㈠ 數值分析pdf_《數值分析》課程教學改革探析
結合高等學校 21世紀人才的培養目標,根據本校的特點及多年的教學經驗,對《數值分析》課程的教學改革進行了探討,分別從教學思想和教學模式、教學內容、教學方法與手段、實踐教學與考核方法等方面進行了論述。建立了「問題驅動式」的教學思想,實施了以「案例為主線,實驗為指導,融知識傳授與能力培養於一體」的教學模式,並針對《數值分析》涉及面廣的特點,設計了分層次、分專業、分模塊的立體結構式教學。
計算機教學 數值分析課程 教學改革
一、引言
「數值分析」作為計算數學的一個主要分支,是研究如何利用計算工具(如計算器、計算機等)求出數學問題的數值解(如數據、表格、圖形等)的學問,是科學與工程計算的基礎。「數值分析」既有純數學高度抽象性與嚴密科學性的特點,又有應用的廣泛性與實際實驗的高度技術性的特點,是一門與計算機使用密切結合的、實用性和實踐性很強的數學課程。通過本課程的學習,能使學生熟練掌握各種常用的數值演算法的構造原理和過程分析,提高演算法設計和理論分析能力,並且能夠根據實際問題建立數學模型,然後提出相應的數值計算方法,並能編寫程序在計算機上算出結果。這既能為學生在理論學習方面以及在計算機上解決實際問題等方面打下良好的基礎,同時又能培養學生的邏輯思維能力和提高解決實際問題的能力。
在我校,《數值分析》課程是信息與計算科學專業的專業基礎課,是數學與應用數學、計算機科學技術等本科專業的專業必修課,是工程力學、交通運輸工程、通信工程等本科專業的專業必修課或選修課,也是控制科學與工程、機械工程、信息與通信工程、礦業工程、土木工程等學科的碩士研究生的公共基礎課。課程涉及面廣,實用性強,為此,研究本課程的教學改革具有重要的意義。
著名數學家李大潛院士倡導「問題驅動的應用數學」,我們以此作為指導思想,進行了數值分析課程的教學改革。利用實際問題引出所要討論的計算方法,並且對計算方法進行理論和實踐兩方面的研究,最後解決實際問題。
二、教學思想與教學模式的改革
我們從實際出發,以「問題驅動式」作為教學思想,實施了以「案例為主線,實驗為指導,融知識傳授與能力培養於一體」的教學模式。
1.積極開展以「案例為主線,實驗為指導」的教學模式。將案例引入課堂教學,通過有針對性的設計實驗項目及內容,使學生在學習基礎理論的同飢虛時掌握先進的應用技術,並充分認識到學習數值分析這門課的實用性,有效地避免了純粹數學理論推導的枯燥性,提高了學生學習本課程的主動性。
螞肢仿2.積極開展「以學生為中心,以教師為輔助」的討論式教學,拓展學生思路。在課堂教學中注重啟發式與討論式,有計劃地就某些問題開展專題討論,將「課堂討論式教學法」不斷深化,充分調動學生的學習主動性。
3.開展與數值分析課程有關的學術講座。通過開展教授講座、博士論壇、青年學術沙龍等活動,定悶纖期邀請校內外專家學者進行與數值分析有關的學術講座,使學生能夠更深入了解該課程的學習內容及與實踐結合的情況,開闊學生眼界,提高學生的學習興趣。
三、教學內容的改革
設計了分層次、分專業、分模塊的立體結構式教學。
1.根據不同層次、不同專業的培養目標,分別設計不同的教學目標和要求。根據各專業的不同要求以及培養不同層次學生的需要,把數值分析課程分為 4個類別,對理科類專業側重理論知識及演算法能力的培養;對工科偏理類的專業側重演算法實驗,簡化理論推導;對於一般工科專業的本科生及研究生,根據不同專業的特點,強調應用案例進入課堂;對尖子學生,結合科技創新活動,尋找實際問題,提取模型,指導其進行專業論文的撰寫。
2.結合最新的科學發展動態,適度引入現代數值計算方法
結合教師的科研成果,將目前比較流行的數值計算方法,如支持向量機演算法,神經網路演算法,蟻群演算法,遺傳演算法等引入課堂教學,介紹新方法的實際應用背景,並結合大學生數學建模競賽,引入一些結構化的實例,使學生能夠了解最新的科學發展動態,開闊視野,並學會應用相關的知識去求解實際問題,加深對所學知識的理解。
四、教學方法與教學手段的改革
1.問題驅動式教學。從教學過程中的基本矛盾出發,分析理論教學過程中存在的問題,每個章節都用普遍性較強、易懂的問題作為引例,讓學生理解經典數值計算方法的應用。
2.案例式教學。結合我校「以工為主,礦業見長,工學、理學等多學科相互滲透,協調發展」的特點,根據不同專業的需求,如采礦方面、測繪方面、機械方面等等,精心設計案例,讓學生充分理解數值分析的思想方法。
