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計算能力的培養范文1
關鍵詞:培養審題;認真演算;自覺檢驗;養成習慣;持之以恒;不懈努力
九年制課程標準指出:小學數學是義務教育的重要學科,從小要給學生打好數學的初步基礎,發展思維能力,培養學習數學的興趣,養成良好的習慣。這就要求教師在培養學生計算能力的同時,要注意培養學生良好的計算習慣。這不僅是提高計算正確率的重要條件,也是素質教育應有之舉。
下面,結合自己的教學實踐,談一談具體做法和體會。
一、培養認真審題的習慣
學生平時做題時,經常是拿到題目不假思索提筆就算,特別是做四則混合運算式題時,往往忽視審題這一環節。因此,計算結果不是錯誤多就是計算不合理。為此,本人平時要求學生計算時要做到:一看、二想、三動筆。一看就是要看清算式中的數字和運算符號;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,什么地方要用筆算,什么地方可用簡算。在看清題目、想好計算方法的基礎上再開始動筆計算。
二、培養認真演算的習慣
在計算中,要訓練學生沉著、冷靜的學習態度。碰到數字較大、計算較繁瑣的題目,要做到不急不躁,耐心計算。遇到較難的題目要冷靜思考、切忌煩躁。即使遇到簡單的計算,也不要掉以輕心,草率從事。不管題目難易都要認真對待。訓練學生每做一題都要認真、工整、規范地書寫數字及運算符號。同時運用激勵措施,對細心演算或在這方面進步較大的學生給予表揚,鼓勵,對粗心大意,計算馬虎的學生要加以批評教育。
三、培養自覺檢驗的習慣
要教育學生認識到計算中出錯有時是難免的,計算出結果后進行檢查驗算是非常必要的。要把檢查和驗算當作不可缺少的計算步驟,從而做到自覺檢查和驗算。檢查時要做到耐心細致,一步一步地檢查:檢查數字、運算符號是否寫錯,計算方法是否合理,計算結果是否正確。發現差錯及時改正。同時結合教學內容,教給學生驗算的方法,培養驗算的習慣。
四、培養估算的能力和習慣
估算在日常生活中有很大用處,在計算中同樣作用很大,運用估算能迅速判斷計算結果的合理性。如整數除法中可估算商有幾位數或估算出他的近似值,整數乘法中可估算出它的近似積:小數乘法中可估計積的小數位數等。關于四則運算結果的估算,更有規律可循。加法中和應大于每一個加數,減法中減數和差分別小于被減數,乘法中(因數不為0),一個因數大于(或小于)1,積就大于(或小于)另一個因數,除法算式中(被除數、除數不為0),除數大于(或小于)1,商小于(或大于)被除數等等。
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關鍵詞:計算 正確率 能力 習慣 興趣
小學生計算能力的培養是小學數學教學的一項重要任務,它貫穿于數學教學的全過程,在實際生活中有著極其廣泛的應用,是數學教學的中心任務,可以說沒有計算就沒有數學?!缎抡n程標準》提出了關于"使學生能夠正確地進行整數、小數、分數的四則計算,對于其中一些基本計算要達到一定的熟練程度,并逐步做到計算方法合理、靈活的教學要求。"在小學數學教學中,計算是數學學習的重要內容,如何提高計算的正確率是一個不容忽視的問題。作為教育工作者,我們又該如何培養學生的計算能力呢?
