计算方法课程总结

2024-07-23

计算方法课程总结(精选10篇)

计算方法课程总结 第1篇

《数值计算方法》课程教学大纲

课程名称:数值计算方法/Mathods of Numerical Calculation 课程代码:0806004066 开课学期:4 学时/学分:56学时/3.5学分(课内教学 40 学时,实验上机 16 学时,课外 0 学时)先修课程:《高等代数》、《数学分析》、《常微分方程》、《C语言程序设计》 适用专业:信息与计算科学

开课院(系):数学与计算机科学学院

一、课程的性质与任务

数值计算方法是数学与应用数学专业的核心课程之一。它是对一个数学问题通过计算机实现数值运算得到数值解答的方法及其理论的一门学科。本课程的任务是架设数学理论与计算机程序设计之间的桥梁,建立解决数学问题的有效算法,讨论其收敛性和数值稳定性并寻找误差估计式,培养学生数值计算的能力。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配

(一)误差分析

2学时 了解数值计算方法的主要研究内容。2 理解误差的概念和误差的分析方法。熟悉在数值计算中应遵循的一些基本原则。重点:数值计算中应遵循的基本原则。难点:数值算法的稳定性。

(二)非线性方程组的求根

8学时 理解方程求根的逐步搜索法的含义和思路 掌握方程求根的二分法、迭代法、牛顿法及简化牛顿法、非线性方程组求根的牛顿法 3 熟悉各种求根方法的算法步骤,并能编程上机调试和运行或能利用数学软件求非线性方程的近似根。

重点:迭代方法的收敛性、牛顿迭代方法。难点:迭代方法收敛的阶。

(三)线性方程组的解法

10学时 熟练掌握高斯消去法 熟练地实现矩阵的三角分解:Doolittle法、Crout法、Cholesky法、LDR方法。3 掌握线性方程组的直接解法:Doolittle法、Crout法、Cholesky法(平方根法)、改进平方根法、追赶法。

4能熟练地求向量和矩阵的1-范数、2-范数、-范数和条件数。5 理解迭代法的基本思想,掌握迭代收敛的基本定理。掌握解线性方程组的雅可比(Jacobi)迭代法、高斯-赛德尔(Gauss-Seidel)迭代法、逐次超松驰(SOR)迭代法。7能写出线性方程组的各种直接解法和间接解法的算法,并能编程上机运行或能利用数学软件求解线性方程组。

重点:矩阵的三角分解。

难点:线性方程组迭代解法的收敛问题。

(四)插值法

6学时

1.了解插值的一般概念和多项式插值的存在唯一性。

2.熟练掌握Lagrange插值、Newton插值、Hermite插值、分段低次插值及三次样条插值的求解。

3.熟悉曲线拟合的最小二乘法,能熟练地求矛盾方程组的最小二乘解。

4.能对Lagrange插值、Newton插值、Neville插值、Hermite插值、三次样条插值、线拟合的最小二乘法等编程上机调试和运行或借助数学软件求插值函数和曲线拟合。

重点:Lagrange插值、Newton插值、Hermite插值。难点:三次样条插值的求解。

(五)最佳逼近多项式的一般理论

5学时 了解最佳逼近的基本问题。掌握C[a,b]空间中最佳逼近的唯一性问题。3 了解切贝绍夫定理与Vallee-Poussin定理。

(六)数值微分与数值积分

5学时 了解数值积分的基本思想,能够熟练地确定具体求积公式的代数精度及确定求积公式的节点和系数。熟练地用Newton-cotes公式,Romberg公式,两点、三点Gauss公式等进行数值积分 重点:确定具体求积公式的代数精度及确定求积公式的节点和系数。难点:用待定系数法确定Gauss型求积公式的节点和系数。

(七)常微分方程的数值解

4学时 理解常微分方程的数值解的含义 掌握常微分方程的欧拉解法、R—K方法、亚当姆斯方法,理解其算法思想。重点:基于数值积分的方法。难点:R—K方法。

三、推荐教材及参考书

推荐教材:

1、张韵华等编著,数值计算方法与算法,科学出版社,2001。

2、冯天祥编著,数值计算方法,四川科技出版社,2003。参考书:

1、冯天祥编著,数值计算方法理论与实践研究,西南交通大学出版社,2005。

2、李庆扬等著,数值分析,华中理工大学出版社,2000。

3、林成森著,数值计算方法,科学出版社出版,1999。

4、李庆扬等著,现代数值分析,高等教育出版社,1998。

5封建湖等,计算方法典型题分析解集,西北工业大学出版社,1999。

四、结合近几年的教学改革与研究,对教学大纲进行的新调整 增加了最佳逼近多项式的一般理论。

大纲制订者:冯玉明

大纲审定者:陈小春

制订日期:2008-11-15

计算方法课程总结 第2篇

本文结合VB语言程序设计课程的教学实践与理论思考,分析了教学过程中的`一些实用方法,从培养学生学习兴趣,教学方法和考核方式等方面阐述了如何提高VB课程教学的质量.

作 者:董立祥  作者单位:长江大学后勤集团教室管理中心 刊 名:法制与社会 英文刊名:LEGN SYSTEM AND SOCIETY 年,卷(期): “”(12) 分类号:G633.98 关键词:VB程序设计   学生学习兴趣   教学方法   考核方式  

关于计算方法课程教学的探讨 第3篇

科学计算是人类探索未知科学领域、进行大型工程设计和开展独创性工作的重要方法和有效工具.计算方法作为介绍科学计算基础与核心内容的课程, 对培养学生的科学计算能力、创新能力和解决实际问题的能力具有不可替代的作用。计算方法 (又名数值分析) , 是一种研究用计算机求解数学问题近似解的数学方法, 是综合性大学数学与某些工科院 (系) 各专业的一门核心基础课程, 它既有数学课程的理论上的抽象性和严谨性, 又有解决实际问题的实用性和实验性。计算方法作为介绍科学计算的基础理论与基本方法的课程, 已经成为物理学、力学、计算机应用、航空航天、土木工程、机械工程、风险投资和经济管理等专业学生的必修课程。而在教学实践中, 由于该课程本身的特点, 面临不少问题。