3.多途徑、立體化教學。將傳統教學手段和多媒體教學手段進行有機結合,在教學中特別注意合理解決「多媒體教學過程中學生反應速度與學生思路連續性之間的矛盾」。藉助先進的教學手段,採用諸如啟發式教學、互動式教學、研討式教學等方式。
4.利用教學網站,擴展課堂教學。採用網上 QQ群討論、答疑、實驗指導等措施,建立課程立體資源。不斷充實完善課程內容,將課堂教學與實際應用相結合,與科技創新活動、競賽活動、企業需求相結合。實驗教學和實踐環節與教師的科研相結合,並以科研與學科建設為驅動,不斷改進和設計創新性實驗。
五、實驗改革及考核手段改革
根據數值分析的特點,要實現數值分析課程教學目標,在教學中必須配有相應的實驗手段。通過實驗促進學生對理論、方法和概念的理解,培養學生運用實驗手段進行演算法設計、分析、研究的能力,提高學生靈活應用演算法解決實際問題的能力,實現理論和實踐的有機結合。實驗教學是實現課程教學目標的重要環節。
1.實驗改革
結合我校的實驗平台,引進工科實驗室的特殊軟體,進行數值分析實驗的設計。
我校具有山東省高等學校計算機實驗教學示範中心,設有科學計算實驗室、金融統計實驗室、多媒體技術實驗室和大學生創新實驗室等創新平台。測繪專業有先進的遙感測繪軟體、采礦專業有專業的力學計算的有限元並行軟體,材料專業有基於機群的高分子模擬的專業軟體,我們將這些平台有效的利用起來,針對不同的專業,布置不同的專業實驗,做到有的放矢。實驗類型從早期的經典演算法實驗到現在包含驗證性、案例性、設計創新性等類型的實驗,並且因材施教,提供了 MATLAB版本的實驗和指導材料。自行設計的實驗既鍛煉了學生掌握現有軟體工具的能力,又提高了學生熟練使用高級編程語言的水平,同時也鍛煉了學生的動手實踐能力。
2.考核手段改革
結合數值分析教學內容及教學模式的改革,克服傳統教學中期末考試一卷定成績的考核模式,採取試卷考試與實驗考試相結合的考核方式,並在此基礎上,適當採用課程設計加分、科研創新加分等手段,評定總成績。
六、科研促教學,鼓勵學生科技創新
1.將科研成果融入到教學中,拓寬學生的知識面,激發學生學習的積極性通過及時把參加國內外學術會議的情況介紹給學生,使學生能夠了解本學科的最新發展動態,開闊視野。同時,把課堂延伸到研究所,使學生通過近距離接觸先進的軟體工具、設備、系統,加深對知識的理解,激發他們的好奇心和熱情,促進他們學習和研究的興趣。另一方面,通過讓學生參與實驗室建設,可以提高他們分析問題和解決問題的能力,並引領他們向深度發展。
在我校,科研和學科建設中的前沿課題,不僅僅是科研人員關注的焦點,也頻頻出現在本科生的課程設計和畢業設計之中,這是以科研促教學取得的顯著成效之一。以科研促教學不僅提升了教師的教學水平,豐富了教學內容,還為學生實踐能力和創新精神的培養提供了良好的平台。
2.教師積極組織、鼓勵學生的科研創新活動
在教師的積極組織與鼓勵下,每年都有上百人參加大學生科研與科技創新活動;在學校的大力支持下,為學生提供免費的科研與科技創新活動的場所,開放實驗室,並提供強有力的指導力量,培育學生的科研能力和創新精神。有了這些方面的培養,相關老師組織的學生在國家、省級的各種競賽中取得優異成績,獲得各種國家級、省級獎項若干。
七、結束語
近年來,我們按照「厚基礎、強能力、重實踐、求創新」的要求,結合高等學校 21世紀人才的培養目標,根據學校不同專業的需求,對數值分析課程進行了一系列的改革,取得了良好的效果。我們以加強素質教育和能力培養為前提,堅持以「夯實基礎、拓寬專業面、注重新技術,加強人文素質課程」為原則進行課程設置,通過對數值分析課程教學的改革及不斷的累積,制定了切實可行的人才培養方案。通過對課程體系和教學內容以及教學環節和教學方法進行改革,提出了科研育人新理念。通過鼓勵學生進行科技立項、參與教師的科研活動,進行自主的科技創新,提高了學生的科研水平與創新能力。所有這些措施的實施對學生的考研、就業及綜合素質的提高都起到了良好的促進作用,學生的實際動手能力及分析解決問題的能力明顯提高。
參考文獻:
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[2]曾金平.數值計算方法[M].長沙:湖南大學出版社,2004.
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[4]李大潛.關於大力提倡和推動以問題驅動的應用數學研究的建議[J].中國科學基金,2006,(4):223-226.
[5]謝治州.「數值分析」實驗教學的實踐與探索[J].實驗室研究與探索, 2010,(5):133-136.