一、注重學生興趣的培養
現在的學生對于學習的動力不足,對計算更是覺得枯燥,這也是導致計算錯誤的重要原因之一。"興趣是最好的老師",在計算教學中,教師應激發學生計算的興趣,多種形式的訓練,不僅提高學生的計算興趣,還培養學生良好的計算習慣。,讓學生樂學、樂算。
1、枯燥的計算融入生動的情境。一提到計算,學生馬上會與枯燥聯系起來,簡單的符號、枯燥的運算。在日常的計算教學中,教師應想方設法地創設生動的情境,以激發學生計算的興趣。
2、單一的計算融合豐富的活動。為了提高學生的計算興趣,可以設計豐富的活動,如視算、聽算、搶答、開火車、小組競賽、闖關、游戲等,激發學生計算的興趣。
3、設立形式多樣的獎勵機制。就計算本身,是比較枯燥乏味的,對學生進行及時的評價和鼓勵,能更加有效地發揮了學習評價的激勵作用,激發學生計算的興趣,提高計算的能力。
"知之者不如好之者,好之者不如樂之者"。在教學過程中,我們要想方設法刺激學生,激發學生的計算興趣,使之心動,繼而行動。
二、注重學生算理的掌握
面對計算題,要得到計算的結果,學生首先要思考的是計算的方法、運用什么數學概念、運算定律、運算性質、運算法則和計算公式等等,因此充分理解和掌握這些基礎知識是提高計算能力的前提,只有夯實算理這個基石,才能有效地提高學生的計算能力。
1、結合生活實際,理解式題的意義。如在教學《減法的簡便計算》時,出示:阿姨帶了500元錢,買電視機368元,買電水壺132元,還剩多少元?學生列出兩種算式500-368-132和500-(368+132),根據題意學生明白可以一件一件地付錢,也可以把電視機和電水壺的錢合在一起付,讓學生在解決實際問題的過程中理解減法的運算定律,學生理解得更加深刻,有利于提高學生的計算能力。
2、利用知識正遷移,促進算理的掌握。知識與知識之間有著內在的聯系,前面的知識能影響后續知識的學習,有時它能促進后續學習,但有時也能阻礙后續的學習。如:在教學《簡便運算》這一單元,剛開始學習乘法結合律時,學生掌握得非常好,但在學習了乘法分配律之后,學生的錯誤率明顯上升。如(125×25)×8,學生往往做成原式=125×8+25×8,而(20+25)×4,學生又做成了原式=20×(25×4)。又如:278-89+11,學生受到減法簡便計算的負遷移,往往做成:原式=278-(89+11)=178。這時,教師應進行分析、比較兩者之間的差異。如同時出示用(125×25)×8、(125+25)×8解決的實際問題,在解決問題的過程中比較出它們之間的不同,同時強化計算的方法。
三、注重學生習慣的培養
計算題出錯的原因有很多,但學習習慣不好是產生錯誤的主要原因之一。葉圣陶先生說過:"教育就是培養習慣。"學習過程其實也是一個習慣的養成過程。
1、培養學生認真審題的習慣。"一看、二想、三計算",計算是嚴謹的,不允許半點馬虎,但卻有許多學生沒有這一良好習慣,沒有看清數字,沒有弄清楚運算順序,就算起來了,有時甚至"一望知數",這樣能不出錯嗎?