1 计算方法课程的特点

计算方法课程以“高等数学”、“线性代数”和“微分方程”等课程的基本内容为基础, 以“程序设计语言”为手段, 以计算机为解题工具, 介绍求解工程和科学实验中常见的数学问题的数值方法和理论, 其特点可概括如下:

1.1 与计算机计算相关的一些理论的抽象性计算方法的核心

内容是研究应用计算机求解数学问题的各种数值计算方法, 并对每个算法进行相关的理论分析, 对近似算法要保证收敛性和数值稳定性, 并对误差进行分析;对逼近问题要保证达到要求的精度, 同时, 必须保证提供的算法在计算机上能切实可行, 这包括要求算法有好的时间复杂性和空间复杂性。

1.2 数值方法的实现需要掌握高级语言计算方法是一门实用性

很强的数学课程, 每个算法除了理论上要正确可行外, 还要通过数值试验证明是行之有效的。学生学了每个法后都应该以解决实际问题为目的, 通过编程或借助成熟的数学软件完成数值计算的训练, 不仅要学会“怎样算”, 而且必须做到“真会算”, 即不仅要知道问题的解是存在的, 还必须求出具体的结果, 有的方法尽管在理论上还不够严密, 但通过实际计算、对比分析等手段被证明是行之有效的, 才可采用。

1.3 计算公式繁多冗长难以熟记同一问题的计算方法很多, 其

某种方法的好坏也不是绝对的, 而不同的方法的得到, 又不是采用同一思路得到的, 有些是采用“构造性“方法, 有的是采用“离散化”方法得到的, 还有的是采用“递推化”方法、“近似代替”等方法得到的。这些基本特点使得数值分析课程中出现的计算公式多且繁杂, 不易熟记。

2 课程教学中面临的问题

2.1 看不懂教材, 学生失去学习兴趣。就数学类专业来讲, 计算

方法比其他课更有具有吸引力, 并且理论难度等方面相对其他数学课程来说要容易得多。由于课程讲授学时少、内容多等情况, 高校学生的学习很多时候靠自学。计算方法的教材很多, 作者水平参差不齐, 很多老师选择的教材在理论上偏深, 理论性过强 (有些老师认为:这样好然学生认为教师有水平) , 与实际结合较少。这样学生看不懂或难看懂教材, 学生渐渐觉得该门课程难以学懂, 学生对该课程会产生厌学甚至恐惧等心理, 最后的学习效果还不如有些公认比较难学的课程。

2.2 重理论, 轻实践, 可望不可及。数值分析实际上是数学课程,

很多老师自然而然的向上传统数学课那样上课--只重视其中的理论, 这或许是因为该课程需要涉及到编程实现, 而很多学生学过高级语言 (通常是C或C++) 之后已经忘记了, 或者高级语言根本没有学好, 或对高级语言的编程根本不熟悉, 因而作为老师, 就把上机编程就省掉了。或者是该课程安排在计算机高级语言之前或同时进行, 计算方法的编程根本没办法完成。或者是即使学生已经学过高级语言了, 并且也安排上机了, 但是由于所学语言通常是C或C++和这些语言的复杂复杂性, 最后的实验 (上机变成实现数值方法) 效果也不是那么理想。

2.3 难学易忘。计算方法的公式很多, 就插值就有诸如La-

grange插值、He rm ite插值、Ne w ton插值、样条插值、等距节点插值等多种插值, 并且各种插值表达式本身比较复杂, 相互之间没有多大联系。

除了这些之外, 还有数值积分的一些方法, 不同的积分方法其误差表达式也不一样;常微分方程数值解的Euler法、Runge-Kutta法, 特别是Runge-Kutta法, 它有很多种形式, 何况除了这些但步法之外还有线性多步法。这些方法学生在学习的过程中, 很难全部记住, 学了这门课程以后, 几乎一片空白。

3 教学改革的几点建议

3.1 合理选择教材国内关于计算方法的教材很多, 有些教材写

得相当简单, 也有相应的实验内容和数学软件的介绍, 学生很容易看懂, 教师爷容易操作, 比如[2];有些教材写得很简洁, 有适合不同语言的算法, 有专门的实验内容, 课程内容思路清晰, 范围广泛, 容易把握主要思想和内容, 比如[3], 还有一些教材主要理论分析完整, 内容全面, 比如[1]。老师可以根据学生的具体情况选择不同的教材, 如果学生整体素质较低的, 可以选择类似于[2]的教材, 如果整体素质较高的可以选择类似于[3]的教材, 也可以选择类似于[1]的教材。一句话就是选择学生可以容易看懂的教材。

3.2 采用多种媒体授课计算方法中方法的得到和相关误差等

理论分析, 需要的数学的严密推导, 需要传统教学模式-在黑板上一步一步地推导或者是制作相当仔细、考虑十分周全的多媒体课间, 而方法好坏的验证需要大量的计算, 只靠黑板要花大量的时间书写数据, 也不能适时的作计算。

多媒体技术具有形象、生动、鲜明的特点, 恰当地引入多媒体教学手段, 利用数学软件和课件帮助学生理解数值分析教学的难点, 或用现有数学软件对一些简单问题求解的过程直接进行演示.能将抽象的数学知识直观的呈现在学生们面前, 使学生对相应的算法有更鲜明的感性认识, 从而激起学生对学习内容及过程产生强烈的兴趣, 教师可以采用多媒体课件和适时书写相结合的方式教学, 从而提高教学质量。

3.3 加强数值试验教学, 强化计算能力培养数值试验是检验旧

算法, 建立新算法并研制相应软件的重要途径, 算法及数值软件的正确性、可靠性和有效性必须通过数值试验来检验, 为使学生掌握各种数值计算方法, 积累计算经验, 提高应用数值计算方法和计算机解决实际问题的兴趣和能力, 必须加强数值试验课程的教学, 通过选择算法、编写程序、上机调试、分析数值结果、写出试验报告和开展课堂讨论等数值试验教学各环节的综合训练, 不仅可使学生较好地掌握常用的工程计算方法和技巧, 而且可培养学生的创新精神和工程实践能力, 提高他们的程序设计能力和上机操作能力。

