摘要：数值分析是一门理论与实践并重的课程，是一门应用性很强的基础课。数值分析实验课是数值分析课程的必要实践环节，主要目的是培养学生在学习了理论教学中关于典型数学问题的数值求解方法后，通过编程练习提高程序的实践能力与创新能力，体会数值计算的重要性，文章从优化教学手段，充分利用计算机软件，转变传统的学生与教师的角色，将数学建模的思想融入到实验教学当中以及网络实验教学体系的建立这几个角度进行了试验教学的探讨。
关键词：数值分析实验；教室角色；建模思想；网络教学
中图分类号：G642 文献标志码：A
随着人类进入了信息时代，数学及数学思想在科学技术的各个领域的作用不断增强，数学的应用范围几乎已经覆盖了所有的学科分支。在当今的世界科学研究中，科学计算、理论方法及实验研究已成为人类不断探索未知世界的三大基本方式。目前，科学计算能力不仅已成为综合性大学中本科的信息与计算科学专业以及数学与应用数学专业学生的一项基本素质[1]，也已成为一些工科硕士研究生们进一步进行科学研究的基础。数值分析又称计算方法，这门课程的核心内容是研究如何利用计算机求解数学问题的各种数值计算方法及其理论与软件的实现。数值分析作为数学学科的一个重要分支，它具有丰富的内容，深刻的研究方法，完整的理论体系，它不仅具有纯数学的高度抽象性与严密科学性特点，而且还具有应用的广泛性以及实际实验的高度技术性的特点，是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程[2]。
从本质上来讲，数值分析是一门理论与实践并重的课程，是一门应用性很强的基础课，是学生在学习完高等数学、线性代数以及一些算法语言的基础上应用计算机技术进行科学与工程计算的一种方法，特别是对复杂实际数学问题的一种近似求解方法。通过本门课程的学习包括上机实验，学生不仅可以掌握数值分析的基本理论与方法还可以充分培养学生应用计算机进行科学计算的能力，提高学生灵活应用算法解决实际问题的能力，实现理论和实践有机结合，为今后的进一步学习与科学研究打下良好的基础。
数值分析实验课程作为数值分析课程的必要实践环节，主要目的是培养学生在学习了理论教学中关于典型数学问题的数值求解方法后，通过编程练习提高程序的实践能力与创新能力，体会数值计算的重要性，从而有效的激发学生的学习兴趣与学习欲望。
一、优化教学手段，充分利用计算机软件
理论与实验相结合是数值分析这门课程的重要特点，在实验教学过程中，将数值分析的理论方法与计算机技术有效结合，以数学软件MATLAB作为实验平台，首先是能够实现教材中已有的算法，进而合理的改进算法，最后达到能够根据科学研究中的需要，自己编写相应的数值程序来进行求解。从而培养学生的创新意识与创新能力，使学生成为具有开拓型思维的人才。我们可以将数学建模的思想融入到数值分析实验教学中，比如，在求解数学模型时，学生需要根据相应的数值计算方法，利用相应的数学软件来编写程序，利用计算机来求出数学模型的数值解。
二、转变传统的学生与教师的角色
在传统的课堂上，教师整节课都在不停地讲解，学生没有思考的时间和空间，只是被动地接受，这种“满堂灌”的填鸭式教学模式带来的并不是理想的教学效果。因此，要改变传统的老师与学生所扮演的简单的“教”与“学”的角色，充分调动学生上机实验的积极性，在实验课上引导学生能够分析问题的本质，并对算法做出一定的分析，首先是学生能够独立实现教材中已有的算法，进而合理的改进算法，最后达到能够根据科学研究中的需要，自己编写相应的数值程序来进行求解。教师要充分肯定学生的上机实验成果，另外，对于实验成果优秀的，也可以由学生自己到讲台上进行讲解与展示，从而不仅改变了由教师一个人唱独角戏局面，也更进一步激发了大家进行创新程序，改进算法的积极性。教师在实验课堂上做好知识的导航者，教学过程的设计者，教学成果的评价参与者，学生是实验课上的主角。
三、融入数学建模思想，达到学以致用
实践性与应用性是数值分析课程有别于其他数学课程的重要特征，“数值分析”这门课程非常注重理論与方法的实际应用背景，将数学建模的思想融入到数值分析实验课程的教学中，这是培养培养学生利用所学知识解决实际问题的一种有效方法。[3]全国大学生数学建模竞赛是一种综合能力的比赛，其主要目的是提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力，以及学生的创造精神和合作意识。我们将数学建模的思想融入到数值分析实验课程的教学中，既可以提高学生将学习到的理论知识应用到实际问题中的能力，也可以为今后参加数学建模竞赛打下良好的基础，丰富他们解决实际问题的途径和手段。[4]
四、数值分析实验课网络教学体系的建设
改进传统的实验教学手段，在实验课时有限的环境下，充分利用现代科学技术，进行网络实验教学，目前我校的的数值分析实验课每学期仅有8学时，在实验课时非常有限的情况下，建立网络实验课教学平台就显得尤为必要，网络学习平台是学生在课外进行科学研究和探索的场所，是一个资源共享的平台，也是一个宣传的平台。数值分析实验课程网络学习体系的建立不仅解决了课时有限的问题，而且也充分调动了学生的积极性。与此同时，也改变了原有老师唱独角戏的局面。在网络上人人都是老师，而且问题也可以随时得到解决。
通过数值分析实验教学的实践证明，优化教学手段，充分利用计算机软件，转变传统的学生与教师的角色，将数学建模的思想融入到实验教学当中以及网络实验教学体系的建立，这些方法与手段不仅可以帮助学生进一步巩固所学的理论知识，还可以实现理论与实践相结合，从而提高了学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，培养学生的创新意识与创新能力，有效的激发学生的学习兴趣与学习欲望。
参考文献：
[1]谢治州.数值分析实验教学的实践与探索[J].实验室研究与探索，2010，29（5）：133-136.
[2]马倩如，程声通.环境质量评价[M].北京：中国环境科学出版社，1990
[3]靳绍礼，宋玉成.关于数值分析教学中上机实验环节的探讨[J]. 科技信息，2010，（30）：536-537.
[4]袁仕芳，王奇生.数值计算方法实验课程教学改革的探讨[J].科技信息，2011，（4）：133-136.
[5]郭石磊，童新安.数值计算方法课程网络教学改革探讨[J].科技信息，2010，（26）：139.
[6]薛毅.数值分析与实验[M].北京：北京工业大学出版社 2005.