2、培養學生打草稿的習慣。學生在計算時,不喜歡打草稿,這是一個普遍存在的現象。教師布置了計算題,有的同學直接口算,有的在書上、桌子上或者其他地方,寫上一兩個豎式,算是打草稿,這些都是不良的計算習慣。大多數的計算題,除了少數學生確實能夠直接口算出結果以外,大多數學生恐怕沒有這個能力。
3、培養學生檢查、驗算的習慣?,F在的學生做作業就象完成任務,不管三七二十一,寫完了就行,這就導致了計算錯誤率高。那么在平時的教學中,教師應隨時提醒學生檢查,如,數字看錯了沒有,運算順序錯了沒有,數字寫錯了沒有等,無法口算的還應該驗算,看結果是否正確。久而久之學生也就慢慢養成了自主檢查、驗算的習慣了。
習慣的培養并不是抽象的、看不見摸不著的,而是實實在在的。習慣的培養需要每一位教師腳踏實地從一點一滴抓起。好的習慣成能就人的一生,因此,習慣的培養任重而道遠。
總之,學生計算能力的培養是一項復雜而又細致的工作,學生的計算能力的提高不能靠一朝一夕,需要結合教學實際長期進行培養和訓練。作為教師,我們在教給學生正確的計算方法的同時,還應提高學生計算的興趣、養成良好的計算習慣,并持之以恒地練習,我們可以相信,學生計算能力提高的那一天不會很遠。
參考文獻
[1]王金發.《計算教學要學會"算計"》
[2]吳烈.《淺析小學口算能力下降的成因與對策》
[3]洪小琴.《低年級學生計算錯誤的原因分析》
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一、培養學生計算的興趣
“興趣是最好的老師”,在計算教學中,首先要激發學生的計算興趣,讓學生樂于學、樂于做,教會學生用口算、筆算和計算工具進行計算,并掌握一定的計算方法,達到算得準、快的目的。
講究訓練形式,激發計算興趣。為了提高學生的計算興趣,寓教于樂,結合每天的教學內容,可以讓學生練習一些口算。在強調計算的同時,講究訓練形式多樣化。如:用游戲、競賽等方式訓練;用卡片、小黑板視算,聽算;限時口算,自編計算題等。多種形式的訓練,不僅提高學生的計算興趣,還培養學生良好的計算習慣。
以中外數學家的典型事例或與課堂教學內容有關的小故事激發興趣。教學中,適時地列舉中外數學家的典型事例,或者是以學生喜聞樂見的小故事來增添課堂氣氛,吸引學生注意力,可以激發學生對數學學習的愛好和興趣,使學生集中精神進行計算,提高課堂上的學習效果。
二、培養堅強的意志
培養學生堅強的意志對學生能夠長期進行準確、快速的計算,會產生良好的促進作用。
每天堅持練一練。計算教學中,口算是筆算的基礎,可以根據每天的教學內容適時適量地進行一些口算訓練,在我們班每天20題的口算訓練已成為學生的習慣。通過長期堅持的訓練,既培養了學生堅強的意志,又提高了學生的計算能力。
針對小學生只喜歡做簡單的計算題,不喜歡做或做不對稍復雜的計算、簡算等題目的弱點,教學中要善于發現小學生的思維障礙,克服影響學生正確計算的心理因素??梢酝ㄟ^各種方法進行練習,如:“趣題征解”、“巧算比賽”、鼓勵學生一題多解等形式培養學生的意志。
三、培養學生良好的計算習慣
良好的計算習慣,直接影響學生計算能力的形成和提高。因此,教師要嚴格要求學生做到認真聽課,認真思索,認真獨立的完成作業,并做到先復習后練習,練習中刻苦鉆研,細心推敲,不輕易問別人或急于求證得數。還要養成自覺檢查、驗算和有錯必改的習慣。
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關鍵詞 計算能力;計算習慣;口算能力
計算是小學數學中一項重要的基礎知識,貫穿于小學數學教學的全過程,學生的計算能力強弱與否,直接關系到他學習數學的興趣和效果,因此,使學生學好計算,并形成一定的計算能力至關重要。作為教師,我們如何改變多數小學生的計算能力很弱的現狀呢?下面談談個人淺顯看法:
一、在教學中,要使學生理解和掌握有關的計算基礎知識,這是提高學生計算能力的前提
小學生在計算過程中經常由于各個方面的原因,往往出現這樣或那樣的錯誤,很多家長甚至是老師完全歸于孩子不認真,粗心大意所造成。其實這只是原因之一。實質很大程度上是孩子有關計算方面綜合能力的欠缺。比如運算法則、運算性質、運算定律、計算公式等基礎知識沒有掌握,或者不能夠合理靈活的運用這些知識所造成。即使孩子在計算中很細心很認真,但由于所需要的基本知識的欠缺而出現看似很簡單的錯誤。在教學中我們不能夠急于求成,我們要幫助學生找出原因(如算理不明白、法則不懂、性質不清、定律不熟、公式沒掌握等等),查漏補缺,掃清障礙,為進一步學好計算做好基礎工作。
二、在教學中,要培養學生計算興趣,這是提高學生計算能力的關鍵
愛因斯坦曾經說過:“興趣是最好的老師”。孔子也說:“知之者,不如好知者,好知者,不如樂之者”。他們都談到了興趣的重要性。在計算教學中,我們要激發學生的計算興趣,要讓他們愛上計算,樂于去計算。只有這樣,我們的計算教學才是成功的。為此,我們在教學中要結合教學的內容,講究訓練形式多樣化,寓教于樂,使枯燥的計算教學富有生機。如:可以借用多媒體、卡片以及其他可以利用的學具、教具等,對學生進行視算、聽算、搶算、游戲中計算、計算競賽、自編計算等方式訓練,充分去調動學生的積極性,使學生變被動為主動,由厭計算轉變為愛計算和樂計算,逐漸形成一種持久的計算興趣。
三、在教學中,要培養學生良好的計算習慣,這是提高計算能力的保障
良好的計算習慣,直接影響學生計算能力的形成和提高。而在做計算題時,往往有的學生有輕視的態度,一些計算題并不是不會做,而是由于注意力不夠集中、抄錯題、運算粗心、不進行驗算等不好的習慣造成錯誤。所以在計算教學中,注重培養學生良好的計算習慣也很重要。教學中,要想方設法使學生養成計算時精力集中,認真演算,仔細抄寫,自覺檢查、自覺估算和驗算的習慣。另外,教師還要加強書寫格式的指導。規范的書寫格式可以幫助學生防止錯寫、漏寫數字和運算符號,減少出錯的機會,能很好的提高計算準確性。
四、在教學中,要加強練習,這是提高計算能力的法寶
子曰:“學而時習之”,“溫故而知新”,說明了練習的必要性。只有在掌握了計算方法的基礎上,加強練習,才能夠提高計算的速度和準確性。才能夠悟出計算的訣竅,從而全面提升計算的能力。當然,應該講究訓練策略和訓練方法的多樣性,以免造成學生的枯燥情緒。例如:訓練內容要有層次:基本訓練(目的是掌握法則、運算定律、運算性質、計算公式等);針對性訓練(目的是糾正學生最容易出差錯的地方);特殊訓練(目的是通過強化記憶牢記常用計算數值來提高計算的速度和準確性。如:圓周率近似值3.14與一位數的乘積、分母是2、4、5、8、10的最簡分數與小數的互化等。)訓練的方法要多樣,如:競賽式,可以提高速度;游戲式,可以提高興趣等。訓練的手段要多種:如:借用多媒體;借用簡單的教具和學具(自制計算卡片、計數器、撲克牌等)。
五、在教學中,要加強口算訓練,這是提高計算能力的捷徑
口算是計算的基礎,口算能力的強弱,直接影響到學生計算的速度和準確性,所以我們應該重視口算能力的培養。首先課堂教學應避免呆板與單一。訓練要有層次,由淺入深,由簡單到復雜。訓練形式要多樣化,游戲、競賽等更能激發學生訓練的熱情,維持訓練的持久性,收到良好的效果??梢远喾N形式進行口算的訓練。比如:低年級可以采用游戲的形式:如“開火車”、“找朋友”、“找門牌號”、“送信”、“對口令”、“奪紅旗”、“闖關”等;中年級可以采用口算板、口算表、卡片、幻燈片或游戲進行訓練;高年級訓練的方式可以是指名答、搶答、齊答、聽算、視算等;如果用以上不同形式的訓練方法,在可能的情況下,堅持每節課前適當的進行口算訓練,筆者相信一定能夠很快提高學生的計算能力。
