可视化教学方法在电气信息类数值分析课程中的应用.pdfVIP

第19期 计算机教育 Education No．19 15l 2010年lO月10日 Computer Oct．10，2010 文章编号：1672．5913(2010)19．0151．03中图分类号：G642 文献标识码：A 可视化教学方法在电气信息类数值分析课程中的应用 温和，滕召胜，唐 求，郭斯羽 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082) 摘要：数值分析是电气信息类专业的重要基础理论课程，提高该课程的教学质量和效果具有重要意义。分 析数值分析课程的特点，结合电气信息类相关课程的理论模型，利用MATLAB平台，探讨电气信息类数值分 析课程的可视化教学方法，提出采用可视化教学手段加深学生对课程知识的理解，以提高学生的动手实践能 力，为相关课程教学改革提供参考。 关键词：数值分析；电气信息类；可视化教学 数值分析是探讨如何借助计算机解决数学问题 活运用相关数值分析知识。因此，教学不但要求学生 的一门课程，其研究与相关教学工作一直是国内外学 掌握一定的数学理论，还需结合计算机程序设计与专 者关注的重点【l。2J。在电气信息类专业中，数值分析 业课程实践，使学生具有初步解决简单问题的能力。 课程的教学内容不仅丰富、有着自身的理论体系，而 该课程教学的特点有： 且还特别注重应用。数值分析的基本理论在电气信息 1)公式多、理论推导复杂。 类的电路、信号与系统、自动控制原理等课程中应用 数值分析课程覆盖面广，涵盖了高等数学中最基 广泛，是一门与计算机、程序设计等密切相关的实用 础、最重要的内容，包含大量的理论推导和计算公式， 性很强的课程lj圳。 如插值、拟合、数值微积分、线性代数方程组的直接 数值分析课程以微积分、线性代数、微分方程等 解法和迭代方法、非线性方程组的计算方法、矩阵特 为基础，以程序设计为手段，包括大鼍理论知识内容。 征值与特征向量的计算、常微分方程数值解等。此外， 而在传统的纯数学理论课教学中，往往存在重理论轻 数值分析课程强调的是近似求解过程，因此理论推导 实践的问题，因此教学效果受到限制【5击】。对于部分 和计算过程中往往存在大量的截断与近似替代等技 电气信息类专业的学生，在完成数值分析课程的学习 巧，加深了课程的理解难度。 后，往往无法将该课程的知识点应用到后续课程的学 2)重视实践，面向具体模型问题。 习和实践中。 数值分析的本质是应用计算机求解大规模或复 为此，笔者从数值分析课程与电气信息类专业相 杂数学问题，因此该课程的教学重视实践，强调解决 关课程的关联性分析入手，利用MATLAB平台，探索具体问题的方法。在解决问题的过程中，不但要确保 面向电气信息类专业的数值分析课程可视化教学方法， 数值分析方法的收敛性和稳定性，还要进行误差分 重视培养学生的理论知识应用能力，取得了较好效果。 析。该课程与电气信息类的相关专业课程联系紧密， 因此还要求学生能够将数值分析的一般方法运用到 1 电气信息类数值分析课程教学特点分析 电路参数求解、控制系统稳定性分析等实践中，学生 电气信息类的专业课程大部分都要用到数值分 不仅要学会怎样算，而且必须面向具体模型求解。 析的理论知识。如果教学方法不当，仅满足于死记硬 3)理论分析与编程实践必须结合。 背公式，容易使学生造成畏惧心态，以致今后不能灵