4]。课程的引入非常关键,如果教师忽略了这一环节,学生学习起来会缺乏目的性,不知道一节课老师究竟要讲什么,怎么讲,讲的内容可以用来解决什么问题等,这些问题都可以在课程引入过程中说清楚,并可通过数学史的知识抓住学生的兴奋点,让学生先对课堂内容感兴趣。在教师讲解内容时应注意语言的严密和简练,力争用最通俗易懂的语言准确描述抽象的数学定义和定理。只有学生理解最基本的理论,才能运用其解决问题,再通过练习题的跟进,最终达到提高学生的计算能力的目的。
随着网络技术的飞速发展,各类好的网络资源不断出现。近年来慕课(MOOC),“翻转课堂”以及微课程等概念的出现,使人们对教学方法和手段的使用有了新的认识。教师应合理利用这些资源,根据教学内容的特点,合理采用多种教学手段,充分调动学生的课上、课下学习的积极性,提高学生自主学习能力,鼓励学生提出问题并解决问题。“翻转课堂”(Fipped classroom 或 Invertedroom)是一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境。在翻转课堂中,典型的课堂讲解时间由实验和课内讨论等活动代替,而课堂讲解则以视频等其他媒介形式由学生在课外活动时间完成[5-6]。而慕课(MOOC)是信息技术与课程教学高度融合,是最具代表性的教育技术发展的产物。教师应该更好的发挥网络、数据库、图形图像技术、嵌入式软件和多媒体的优势,多引入实际例子和处理问题的方式方法,扩大学生的知识面。每节课应根据实际情况安排2-3道课堂练习让学生完成,教师通过观察学生完成情况了解学生解题中存在的问题,以便及时纠正,并通过练习增加学生的计算量,提高计算准确性。课后应布置适当的作业,作业可以小组讨论的方式完成,讨论有助于小组成员对作业中较难的问题进行深入的研究,从中发现错误,有利于学生深入理解问题
二、课程体系改革中深化计算能力培养
信息与计算科学专业课程体系改革是很多高校一直探讨的问题,力求在学生掌握数学基本理论的前提下,提高课程的实践性和应用性,侧重培养学生的科学计算能力、应用能力和创新能力等。各类课程可分模块开设,例如学科基础课程模块,专业核心课程模块,专业拓展课程模块和实践教学模块等。
良好的数学基础是培养科学计算能力的先决条件。应通过学科基础课程模块的开设为学生奠定坚实的基础,其中数学分析,高等代数和解析几何非常重要,通过这些课程中的证明和推理培养学生的逻辑思维能力和理论推导能力,并掌握数学中一些基本的理论和方法。
专业核心课程模块为必修课,一般可分为应用软件和数学软件两个方向,此模块设置的情况直接影响学生逻辑思维和计算能力的培养。其中离散数学,数据结构与算法是应用软件的基础课程,数值逼近,微分方程数值解为利用数学软件进行数值计算提供了基本理论方法。为了提高学生的计算能力,一些课程可开设较多学时的实验课,例如,数值代数72学时,理论课与实验课学时各占一半;微分方程数值解课开设18学时实验。这些课程主要利用Matlab或Mathematica等数学软件实现数值计算和分析,在教学过程中,教师应引导学生对Matlab或Mathematica的原代码进行系统研究,了解命令的内部计算过程和编程方法技巧等,从而实现高效、准确的求解计算结果。而数据结构与算法,可开设20学时的实验课,主要开设c语言。在上述这些课程的基础上开设的数学建模是一门将数学和计算机软件基本理论知识应用到解决各类实际问题的课程,并鼓励学生参加全国大学生数学建模竞赛。通过对课程中实验环节的加强,学生的计算能力由此得到了显著的提高,实现了遇到一些实际问题时能够深入地分析问题,编写算法,最终解决问题。
专业拓展课程模块设置选修课程,主要开设数学软件和应用软件的后续课程,其中Java语言是应用非常广泛的一门软件类语言,可开设理论与实验课比例为1:1。操作系统,计算机网络,网页设计等均开设一定学时的上机课程。
实践教学模块主要包括应用软件类的高级语言程序设计,数据结构课程实习,以及数学软件类的数值逼近课程实习和数据分析课程实习,均为2周。这些实习是在相应课程开设的学期末设置的,教师可以安排适当的课题,课题应具有一定的创新性,每人一题或每小组一题,安排好每名学生完成哪项内容,学生可以查阅书籍,搜索网络最终独立完成或合作完成这些课题。
参考文献:
[1]刘君瑞,姜学锋,杜承烈.基于强计算能力培养的软件技术实践教学模式研究[J].计算机教育,2013,2:32-34.
[2]青海.不可忽视大学生科学计算能力的培养[J].中国电子教育,2005,(4):46-54.
[3]邹北骥,理工类计算机基础教育应面向工程计算能力培养[J].学科建设与教学研究,2009,16:109-111.
[4]宁,赵 |,宋方臻.MATLAB 教学应重视科学计算能力的培养[J].中国现代教育装备,2009,5:73-75.