六、鼓勵學生把口算運用到生活中去,這是提高學生口算能力必不可少的途徑
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關鍵詞: 中學物理教學 計算能力培養 培養方法
物理計算題是物理考試中必不可少的一種題型,不管是在平時的檢測,還是在升中考試中都會出現,且分值有13分之多,因此解答好計算題是獲得物理考試高分的關鍵。從往年中考物理答卷和平時的測試試卷可以看出,多數學生在計算題上很難得滿分,甚至有一部分人寫得滿滿的,但得不到分,原因是學生解物理計算題的能力較差,忽略分析、理解。
那么,在中學物理教學中,如何提高學生解答物理計算題的能力呢?在多年的農村中學物理教學中我感悟到,審題能力的培養是關鍵,書寫過程的規范化是得分的手段。
一、審題能力的培養
“萬事開頭難”,解題就是要從審題開始,迅速準確地讀懂題意是解題的良好開端。審題不應只關注具體的已知數據,而應注重物理過程的分析。
1.注重題目中關鍵詞語的理解。所謂關鍵詞語,可能是對題目涉及的物理變化的描述,也可能是對物理過程的界定,忽略了它們,往往使解題過程變得盲目,思維變得混亂。如:“光滑”、“不計阻力”、“輕質(杠桿、滑輪)”、“做勻速直線運動”、“靜止”、“升高多少度,升高到多少度”、“降低到,降低了”、“有用的功率還是總功率”、“功率還是效率”,等等。如何理解有關關鍵詞語的內涵呢?“光滑”說明物體是不受摩擦力的,“做勻速直線運動”說明物體受力是平衡的,“升高多少度,升高到多少度”前者表示物體溫度的變化量,后者表示物體最后的溫度。
例1:體重為500N的樂兒同學,用雙手握住豎直的竹竿勻速上攀,同他所受摩擦力是多少?方向如何?
關鍵詞:勻速——摩擦力與他的體重是一對平衡力。
2.挖掘題目中的隱含條件。有些題目的部分條件并不明確給出,而是隱含在文字敘述之中,常見的有知識含條件、條件含條件、數據含條件等。把隱含條件挖掘出來,常常是解題的關鍵所在,對題目隱含條件的挖掘,需要與物理情境、物理過程的分析結合起來,因為題目中的隱含條件是多樣的,被隱藏的可能是初始條件,也可能是變化方向等,如:說到家庭電路,意味著電壓220V,各用電器并聯;說到氣壓是標準大氣壓,意味著壓強是1.01×105Pa,水的沸點是100℃;說到不計能量損失,意味著能量轉化或轉移的效率是100%;說到用電器正常工作,意味著用電器上加的是額定電壓,等等。因此,要認真審題,在確定研究對象、分析狀態過程、選擇適用規律等各個過程中,都要仔細思考除了明確給出的條件以外,是否還隱含更多的條件,這樣才能準確地理解題意。
(1)計算水吸收的熱量;
(2)計算消耗的電能。
隱含的條件有:在一個標準大氣壓下把水燒開說明水末溫是100℃,水壺正常工作時說明水壺此時的功率是1500W。
3.排除干擾因素。在題目所給出的諸多條件中,有些是有用的,也有些是無關的,這些無關條件常常就是命題者有意設置的干擾條件,要能找出這些干擾條件,并把它們排除,這樣才能迅速正確地解答。如:物體水平移動時,不會克服重力做功,此時物體的重力就是干擾因素;物體以不同的速度勻速上升或勻速下降,表明物體受平衡力的作用,此時的“上升”、“下降”及“不同的速度”均為干擾因素;兩燈串聯,甲比乙亮。這里的“甲比乙亮”就是判斷電流相等的干擾因素;表格類題目中有很多數據,不一定都有用,要快速搜尋有用,排除干擾因素。
例3:某人將重20N的木塊沿水平桌面勻速向前推了5m,所用的推力是4N,撤去推力后,木塊由于慣性又前進1m后停止。求:這過程中推力做的功和重力做的功分別是多少?