一个数值问题可能有多种算法, 各种方法各自有优缺点, 为了选择合适的算法, 只有通过理论分析和编程实现来解决, 而学生学过的高级语言的编程比较麻烦, 学生将不会有更多的时问和精力投人到算法学习中。建议在学习这门课程的同时简单介绍MATLAB等数学软件, 用MATlab来做数学实验 (数值方法的验证和创新) , 这对学生学习和巩固数值分析知识的具有重要作用。

摘要:针对“计算方法”课程教学的一些常见问题, 根据该课程的特点和任务, 从教材选择、教学手段、实验教学等几个方面探讨了“计算方法”课程的教学问题, 提出一些个人看法。

关键词:计算方法,课程,教学,改革

参考文献

[1]奚梅成, 刘儒勋, 数值分析方法[M].合肥:中国科技大学出版社.2003.9.

[2]杨一都, 数值计算方法[M].北京:高等教育出版社.2008.4.

关于计算方法课程教学的探讨 第4篇

关键词:计算方法课程教学改革

中图分类号:G642.0文献标识码:A

0引言

科学计算是人类探索未知科学领域、进行大型工程设计和开展独创性工作的重要方法和有效工具.计算方法作为介绍科学计算基础与核心内容的课程,对培养学生的科学计算能力、创新能力和解决实际问题的能力具有不可替代的作用。计算方法(又名数值分析),是一种研究用计算机求解数学问题近似解的数学方法,是综合性大学数学与某些工科院(系)各专业的一门核心基础课程,它既有数学课程的理论上的抽象性和严谨性,又有解决实际问题的实用性和实验性。计算方法作为介绍科学计算的基础理论与基本方法的课程,已经成为物理学、力学、计算机应用、航空航天、土木工程、机械工程、风险投资和经济管理等专业学生的必修课程。而在教学实践中,由于该课程本身的特点,面临不少问题。

1计算方法课程的特点

计算方法课程以“高等数学”、“线性代数”和“微分方程”等课程的基本内容为基础,以“程序设计语言”为手段,以计算机为解题工具,介绍求解工程和科学实验中常见的数学问题的数值方法和理论,其特点可概括如下:

1.1与计算机计算相关的一些理论的抽象性计算方法的核心内容是研究应用计算机求解数学问题的各种数值计算方法,并对每个算法进行相关的理论分析,对近似算法要保证收敛性和数值稳定性,并对误差进行分析;对逼近问题要保证达到要求的精度,同时,必须保证提供的算法在计算机上能切实可行,这包括要求算法有好的时间复杂性和空间复杂性。

1.2数值方法的实现需要掌握高级语言计算方法是一门实用性很强的数学课程,每个算法除了理论上要正确可行外,还要通过数值试验证明是行之有效的。学生学了每个法后都应该以解决实际问题为目的,通过编程或借助成熟的数学软件完成数值计算的训练,不仅要学会“怎样算”,而且必须做到“真会算”,即不仅要知道问题的解是存在的,还必须求出具体的结果,有的方法尽管在理论上还不够严密,但通过实际计算、对比分析等手段被证明是行之有效的,才可采用。

1.3计算公式繁多冗长难以熟记同一问题的计算方法很多,其某种方法的好坏也不是绝对的,而不同的方法的得到,又不是采用同一思路得到的,有些是采用“构造性”方法,有的是采用“离散化”方法得到的,还有的是采用“递推化”方法、“近似代替”等方法得到的。这些基本特点使得数值分析课程中出现的计算公式多且繁杂,不易熟记。

2课程教学中面临的问题

2.1看不懂教材,学生失去学习兴趣。就数学类专业来讲,计算方法比其他课更有具有吸引力,并且理论难度等方面相对其他数学课程来说要容易得多。由于课程讲授学时少、内容多等情况,高校学生的学习很多时候靠自学。计算方法的教材很多,作者水平参差不齐,很多老师选择的教材在理论上偏深,理论性过强(有些老师认为:这样好然学生认为教师有水平),与实际结合较少。这样学生看不懂或难看懂教材,学生渐渐觉得该门课程难以学懂,学生对该课程会产生厌学甚至恐惧等心理,最后的学习效果还不如有些公认比较难学的课程。

2.2重理论,轻实践,可望不可及。数值分析实际上是数学课程,很多老师自然而然的向上传统数学课那样上课一一只重视其中的理论,这或许是因为该课程需要涉及到编程实现,而很多学生学过高级语言(通常是C或C++)之后已经忘记了,或者高级语言根本没有学好,或对高级语言的编程根本不熟悉,因而作为老师,就把上机编程就省掉了。或者是该课程安排在计算机高级语言之前或同时进行,计算方法的编程根本没办法完成。或者是即使学生已经学过高级语言了,并且也安排上机了,但是由于所学语言通常是C或C++和这些语言的复杂复杂性,最后的实验(上机变成实现数值方法)效果也不是那么理想。

2.3难学易忘。计算方法的公式很多,就插值就有诸如La-grange插值、Hermite插值、Newton插值、样条插值、等距节点插值等多种插值,并且各种插值表达式本身比较复杂,相互之间没有多大联系。

除了这些之外,还有数值积分的一些方法,不同的积分方法其误差表达式也不一样;常微分方程数值解的Euler法、Runge-Kutta法,特别是Runge-Kutta法,它有很多种形式,何况除了这些但步法之外还有线性多步法。这些方法学生在学习的过程中,很难全部记住,学了这门课程以后,几乎一片空白。

3教学改革的几点建议

3.1合理选择教材国内关于计算方法的教材很多,有些教材写得相当简单,也有相应的实验内容和数学软件的介绍,学生很容易看懂,教师爷容易操作,比如;有些教材写得很简洁,有适合不同语言的算法,有专门的实验内容,课程内容思路清晰,范围广泛,容易把握主要思想和内容,比如,还有一些教材主要理论分析完整,内容全面,比如。老师可以根据学生的具体情况选择不同的教材,如果学生整体素质较低的,可以选择类似于的教材,如果整体素质较高的可以选择类似于的教材,也可以选择类似于的教材。一句话就是选择学生可以容易看懂的教材。