本論文受到山東省高等學校省級精品課程及山東科技大學群星計劃項目資助。
㈡ 誰有 《數值計算方法 第三版》高等教育出版社 主編朱建新、李有法 課後答案以及 山西師范大學 的歷年考題
主編朱建新、李有法課後答案以及山西師范大學的歷年考題:
有限元法:有限元方法的基礎是變分原理和加權餘量法,其基本求解思想是把計算域劃分為有限個互不重疊的單元,在每個單元內,選擇一些合適的節點作為求解函數的插值點,將微分方程中的變數改寫成由各變數或其導數的節點值與所選用的插值函數組成的線性表達式。
藉助於變分原理或加權餘量法,將微分方程離散求解。採用不同的權函數和插值函數 形式,便構成不同的有限元方法。
在有限元方法中,把計算域離散剖分為有限個互不重疊且相互連接的單元,在每個單元內選擇基函數,用單元基函數的線形組合來逼近單元中的真解,整個計算域上總體的基函數可以看為由每個單元基函數組成的,則整個計算域內的解可以看作是由所有單元 上的近似解構成。
(2)大學數值計算方法期末考試擴展閱讀:
構造數值積分公式最通常的方法是用積分區間上的n 次插值多項式代替被積函數,由此導出的求積公式稱為插值型求積公式。特別在節點分布等距的情形稱為牛頓-柯茨公式,例如梯形公式與拋物線公式就是最基本的近似公式。但它們的精度較差。
龍貝格演算法是在區間逐次分半過程中,對梯形公式的近似值進行加權平均獲得准確程度較高的積分近似值的一種方法,它具有公式簡練、計算結果准確、使用方便、穩定性好等優點,因此在等距情形宜採用龍貝格求積公式。
㈢ 我想問一下,大學數值計算方法,老師講的太枯燥,有沒有哪個網課講的好的
個人意見
1 任何一門大學課程是需要看書的,也就是說,你需要把書本看一遍,無論是課前預習,課上學習,還是課後復習,以及包括考試前的考前復習
2 課程是需要用心看的,現在大學生傾向於看PPT,而不看書,這樣是很不好的,因為PPT僅僅講了要點,但並沒有覆蓋全部課程,推薦去把課程看一遍
3 當然,如果覺得老師講的枯燥,個人推薦每次課程前要把書多看一遍,要講的知識點看下,標注下自己不太懂的,上課認真聽,課後認真復習,同時多問,把課程搞懂,不懂的去問同學和老師吧
4 網上的課程,有的人可能講得好,但不一定用的你的課本,當然去網上搜索下也是可以的,重要的還是要自己看書,大學期間,除了看PPT之外,還是要把書認真的多讀幾遍的,會有很好的效果的
㈣ 求數值計算方法答案(韓旭里)復旦大學出版社,謝謝。在這兩天給出最好,急急急急急!
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㈤ 課程難度比較:復變函數與積分變換、數學建模、數值計算方法.
從選課的角度看,最重要的是看老師。
您還是應該多從學長們處打聽任課老師是什麼態度,最後畫重點具體不具體,試卷難不難(比如雖然題很難,但其實就是最後畫過的原題數都不改,那就不叫難)。
另外看你們是什麼專業了。我是數學系學生(已畢業不少年了),當年這些課我們都是必修課。你蘆模們是限選,我不是很清楚。但應該考慮到可能不同專業學生都要習,側重點可能就不同。還是那句話,根據老師講的可深可淺。
如果是從課程本身討論的話(按照個人理解由易到難排序):
數學建模偏應用。滲孫如果對工程背景、實際應用的興趣高於純理論,那麼學起來應該會輕松點兒。普通來說,用的模型都是很簡單的,想一想都能理解(相對於抽象的純理論,就陪喊緩是有人怎麼也想不通的)。
數值計算偏計算,如果對演算法分析感興趣,或者對計算機或者計算器怎麼計算超越函數的值感興趣的,學起來會比較有勁頭。主要是一些函數分析、多項式插值、方程求根、數值微分、數值積分這些。我數值計算學得很好,現在想想,這門課就講了那麼點東西,我現在平時還能用上,所以覺得不難。但當時學的時候,還是覺得內容多且廣,很容易混淆。
復變函數根植於數學分析(或者工科提的高等數學)。喜歡基礎數學或分析學的話,學起來會比較感興趣。如果數學分析學的很扎實(我感覺大二就扎實是困難的,因為出於需要我後來又學了大約二遍,現在才覺得掌握得徹底),再學會相對好一些。最基本的內容是基本復變函數的定義,可微充分必要條件,復變積分這些。當時學完感覺還不錯,但現在由於用不上,除了柯西黎曼方程呀、留數定理之類的,其它已基本忘光。
最後再強調一下吧,大學的課程難易程度和老師很相關。比如:期末考試難不難,佔多少比重;平時成績佔多少,怎麼評價;留不留大作業或者實踐等等。建議還是找學長大約了解一下。另外早點選,別選晚了選不上了。
㈥ 北理工考博專業課的數值計算方法考試有什麼比較好的復習資料
考北理工的數值計算方法需要這么學:1首先,找到課本,是北理工的丁麗娟出的數值計算方法課本第二版,2其次,北理工研究生開設數值課程的課件。3.北理工研究社的期末考試題4,北理工的真題,一步步來。我今年入學的。我的QQ:510577925.加我,可以傳給你一部分。