干擾因素:水平桌面勻速向前推了5m是重力做功的干擾因素;又前進1m是推力做的功干擾因素。
培養審題能力還要強調對物理語言的理解,要訓練學生分析、理解、使用物理語言,這不但有助于對題目給出的情境理解,而且有助于對題目中隱含條件的理解。
二、解題規范化的培養
近年來,中考實行網上閱卷后,對解題的規范和卷面的整潔提出了更高要求。解題規范化能培養學生的邏輯思維能力,養成有理有據地分析問題的良好習慣,形成科學態度,這有利于提高考試成績。對于物理計算題,中考明確提出了書寫規范化要求:“解答應寫出必要的文字說明、重要的演算步驟,只寫出最后答案,不能得分。”初中生在解題中往往存在許多問題:卷面上統篇都是公式、數字,無必要的文字說明,符號使用混亂,代入數據時不注意統一單位,計算結果沒有單位等。在大力倡導素質教育的今天,除了要求教師抓好學生基礎知識的掌握、解題能力的訓練外,還必須注重對學生解題規范化的訓練,這不僅有利于學生形成良好的答題習慣和規范的答題行為,而且有利于培養他們嚴謹的學習態度,全面提高學生的科學素質。強調物理解題規范,就是要求學生在答題中做到解題思想、方法規范化、解題過程規范化、物理語言和書寫規范化。要求學生解答中學物理計算題題時,注意把握好以下環節:
1.要有必要的文字說明。必要的文字說明是對題目完整解答過程中不可缺少的文字表述,它能使解題思路表達得清楚明了,解答有根有據,流暢完美。有的同學在解答計算題時不知道應該說什么,往往將物理過程變成數學過程。必要的文字說明是要寫出簡要的文字敘述,用以說明研究對象、研究過程或狀態,所列方程的物理依據,說明隱含條件,分析所得的關鍵判斷,說明上下文關系的一些銜接語,等等。文字說明要用物理術語,有科學特色。如在二力平衡問題中時,“因為物體做勻速直線運動,所以……”;在每列出一個公式都要寫出所依據的物理定律和定義。如“由歐姆定律I=U/R得,電阻R兩端的電壓U=IR”等,不要用字母或符號代替物理語言,如用“、”代替“因為、所以”。語言敘述要簡練、準確,切忌語言敘述過于冗長,如不要寫出詳細的題意分析。
2.字母、符號書寫要規范。解題中運用的物理量要設定字母來表示,題中給定的字母意義不能自行改變。所用來表示物理量的字母要盡可能是常規通用的,一般要與課本中的形式一致,如Kg、Ω、Hz等。不要出現“n”與“η”不分,“P”與“ρ”不分,“w”與“ω”混淆不清的錯誤。同一道題中,一個字母應只表示一個物理量,如果在同一題中出現多個同類物理量,就可用不同的角標加以區別,以免造成混淆。
3.要有必要的演算過程和明確的結果。演算時一般要先進行代數式的字母運算,推導出有關未知量的代數表達式,不能字母、符號和數據混合,再代入數據計算。這樣做既有利于減輕計算負擔,又有利于一般規律的發現和回顧檢查。計算時不要把大量的化簡、代值運算過程寫在卷面上,這樣會給人以繁瑣零亂、思路不清的感覺,增大出錯扣分的幾率。數據的書寫要用科學記數法,計算結果的有效數字的位數應根據題意確定,最好不要以無理數或分數作為最后的計算結果。
4.單位。計算題對單位的要求是極其嚴格的。單位是物理量的重要屬性。對于一個數值,如果不冠于單位,那么這個數值就失去了它的意義。物理中的計算題對單位的要求是十分明確的,解題需帶單位,該統一的單位要統一。首先,帶單位運算有檢驗的作用,特別是在題目中出現了不統一的單位時,如果解題時沒有將單位統一就很容易弄錯,但如果帶有單位運算的話,在檢查時錯誤的地方就會一目了然;