3.2采用多种媒体授课计算方法中方法的得到和相关误差等理论分析,需要的数学的严密推导,需要传统教学模式一在黑板上一步一步地推导或者是制作相当仔细、考虑十分周全的多媒体课间,而方法好坏的验证需要大量的计算,只靠黑板要花大量的时间书写数据,也不能适时的作计算。

多媒体技术具有形象、生动、鲜明的特点,恰当地引入多媒体教学手段,利用数学软件和课件帮助学生理解数值分析教学的难点,或用现有数学软件对一些简单问题求解的过程直接进行演示.能将抽象的数学知识直观的呈现在学生们面前,使学生对相应的算法有更鲜明的感性认识,从而激起学生对学习内容及过程产生强烈的兴趣,教师可以采用多媒体课件和适时书写相结合的方式教学,从而提高教学质量。

3.3加强数值试验教学,强化计算能力培养数值试验是检验旧算法,建立新算法并研制相应软件的重要途径,算法及数值软件的正确性、可靠性和有效性必须通过数值试验来检验,为使学生掌握各种数值计算方法,积累计算经验,提高应用数值计算方法和计算机解决实际问题的兴趣和能力,必须加强数值试验课程的教学,通过选择算法、编写程序、上机调试、分析数值结果、写出试验报告和开展课堂讨论等数值试验教学各环节的综合训练,不仅可使学生较好地掌握常用的工程计算方法和技巧,而且可培养学生的创新精神和工程实践能力,提高他们的程序设计能力和上机操作能力。

一个数值问题可能有多种算法,各种方法各自有优缺点,为了选择合适的算法,只有通过理论分析和编程实现来解决,而学生学过的高级语言的编程比较麻烦,学生将不会有更多的时间和精力投入到算法学习中。建议在学习这门课程的同时简单介绍MATLAB等数学软件,用MATlab来做数学实验(数值方法的验证和创新),这对学生学习和巩固数值分析知识的具有重要作用。

参考文献:

[1]奚梅成,刘儒勋,数值分析方法IM】.合肥:中国科技大学出版社2003.9

[2]杨一都,数值计算方法[M].北京:高等教育出版社.2008.4

计算方法课程总结 第5篇

《计算机应用基础》课程教学方法的探讨

在<计算机应用基础>课程中,采用分级教学的方法,就是在依不同层次学生进行分班,在教学方法、考核方法与能力考核上采用“分步推进”的方法,学习过一段时间,进行单元测试,通过测试来发现掌握知识的不足之处,然后再进行复习.

作 者:董兵波 作者单位:湖北省荆州职业技术学院,434020刊 名:金山英文刊名:GOLD MOUNTAIN年,卷(期):“”(7)分类号:关键词:分级教学 分步推进 单元测试

计算方法课程总结 第6篇

计算机网络课程作为双语教学实践的重要学科,受到了各大高校的热烈追捧,但在实践教学中由于缺乏可借鉴的成功经验和未能结合本校实际建立起系统、完善、全面的双语教学人才培养体系,导致双语教学在计算机网络课程中应用率较低,教学效果与预期存在巨大差距。目前我国高校计算机专业双语教学工作存在的主要问题有以下几个方面。

(1)学生学习兴趣较低。学生对于计算机网络双语课程教学缺乏兴趣,一方面是由于学生整体英语应用能力较差,在以前的英语学习中重视应试而非应用,导致学生的英语实践技能较低,无法很好地适应双语教学;另一方面是受限于学生的英文理解能力,对于选用的原版英文教材难以适应,容易导致学生在授课过程中对知识点理解产生偏差和误区,从而严重削弱了学生的学习积极性。

(2)教学方法单一枯燥。受到传统教学模式的束缚,计算机网络课程在实践教学中采用的教学方法多为教师讲、学生听的单一模式,在对知识展示时也多以板书和PPT课件为主,缺乏多元化的知识表现形式,严重影响着学生的学习兴趣和主动性。

计算方法课程总结 第7篇

计算机技术的飞速发展给我们的工作和生活带来了极大的便利,然而伴随而来的信息安全问题也日益严峻,已经成为影响信息技术应用和进一步发展的瓶颈。其中计算机病毒就是威胁信息安全的重要因素之一,如感染可执行文件的PE病毒、感染Word文档等数据文件的宏病毒、以U盘为寄生传播对象的Auto病毒、利用邮件进行传播的邮件型病毒、利用系统漏洞进行传播破坏的蠕虫、木马等,无时无刻不在威胁着信息的安全。然而,目前社会和企业都面临着信息安全人才配备严重不足的情况,因此,为了维护信息安全,培养具备分析与对抗纷繁复杂的计算机病毒能力的高素质的应用型、创新型信息安全人才是目前国家和社会必须面临的重要问题。信息安全专业是一个新兴的专业,该专业的重要基础课程“计算机病毒”也是一门随着信息技术发展而产生的全新课程,目前在教学环节和教学模式的设计等方面尚存在较多需要探索和改进的地方。“计算机病毒”是一门理论性和实践性都很强的课程,传统的“传递-接受式”、“重理论、轻实践”的教学模式只适合培养知识型人才,距离培养面向工程应用的实用性、复合型的信息安全反病毒专业人才还有很大的差距。因此,必须以“工程实践创新”理念为导向,研究一种将计算机病毒理论与实践教学相融合的教学模式和教学方法,以最终达到培养高素质的应用型、创新型信息安全专业人才的目标。对此,本文重点从“计算机病毒”课程的教学环节与实验、实践教学过程设计等方面进行探索,并以计算机病毒中破坏力最为强大、技巧性极强的Win32PE病毒为例展开教学研究,进而为整个课程各个教学环节的改革提供良好的参考。

