摘要:军队院校《计算方法》课程的思政建设难度大,尤其是思政元素的挖掘不易。通过对《计算方法》课程的内容分析,在结合军校实际的情况下,从哪些内容切入,有效挖掘《计算方法》课程中的思政元素,是本文讨论的主要问题。
关键词:军队院校;计算方法;思政元素
一、基本情况介绍
2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上做重要讲话,明确提出“把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人”。在严格贯彻“三位一体”,即“军队院校教育、部队训练实践和军事职业教育”新型军事人才培养体系的基础上,随着“课程思政”理念的不断探索和深入,军队院校《计算方法》课程的思政建设是一个值得思考的问题。大学数学类课程的思政建设是比较困难,也比较容易被忽视的问题,尤其是一些数学专业类课程,如何在讲授知识的同时,有效挖掘《计算方法》课程中的思政元素,真正做到将思政教育贯穿《计算方法》课程全过程,这是每一个承担该课程教学任务的教员应该坚持不懈积极探索的目标。
1947年,冯.诺依曼与H.戈德斯坦合作的论文《高阶矩阵数值求逆》处理了高达150阶矩阵的求逆问题,特别是详细论述了误差分析,可以看作是现代数值分析的发端。《计算方法》作为现代数值分析的一门重要课程,是军队院校本科学历教育数学专业必修课,是以计算机为工具,研究解决数学问题的方法、程序及相关理论的一门课程,着重培养和提高学员的模型建构能力、程序编写能力和解决实际问题的能力,为在实际问题中利用计算机解决实际问题提供必要的数学方法。该课程实践性较强。
二、军队院校《计算方法》课程中思政元素的挖掘
秦九韶算法—充满智慧的数学文化
对于n次多项式,对于给定的x,直接计算需要次乘法,n次加法,共次运算,时间复杂度为O(n2)。而若利用秦九韶算法计算,可将n次多项式改写成如下形式:
只需n次乘法,n次加法,共2n次运算,时间复杂度为O(n)。和直接计算相比,计算量的简化有了明显的提升。该算法在国外被称为Horner算法,由英国数学家William George Horner于1819年提出,而宋代数学家秦九韶1247年就提出了该计算方法,比Horner早了572年。由此可见,我国有着历史悠久并充满智慧的数学文化。在现代数值分析发展的过程中,我国的数学家也做出了不可磨灭的贡献。在讲授《计算方法》第一章时,就可以引导学员多了解我们的传统文化,激发他们主动学习的热情和爱国情怀。
(二)数值算法的稳定性—永远跟党走
在该例中,I0=ln6-ln5≈0.182322代入计算,可得表1:
舍入误差在计算过程中迅速传播,每次扩大5倍。致使I12= -0.32902110×10-2,出现严重失真,所以此算法是不稳定的。这蕴含了量变导致质变的哲学辩证思想,可以引导学员:勿以善小而不为,勿以恶小而为之。从军路上,要坚定永远跟党走的信念,方向不能有任何偏差,正所谓一步错,步步错。要时时刻刻讲政治,分分秒秒想安全。要不忘初心,牢记使命,步步稳扎稳打。
插值法—不信谣不传谣,努力成為新时代的新型军事人才
《计算方法》第二章—插值法与最小二乘法是实际中用得比较多、比较重要的数值分析方法。其中插值法作为一种古老的数学方法,在已知插值条件的情况下,可以构造出满足插值条件的插值多项式,用于逼近真实曲线地f(x)。早在1000多年前我国学者在研究历法时就应用了线性插值和抛物插值,为插值理论的发展做出了重要的贡献。而17世纪之后,牛顿和拉格朗日才分别讨论了等距和非等距的一般插值公式。在激发学员爱国热情的同时,更要介绍插值法在实际生活中的应用,尤其是在新冠肺炎发展态势预测等中的应用。
面对已经成为常态化的疫情防控问题,我们可以根据每天的新增病例、治愈人数等数据,利用插值法对未来几天的发展趋势进行初步预测,相信科学,相信共产党,才不会让一些恶意散播谣言的不法分子有可趁之机。作为一名军人,要用科学武装头脑,在大是大非面前,不信谣不传谣,做到谣言止于智者。另外,插值法中的3次样条插值主要用于飞机、船舶等零部件流畅的外形设计,飞机、探测器、沉潜器等大型装备,正是有了更加流畅的形线设计,才得以更快更高效地实现中华民族“上九天揽月”、“下五洋捉鳖”的伟大梦想。
看似枯燥的插值法却成了复兴中国梦的一颗螺丝钉,我们还有什么理由不好好学习呢?新型军事人才不仅仅要有过硬的身体心理素质和军事专业素质,更要有扎实的思想政治素质和科学文化素质,具有创新精神和创新能力。所以在学习面前,要站位高、格局大,不要追求短、平、快,而是要目光长远。
求函数方程近似根的二分法—立鸿鹄志,做奋斗者
若连续函数f(x)满足f(a) f(b)<0,则由连续函数的根的存在性定理可知,f(x)在[a,b]内一定有实根,接下来,通过对区间[a,b]减半,分为[a,c]和[c,b],其中,从中找出一个有根区间,并记为[a,b]。如此不断将有根区间对分,当f(c)=0,或有根区间长度小于等于允许误差ε时,c就是方程f(x)=0的满足精度要求的近似根。若把第i次二分得到的根的存在区间记为[ai,bi],则这一系列区间构成闭区间套,精确根x*满足 。若把x*当做目标,二分的过程也是通过不断奋斗,逐渐接近目标的过程。二分法告诉我们,作为一名新时代军人,一定要有目标,并以正确的方式不断努力,唯有敢立鸿鹄志,勇做奋斗者,才能称得上是习主席的好战士。
三、小结
除此之外,用于求解线性方程组的Gauss消元法,其实早在张苍、
耿寿昌所撰写的《九章算术》中思想就有所体现。第八章“方程”一章中给出了用“遍乘直除”的形式求解三元一次线性方程组,近几年被国外学者称为“张苍法”,这比Gauss消元法早了1000多年。而且在《九章算术》中,已经用分离变量的方式对线性方程组进行了抽象,有了矩阵的雏形。这些传统的数学智慧,以及透过表象看到本质等处理方式都是可以挖掘的思政元素。
在课堂讲授中,教员要尽最大努力挖掘思政元素,但同时也要做到以下几点:
自然地引出、穿插,做到春风化雨般将传道授业与思政育人于一体,真正体现立德树人;
教员自身要不断学习,不断增加知识储备量,拓展知识面的广度,并提高思政意识和思政元素挖掘能力,这样才能游刃有余地进行课程思政建设;
正所谓“德高为师”,教员要高标准严格要求自己,要有高尚的师德和人格魅力,这样才能不断传播正能量。
军队院校《计算方法》课程的思政元素的挖掘虽然困难,但姓军为战的本质不会变,只要深挖细抠,就能找到与与部队结合的切入点,挖掘到思政元素,就能进行有效的课程思政建设。
作者简介:刘瑞杰(1986- ),女,副教授,河南开封人,硕士研究生,主要研究方向为智能计算。