注意:(1)物理解題語言有三種,即文字、符號、圖形。在解題中,要學會將一種語言“翻譯”成為另一種語言,以便深刻理解題目的含義,從而叩開解題的大門。在解題中要對試題提供的信息進行分析、組合和加工,搞清楚哪些是已知條件,哪些是要求解的,只有真正把問題搞清楚后,解題才能得心應手。
(2)在電學計算中,電路的識別和分析起到非常重要的作用。這道題研究的對象是串、并聯電路,運用的工具是歐姆定律和串、并聯電路中電流、電壓的特點,還要看出電表測量哪個物理量,不抓住這些信息,那么我們對這道題的分析和計算可能就會一塌糊涂或張冠李戴。
要特別指出的是,部分學生認為只要解出題目的答案就萬事大吉了,其實只要是有過程的解答題,過程總比最后的答案要重要得多,物理講的是科學邏輯??傊锢韺W科規范解題說起來不易,做起來更難,但無規矩不成方圓,只能靠平時要求,一點一滴磨煉。教育者要針對不同學生的實際情況做出正確的引導,不斷探求出更符合學生理解、發展規律的方法。
參考文獻:
[1]劉家驥,主編.新課程教學問題解決實踐研究.中央民族大學出版社,2006,2,第1版.
[2]傅道春,齊曉東,編著.新課程中教學技能的變化.首都師范大學出版社,2003,8.
計算能力的培養范文6
關鍵詞:科學計算;教學改革;課程體系;運算能力
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
信息與計算科學專業一般是培養具有良好數學知識,掌握計算機軟件和計算科學的基本理論和方法,具有基本的算法分析、設計能力和較強的編程能力,并運用數學和計算機技能(包括常用語言、工具及一些專用軟件)解決實際問題的專門人才。這一培養目標體現了科學計算能力的重要性,它包含數學計算,計算機應用能力,相關領域知識應用能力等,是復合型創新型人才必備的基本能力。目前,對于教學過程中學生計算能力的培養,國外已經進行廣泛研究并取得一些成果[1]。美國卡內基.梅隆大學在程序設計課程教學時調整教學模式,強調對學生計算能力和計算機素質的培養。教學過程分三個階段進行:首先用較短時間進行程序語言基礎知識的教學,再通過大量初級訓練提高學生對于語言基本知識的掌握程度,在學生熟練掌握語言基本應用的情況下,最后用較長的實踐課時引導學生進行課程設計,并通過完成一個或多個項目,鍛煉學生使用程序設計語言解決實際應用問題的能力。國內也有很多高校嘗試各種提高學生科學計算能力的方法,并取得了一定的成果??梢哉f,除了“理論”和“實驗”之外,“計算”已成為與其并列的第三種科學方法。本文以信息與計算科學專業的改革為例,提出關于學生計算能力培養的一些建議。
一、教學內容、教學方法改革應注重學生計算能力培養
在全國招生的情況下,學生來自不同地區、不同院校,在科學計算方面的素質和能力差異較大,這也對學生培養造成較大難度。教師應注意教學環節的安排,做到科學合理。應將強計算能力的培養作為課程教學一個重要目標,這也是符合信息化時代對人才綜合素質的要求,順應課程的發展形勢的重要舉措[2-4]。課程的引入非常關鍵,如果教師忽略了這一環節,學生學習起來會缺乏目的性,不知道一節課老師究竟要講什么,怎么講,講的內容可以用來解決什么問題等,這些問題都可以在課程引入過程中說清楚,并可通過數學史的知識抓住學生的興奮點,讓學生先對課堂內容感興趣。在教師講解內容時應注意語言的嚴密和簡練,力爭用最通俗易懂的語言準確描述抽象的數學定義和定理。只有學生理解最基本的理論,才能運用其解決問題,再通過練習題的跟進,最終達到提高學生的計算能力的目的。