1课程实验内容设置

“计算机病毒”课程不仅具有很强的理论性,同时具有很强的实践性,许多病毒和反病毒技术必须在实践过程中去认识、理解和掌握,因此,其教学过程必须注重原理和实践的良好结合。目前,计算机病毒种类繁多,病毒特点与实现原理、运行机制各有不同,对此,本课程的实验内容主要围绕“DOS引导型病毒、Windows32PE病毒、Word宏病毒、Java脚本病毒、VB脚本病毒、Outlook邮件病毒、蠕虫、木马”等典型的计算机病毒展开。虽然通过案例式的课堂理论教学可以让学生在一定程度上对计算机病毒保持兴趣,但是,如果没有实践的环节让学生“近距离”地接触病毒、感受病毒,那么学生的兴趣就会渐渐地变淡。因此,必须合理规划和安排实验时间,在学生还保持着兴趣的情况下尽快安排实验,使学生从对原理似懂非懂的状态下亲自实践,深入理解病毒原理,并能够激发学生想尽快实现分析病毒的“冲动”。为了更好地说明本课程各个实验教学环节的教学内容安排、教学过程以及教学方法,本文以典型的Win32PE病毒为例进行阐述。

2Win32PE病毒实验教学过程探索

目前所存在的各种类型的病毒中,Win32的PE病毒最为盛行,功能最强,分析难度也最大,因此,掌握Win32PE病毒的基本原理及其运行机制,并能进行合理的对抗与分析对于一名反病毒分析师非常重要。PE病毒原理复杂,如何既能使学生不会因为原理的复杂而吓退、放弃,又能使学生激发并保持学习的热情和兴趣,就必须合理设计其教学过程与教学方法,本文主要从以下几个教学环节展开讨论。

2.1理论教学

如果没有扎实的理论知识的支撑,就不可能有良好的实验效果。对此,本文从以下几个角度开展PE病毒的理论教学。

(1)病毒案例的演示与简单功能说明。由于PE病毒原理非常复杂,如果一开始就进入复杂枯燥的原理讲解,必定会使学生的学习兴趣消失殆尽。因此,为了保持学生的学习兴趣,采用病毒案例演示和简单讲解的方式进行导课,从而激发学生学习的“冲动”。

(2)详解PE文件格式。PE文件格式是Win32环境自身所带的执行体文件格式,是PE病毒感染的对象。PE格式的讲解比较枯燥,但是内容却很重要,是学习、理解和掌握PE病毒工作原理的关键,为了使学生能听得进去,就不能仅仅讲解PE的结构构成,而要边讲结构边借助PPT的动画演示功能对照一个PE文件的二进制信息进行说明,这样可以使学生对PE文件有一个更加直观的认识。此外,对于PE病毒所关心的PE文件关键字段要结合病毒的运行机制和行为特点进行讲解,告诉学生这个字段的作用是什么,病毒如何来利用它,这样学生不会孤立地学习PE格式,也就不会觉得学得无趣。

(3)讲解PE病毒的一般行为及其工作原理。这部分是理解PE病毒行为特点、工作原理、运行机制的核心部分。重点介绍PE病毒的重定位技术、获取API函数地址的多种方法、获取感染目标文件的方法、文件的多种感染技术等等。

2.2验证型实验教学

本课程的病毒验证型实验的开展主要是借助了信息安全实验教学平台,该平台针对实验内容提供了详细的指导,包括实验基础、实验原理及其动画演示、实验步骤和思考问题等,并提供了针对性的实验辅助工具,可以更好地帮助学生理解每类病毒的运行机制。PE病毒的验证型实验主要是利用PE文件信息查看工具、二进制文件查看工具、动态调试工具等多种工具相结合,来验证PE病毒的基本原理。具体的实验过程和实验内容包括:

(1)以一个简单的PE文件为例,采用UltraEdit等工具,手动查看PE文件的详细二进制信息,以深入理解PE文件格式。

(2)在虚拟机中运行病毒,观察病毒的感染机制、感染前后宿主文件的变化等,对PE病毒有一个直观的认识。

(3)以案例病毒为样本进行分析。首先,使用LordPE等PE文件信息查看工具,分别读取病毒感染前后宿主文件的PE头信息、数据目录表、节表等信息,记录下病毒所关心字段的关键数值,并分析其不同的原因;然后,使用UltraEdit工具的文件比较功能,打开病毒感染前后的文件,查看其二进制信息,并将UltraEdit窗口中用不同颜色标记的二进制字段进行详细分析,思考病毒修改该字段的目的`所在,进而理解病毒的工作原理和运行机制。最后,结合使用OllyDBG等动态调试工具将样本病毒加载进内存,分析其在内存中的运行过程。

2.3设计型实验教学

通过验证型实验环节使学生对PE病毒的基本原理、运行机制有了一定的理解,但是如果不亲自动手实现一个病毒,那么这种理解不会太深刻,也会有很多的细节无法解释,对此,设计型实验教学环节就变的更加重要,本课程需要学生独立完成以下几个工作。

(1)简单PE病毒的设计与实现。请学生从病毒编写者的角度出发,设计简单PE病毒的运行过程,并实现一些PE病毒的基本行为和简单功能,以使学生更深入地理解和掌握PE病毒的一些共性行为特征和个性的行为特征,以及这些行为的实现方式。

(2)搭建病毒分析实验室,分析简单病毒样本。搭建病毒分析实验室,即安装病毒运行环境-虚拟机,并将要用到的病毒行为监控工具、病毒分析工具等都装入其中,如Filemon、Regmon、ProcessExplorer、Tcpview、IceSword、OllDBG、IDA等,然后将最常用的工具运行起来,完成各种配置,最后在虚拟机中制作快照,以便病毒分析时直接还原快照。在搭建好的病毒分析实验室中,学生可以独立分析自己编写的病毒和教师提供的病毒样本。病毒分析实验室的搭建不仅可以督促学生掌握虚拟机、常用病毒行为监控工具、分析工具等的使用方法,而且可以更方便地运行和分析病毒。

2.4课程拓展-创新型实践教学

计算机病毒的分析与对抗能力是在大量的实践过程中培养起来的,因此,在PE病毒课程结课之后,仍需利用国家、学校、学院、教师等创造的各种机会来培养和锻炼学生,即鼓励学生积极参与国家和天津市的信息安全竞赛、科技立项、教师科研项目、知名企业实习实训平台、毕业设计等实践活动,围绕“病毒的分析与对抗”,自主命题、自主设计解决方案和实验步骤,以促进学生自主学习与自主科研,提高学生的创新研究能力。

3结语

关于《计算方法》课程教学的探索 第8篇

关键词:计算方法,计算机教学,实践实验教学

《计算方法》是研究用于计算机求解各种数学的问题一门学科, 也称之为“数值分析”。由于科学技术的迅速发展和计算机的广泛应用, 继续科学实验, 理论方法之后《计算方法》已成为科学研究的第三种研究方法。目前无论在传统的学科领域还是高科技领域均少不了《计算方法》手段, 因此学习和掌握计算机常用的计算方法及基础理论, 学会用计算机解决数值计算问题已成为现代科学计算的重要内容[1]。目前《计算方法》课程已被大多数重点大学和理工科院校的本科生和硕士研究生的必修的基础课程。《计算方法》是一门内容丰富, 研究方法深刻、应用性很强的基础课。因此学生学习该门课程时由于概念多、结论多、计算多等造成学习很吃力。因此按照本课程的基本特点和我们的教学经验, 提出提高本课程的教学效果的几点看法和建议。

一、《计算方法》课程的性质与教学目的

《计算方法》是数学的一个重要分支, 它是把数学理论与计算机科学紧密结合的实用性很强的基础课程。一方面《计算方法》是一门以数学问题为研究对象的数学学科, 另一方面它与其他数学课程有着本质区别, 它着重研究求解数学问题的各种数值计算方法及相关的理论。

《计算方法》课程的目的是对数学问题建立计算机能够执行的解题方案, 在解决工程实际问题时利用数值方法来解决, 并借助计算机得以方便地实现。在上机实践的同时对其理论结果加以验证, 并在实践中丰富其理论[2]。

《计算方法》课程教学的主要内容为:一是离散性方程的数值解法, 二是连续性系统的离散化。从理论角度讲《计算方法》的基本概念包括误差、稳定性、收敛性、计算量、存储量、自适应等多个方面。从数学问题来源类型看则又包括代数问题的数值计算、最优化方法、数值逼近、计算几何、统计计算、微分方程数值解等内容[3]。根据几年的教学经验和实践《计算方法》中必须讲授线性方程组的数值解法、非线性方程的数值解法、函数插值和逼近、数值微积分、常微分方程初边值问题的数值解法等。作为大学本科阶段的《计算方法》课程要在至多一个学期内给学生建立这么宏大的理论体系讲授完毕所有内容是很难的。下面以我校为例浅谈教学过程中存在的问题。

二、《计算方法》教学中存在问题

1. 课程内容多, 教学时较少。

《计算方法》课程是一门具有理论性和实践性的课程, 所包括的内容比较广泛, 会涉及到数学分析、高等代数和常微分方程等学科课程的数值计算。因此学生必须在掌握好这些课程基本内容的基础上才能更好地学习《计算方法》。目前包括我校在内的许多高等院校《计算方法》课程教学学时为48课时或64课时。在很短的时间内掌握这么多的内容是很难的。由于教学过程中计算公式多, 推导过程繁琐, 算法比较枯燥不易理解等原因, 有些该讲的重点内容得不到细致的讲解, 学生易产生厌学情绪, 收不到良好的教学效果。

2. 实践教学不够重视。

《计算方法》是为实际问题中所产生的数学模型的求解建立相应的数值方法。《计算方法》中涉及的问题都是从实际中提炼出来的。理论联系实际是学好《计算方法》课程教学的关键。它与纯数学课程相比, 更接近于实际问题。和其他数学课程一样传统模式上注重讲授理论, 缺乏实践教学, 使学生不能全面理解和运用算法。目前教学重点通常放在算法的推导和证明, 而淡化了课程的实验性和实践性, 虽然在课程设计上也安排一些具有实际背景的实验课, 由于学生对基本的算法理论和实际问题和计算机软件知识的缺乏, 导致在实验中不能完成任务, 这样情况下不强调实践教学环节, 学生对课堂上学过的内容在实际应用时还感到困难。

3. 缺乏实验教学环节重视。

在计算方法课程讲授中不仅要求数学理论上的高度严密及透彻性, 使学生充分理解数值方法建立的原理、思想, 且要求能利用计算机对各算法进行数值实验, 从而使学生能够将理论知识用于实际科学计算中。实验教学是理论和实验的有机结合, 是培养学生创新能力和实验能力的重要环节, 对学生动手能力和创新能力的培养具有极其重要的意义。如果在教学环节中缺乏对实验环节的重视, 必将影响学生的培养质量。目前不论是我校还是内地其他高校在课程建设中都做了大量的工作, 对部分学生来说实验过程变成了重复的复制和操作的过程。又由于学时的限制, 对于让学生做出的实验大作业, 有很多学生难以做到, 有的学生应付了事, 实验效果并不很好, 甚至抄袭。另一方面作为教师也缺乏对学生在整个实验过程中的活动进行有效的监控和管理手段, 达不到满意的实验教学效果。

三、改进教学方法的建议和看法

良好的教学效果离不开先进的教学方法和教学手段, 为此, 首先必须转变教学理念和教学方法。下面我从几个方面探索提高计算方法教学效果的建议。

1. 转变《计算方法》课程的教学观念。

《计算方法》是数学科学的一个分支, 但它不象纯数学那样是思维科学, 也不同于实验科学 (如物理, 化学, 生物) 。《计算方法》教育的目的不是培养数学家, 而是培养能把数学知识应用到工程技术上去解决实际问题的工程技术人才。由于《计算方法》课程具有很强的理论和实际实验相结合的特点, 用传统的黑板加粉笔的填鸭式过程进行《计算方法》教学, 学生的主动性和能动性很难得到发挥。所以改变《计算方法》的教学理念, 是解决《计算方法》教学的首要环节。为了改变这个模式应该合理整合教学内容, 加大学习信息量。内容分精讲部分、自学部分、师生共同讨论部分、上机实验和应用专题部分。因此教师可再增加一些反映该课程的最新研究成果, 其通过教师和学生之间讨论交流, 相互交换意见, 充分认识到科技进步的现状和前进, 这样很大程度上激发了学生对该课程的学习兴趣和积极性。