隨著網絡技術的飛速發展,各類好的網絡資源不斷出現。近年來慕課(MOOC),“翻轉課堂”以及微課程等概念的出現,使人們對教學方法和手段的使用有了新的認識。教師應合理利用這些資源,根據教學內容的特點,合理采用多種教學手段,充分調動學生的課上、課下學習的積極性,提高學生自主學習能力,鼓勵學生提出問題并解決問題?!胺D課堂”(Fipped classroom 或 Invertedroom)是一種混合使用技術和親自動手活動的教學環境。在翻轉課堂中,典型的課堂講解時間由實驗和課內討論等活動代替,而課堂講解則以視頻等其他媒介形式由學生在課外活動時間完成[5-6]。而慕課(MOOC)是信息技術與課程教學高度融合,是最具代表性的教育技術發展的產物。教師應該更好的發揮網絡、數據庫、圖形圖像技術、嵌入式軟件和多媒體的優勢,多引入實際例子和處理問題的方式方法,擴大學生的知識面。每節課應根據實際情況安排2-3道課堂練習讓學生完成,教師通過觀察學生完成情況了解學生解題中存在的問題,以便及時糾正,并通過練習增加學生的計算量,提高計算準確性。課后應布置適當的作業,作業可以小組討論的方式完成,討論有助于小組成員對作業中較難的問題進行深入的研究,從中發現錯誤,有利于學生深入理解問題
二、課程體系改革中深化計算能力培養
信息與計算科學專業課程體系改革是很多高校一直探討的問題,力求在學生掌握數學基本理論的前提下,提高課程的實踐性和應用性,側重培養學生的科學計算能力、應用能力和創新能力等。各類課程可分模塊開設,例如學科基礎課程模塊,專業核心課程模塊,專業拓展課程模塊和實踐教學模塊等。
良好的數學基礎是培養科學計算能力的先決條件。應通過學科基礎課程模塊的開設為學生奠定堅實的基礎,其中數學分析,高等代數和解析幾何非常重要,通過這些課程中的證明和推理培養學生的邏輯思維能力和理論推導能力,并掌握數學中一些基本的理論和方法。
專業核心課程模塊為必修課,一般可分為應用軟件和數學軟件兩個方向,此模塊設置的情況直接影響學生邏輯思維和計算能力的培養。其中離散數學,數據結構與算法是應用軟件的基礎課程,數值逼近,微分方程數值解為利用數學軟件進行數值計算提供了基本理論方法。為了提高學生的計算能力,一些課程可開設較多學時的實驗課,例如,數值代數72學時,理論課與實驗課學時各占一半;微分方程數值解課開設18學時實驗。這些課程主要利用Matlab或Mathematica等數學軟件實現數值計算和分析,在教學過程中,教師應引導學生對Matlab或Mathematica的原代碼進行系統研究,了解命令的內部計算過程和編程方法技巧等,從而實現高效、準確的求解計算結果。而數據結構與算法,可開設20學時的實驗課,主要開設c語言。在上述這些課程的基礎上開設的數學建模是一門將數學和計算機軟件基本理論知識應用到解決各類實際問題的課程,并鼓勵學生參加全國大學生數學建模競賽。通過對課程中實驗環節的加強,學生的計算能力由此得到了顯著的提高,實現了遇到一些實際問題時能夠深入地分析問題,編寫算法,最終解決問題。
專業拓展課程模塊設置選修課程,主要開設數學軟件和應用軟件的后續課程,其中Java語言是應用非常廣泛的一門軟件類語言,可開設理論與實驗課比例為1:1。操作系統,計算機網絡,網頁設計等均開設一定學時的上機課程。
實踐教學模塊主要包括應用軟件類的高級語言程序設計,數據結構課程實習,以及數學軟件類的數值逼近課程實習和數據分析課程實習,均為2周。這些實習是在相應課程開設的學期末設置的,教師可以安排適當的課題,課題應具有一定的創新性,每人一題或每小組一題,安排好每名學生完成哪項內容,學生可以查閱書籍,搜索網絡最終獨立完成或合作完成這些課題。
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