2.《计算方法》课程必须有计算机相结合。

在计算机技术飞速发展的今天, 用《计算方法》解决实际问题的模式一般是首先从实际问题出发, 运用数学知识建立数学模型;其次建立相应的数值计算方法;然后在数值算法的基础上通过计算机程序设计语言 (比如MATLAB) 进行程序设计;最后上机计算求出结果。而《计算方法》在这个过程中占有主要的地位。它是计算机数值模拟和求解验证必不可少的基础课程。因此在《计算方法》课程教学中必须加强学生对计算机应用能力的培养。具体教学过程中我们增开计算方法课程的综合性、设计性实验课, 安排程序设计、大作业、撰写实验报告等倡导自选性、协作性实验内容, 达到上机实验与课堂理论教学相结合的授课目的。同时我们重视了毕业设计实践教学环节。通过实践培养学生理论联系实际能力、科学研究与动手能力、分析问题和解决问题能力, 使学生具备初步科研能力。这样学生真正学完这门课以后不但掌握了《计算方法》的理论知识, 而且还掌握用计算机来解决实际问题的能力均有所收获。

3. 应用现代化教学手段改革传统的教学。

目前《计算方法》教学中采用多媒体课件来讲授本课程已是大势所趋。多媒体课件可视可听的特点能很好地呈现在学生面前从而激起学生学习的兴趣。我们学院对《计算方法》等课程通过采用多媒体电子课件手段进行授课, 在教学课时大幅缩减的情况下, 保证了大纲所规定的教学内容的完成, 提高了教学效率。从而我们制作了《计算方法实验多媒体》课件、《计算方法教学多媒体》课件 (Power Point制作的) 和《计算方法GUI教学软件》。在MATLAB运行环境中, 使学生对方法有清晰、直观的认识。经过几年的教学, 明显看到学生对计算方法课程产生比较浓厚的兴趣, 教学效果和学生们的反应较好, 为推动我校《计算方法》课程教学效果发挥了积极的作用。上述资源已上校园网, 可供学生学习参考, 体现了很高的使用价值。

四、结论

通过《计算方法》课程学习提高和加强学生的科学计算能力是我们的教学目标之一。教学实践表明, 只要在《计算方法》课程的教学中更注重理论与实践和实验教学的结合, 才能充分调动学生的学习积极性和主动性, 更能培养学生的创新能力。

参考文献

[1]李庆扬, 王能超, 易大义.数值分析[M] (第五版) :清华大学出版社, 2008.

[2]王金柱.《计算方法》课程教学改革的探索与实践[J].陕西教育学院学报, 2011, 27 (1) :81-83.

[3]伍渝江, 尤传华, 丁方允.《数值分析》课程的继承与改革[J].高等理科教育, 2000, (1) :46-49.

中职院校计算机课程革新方法探究 第9篇

关键词:中职;计算机;革新

在现代化科技长足进展下,计算机行业发展突飞猛进,计算机的性能不断提高,计算机应用软件不断推陈出新。人们的日常生活、学习、工作越来越离不开计算机。在社会信息化不断深入发展的今天,计算机的广泛运用就对各用人单位计算机能力提出一个巨大的挑战,我们可以看到很多单位招聘人才的要求中都有提到对计算机等级证书的要求。计算机应用课程作为中职学生必须学习的一门课程,旨在提高中职学生计算机能力和对学生计算机素质的培养,因此在课堂教学中达到这一目的显得尤为重要。下面就现阶段中职院校存在的两大问题进行分析。

一、教育资源的缺少以及制度的不完善

教学方法受到资源的限制,不少中职院校存在计算机教材更新慢,教材内容不符合中职的学生,教学无法体现出该有的特色问题,而且在对教材的选择上没有完善制度,随意性较强。学生往往学习不到真正需要的知识,另外在对一些新软件时教材不能及时跟进,这就导致学生在学习完知识后还需要对新软件重新学习,产生了教学知识与学生对接脱节的现象。在资源的限制下,现在中职课堂上计算机教学仍然是传统的板书教学,而在机房的上机教学又是老师一个人唱独角戏。开始操作到结尾给学生看,再加上学校机房数量的缺少,不能在上完理论课后及时给学生到机房操作的机会,这样就造成当学生上机课时对所需要的理论知识记忆不清晰,达不到讲解操作一体化,学生对知识的理解形象化较差,教学效果肯定不好。同时,在院校考核上计算机基础课程考核内容形式单一,固定,合格要求低,试题老旧,学生得不到真正的锻炼和检验。

二、学生个人的学习态度

现在的中职学生绝大部分是没有考上高中的初中生或是一些社会青年,其本身在学习态度上就存在很大问题,加上缺少学习的自主和独立性,这些都影响教学的实施。在这种背景下计算机教学需要进行与之对应的改进,要让学生掌握好计算机实际操作能力,在日常生活工作上较好地运用。我们应该从三个方面入手:

1.学生计算机思维的启发及兴趣的培养

在教学过程中,教师应该注重启发学生对计算机学习思维,引导学生对学习计算机产生兴趣,提高他们对计算机学习的积极性。所谓“兴趣是最好的老师”,在这种过程中体会到学习计算机的快乐,树立认真的学习态度。教师在教学过程中应该适当加些新知识,让学生学会计算机技能。最重要的是诱导学生在操作过程中认识到自己出现的问题,这样学生对这个操作错误的印象就会更加深刻,在以后的操作过程中就不容易犯类似的错误。同时在这个过程中,学生对知识的记忆也会更加牢固并且能够体会到实践过程中的乐趣,学习热情更加高涨。

2.理论知识与实践

在教学过程中一定要注重实践,著名的教育家陶行知说过:“知行合一”。在教学过程中,始终要记得学生最后要能够操作才是我们的目的,对知识要做到理解,而不是让学生死记硬背教材上的知识点,要通过实际操作去获取知识、检验知识。在这个过程利用好多媒体能够起到很好的促进作用,通过对多媒体的使用能更好地带动学生积极性,把死板的计算机知识形象化、具体化、立体化,便于学生能更好地理解和掌握。我们在学习过程中可以给学生设置一个明确的学习目的或者学习计划,让学生更有针对性地学习计算机知识。

3.课外活动的开设

我们可以围绕计算机基础这一主题开设一些课外实践活动,在这些活动中不仅能让那些喜爱计算机或那些在计算机方面有才能的学生得到发挥,也能起到带动那些对计算机不感兴趣的学生对计算机有一个正确的认识作用。同时,也可以成立一些计算机兴趣小组,不定期举办一些PPT主題设计大赛,视频制作比赛等。在这些活动过程中不但锻炼了学生的计算机操作能力,而且还增强了团队合作能力,进一步提高了学生的素质。

随着时代的进步,计算机作为一个基础性的知识,需要我们在培养计算机人才时做到对计算机学科知识日益更新,现代教学理论的不断发展以及学生与时代的要求不断提高,计算机教学过程中我们应该以学生在计算机方面上发展为根本,以学生为本,发掘出学生的作用。教师可以从引导学生对教学的积极性,培养学生的探索精神,树立独立思考、积极向上的态度等方面出发,着力提高学生的计算机能力,让学生在工作岗位上综合素质得到提高,从而真正达到中职教育的出发点,培养出新时代的职业技术人才,这是对我们教学方法成功的最大写照。

参考文献:

[1]孟亚男.探析中职计算机专业教学[J].计算机教育,2012(05).

[2]戴婧.浅议中职计算机基础教学改革[J].电脑知识与技术,2010(15).

计算方法课程总结 第10篇

目前,大学计算机课程已经成为主流基础教育,如何在互联网+时代完善中医药高校计算机课程的内容设计和课堂教学模式成为一个突出问题。结合我国的高等中医药人才培养目标,将“以授课为主导”的传统教学模式转型为“以问题为主导”的新的教学模式将能更大的提高学生学习的积极主动性,应用最新的虚拟化概念进入教学环节更有利于学生对于计算机知识的理解和记忆,更能提高学生自身的自学能力和解决问题能力。

一、中医药高等院校计算机教学模式的现状

计算机课程是我国中医药高校专业学习的重要基础课程,其开设目的在于促进传统的中医药行业和计算机信息技术的深度融合,因此,我国中医药高等院校计算机教学模式应该向信息技术教育改变。受传统教学模式的影响,过去我们更多的习惯于把知识的获得和实际的应用分为两个独立的环节,学生首先通过教师的授课获取到知识,而后基于所学习的知识应用到实际中解决问题。现在绝大多数计算机教材内容体系结构都大体相同,大都从计算机的发展、通信基础知识、协议等方面进行论述。这些内容相对枯燥,理论性很强,如果教师不能采取有效的教学方法就会使学生失去兴趣,因此一定要结合中医药专业特色针对不同章节科学的设置教学内容,把教学内容和学生的兴趣很好的结合起来,提前达到专业融合。另外现阶段高等院校的办学规模不断扩大,网络实验室目前并不能很好的满足教学要求,很多学生可能无法接受到实验课和实训课的训练。学生对计算机网络的认识只能停留在课本上,这样学生对计算机网络的学习兴趣也会降低。

二、“以问题为主导”的新的教学模式探索

2.1收集资料,科学评估。

“以问题为主导”的新的教学模式在中医药高等院校的探索应用模式现在已经有了一些尝试,例如一些基础课程、临床实验等,但是在中医药计算机课程上并没有应用。“以问题为主导”是新模式的核心理念,中医药学生的`所有学习都是基于问题这一关键词而展开的,它的目的是为了更好的完成课程目标,为社会培养更加优秀的复合型高级中医药人才,在实施过程中要尽量联系实际生产生活,突出计算机的前言教育和科学体系,激发学生兴趣,有效结合传统中医药特色展现其应用性。其次为了客观真实的反映学生的知识能力情况,调动积极性参与“以问题为主导”新模式,我们必须将考核体系创新更改,逐步改进原有的理论考试为主的考核体系,逐步将学生在实践中的创新思维和中医药融合的新思路新想法纳入评价体系中,这样才能激发学生的创造力和想象力,为培养有特色的中医药人才奠定基础。

2.2利用虚拟机软件进行实验教学。

随着高等院校的办学规模越来越大,学生数量也在逐年增加多,计算机实验室已经远远不能满足学生实验需求,这无疑增加了学校对硬件实验室的投入,但是往往来说实验设备的数量都不能满足学生需求,许多学生因此对计算机课程产生抵触情绪,使学生在学习完计算机网络课后没有足够的动手能力更谈不上培养学生的创新意识与创新能力。为解决上述问题,一个良好的办法是在一台计算机上安装虚拟机软件,通过虚拟机软件,可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机,这些虚拟机同样可以访问电脑的硬件资源,用户可以在虚拟机上安装操作系统,应用程序,访问网络资源等等,对于用户而言,它只是运行在你物理计算机上的一个应用程序,但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言,它并不能分辨自己是在虚拟的操作系统下进行工作。所以,在虚拟机的环境下进行计算机网络的实验可以大大减少学校在硬件方面的开销,还可以避免因为操作不当或者其他因素造成对系统或者计算机硬件的损坏。教师可利用虚拟机环境为学生搭建网络实验平台。因此在计算机网络教学中利用虚拟机软件搭建的教学实验平台,明显地提高了教学质量,缓解了实验设备严重不足,解决了硬件实验室经费投入大的问题,虚拟机转变了教学人员的教学方式和学生的学习方式,虚拟化技术的推广和普及将对计算机网络教学产生积极的影响。

三、结语

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