

摘要:軍隊院校《計算方法》課程的思政建設難度大,尤其是思政元素的挖掘不易。通過對《計算方法》課程的內容分析,在結合軍校實際的情況下,從哪些內容切入,有效挖掘《計算方法》課程中的思政元素,是本文討論的主要問題。
關鍵詞:軍隊院校;計算方法;思政元素
一、基本情況介紹
2016年12月,習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上做重要講話,明確提出“把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人”。在嚴格貫徹“三位一體”,即“軍隊院校教育、部隊訓練實踐和軍事職業教育”新型軍事人才培養體系的基礎上,隨著“課程思政”理念的不斷探索和深入,軍隊院校《計算方法》課程的思政建設是一個值得思考的問題。大學數學類課程的思政建設是比較困難,也比較容易被忽視的問題,尤其是一些數學專業類課程,如何在講授知識的同時,有效挖掘《計算方法》課程中的思政元素,真正做到將思政教育貫穿《計算方法》課程全過程,這是每一個承擔該課程教學任務的教員應該堅持不懈積極探索的目標。
1947年,馮.諾依曼與H.戈德斯坦合作的論文《高階矩陣數值求逆》處理了高達150階矩陣的求逆問題,特別是詳細論述了誤差分析,可以看作是現代數值分析的發端。《計算方法》作為現代數值分析的一門重要課程,是軍隊院校本科學歷教育數學專業必修課,是以計算機為工具,研究解決數學問題的方法、程序及相關理論的一門課程,著重培養和提高學員的模型建構能力、程序編寫能力和解決實際問題的能力,為在實際問題中利用計算機解決實際問題提供必要的數學方法。該課程實踐性較強。
二、軍隊院校《計算方法》課程中思政元素的挖掘
秦九韶算法—充滿智慧的數學文化
對于n次多項式,對于給定的x,直接計算需要次乘法,n次加法,共次運算,時間復雜度為O(n2)。而若利用秦九韶算法計算,可將n次多項式改寫成如下形式:
只需n次乘法,n次加法,共2n次運算,時間復雜度為O(n)。和直接計算相比,計算量的簡化有了明顯的提升。該算法在國外被稱為Horner算法,由英國數學家William?George?Horner于1819年提出,而宋代數學家秦九韶1247年就提出了該計算方法,比Horner早了572年。由此可見,我國有著歷史悠久并充滿智慧的數學文化。在現代數值分析發展的過程中,我國的數學家也做出了不可磨滅的貢獻。在講授《計算方法》第一章時,就可以引導學員多了解我們的傳統文化,激發他們主動學習的熱情和愛國情懷。
(二)數值算法的穩定性—永遠跟黨走
在該例中,I0=ln6-ln5≈0.182322代入計算,可得表1:
舍入誤差在計算過程中迅速傳播,每次擴大5倍。致使I12=?-0.32902110×10-2,出現嚴重失真,所以此算法是不穩定的。這蘊含了量變導致質變的哲學辯證思想,可以引導學員:勿以善小而不為,勿以惡小而為之。從軍路上,要堅定永遠跟黨走的信念,方向不能有任何偏差,正所謂一步錯,步步錯。要時時刻刻講政治,分分秒秒想安全。要不忘初心,牢記使命,步步穩扎穩打。
插值法—不信謠不傳謠,努力成為新時代的新型軍事人才
《計算方法》第二章—插值法與最小二乘法是實際中用得比較多、比較重要的數值分析方法。其中插值法作為一種古老的數學方法,在已知插值條件的情況下,可以構造出滿足插值條件的插值多項式,用于逼近真實曲線地f(x)。早在1000多年前我國學者在研究歷法時就應用了線性插值和拋物插值,為插值理論的發展做出了重要的貢獻。而17世紀之后,牛頓和拉格朗日才分別討論了等距和非等距的一般插值公式。在激發學員愛國熱情的同時,更要介紹插值法在實際生活中的應用,尤其是在新冠肺炎發展態勢預測等中的應用。
面對已經成為常態化的疫情防控問題,我們可以根據每天的新增病例、治愈人數等數據,利用插值法對未來幾天的發展趨勢進行初步預測,相信科學,相信共產黨,才不會讓一些惡意散播謠言的不法分子有可趁之機。作為一名軍人,要用科學武裝頭腦,在大是大非面前,不信謠不傳謠,做到謠言止于智者。另外,插值法中的3次樣條插值主要用于飛機、船舶等零部件流暢的外形設計,飛機、探測器、沉潛器等大型裝備,正是有了更加流暢的形線設計,才得以更快更高效地實現中華民族“上九天攬月”、“下五洋捉鱉”的偉大夢想。
看似枯燥的插值法卻成了復興中國夢的一顆螺絲釘,我們還有什么理由不好好學習呢?新型軍事人才不僅僅要有過硬的身體心理素質和軍事專業素質,更要有扎實的思想政治素質和科學文化素質,具有創新精神和創新能力。所以在學習面前,要站位高、格局大,不要追求短、平、快,而是要目光長遠。
求函數方程近似根的二分法—立鴻鵠志,做奮斗者
若連續函數f(x)滿足f(a)?f(b)<0,則由連續函數的根的存在性定理可知,f(x)在[a,b]內一定有實根,接下來,通過對區間[a,b]減半,分為[a,c]和[c,b],其中,從中找出一個有根區間,并記為[a,b]。如此不斷將有根區間對分,當f(c)=0,或有根區間長度小于等于允許誤差ε時,c就是方程f(x)=0的滿足精度要求的近似根。若把第i次二分得到的根的存在區間記為[ai,bi],則這一系列區間構成閉區間套,精確根x*滿足?。若把x*當做目標,二分的過程也是通過不斷奮斗,逐漸接近目標的過程。二分法告訴我們,作為一名新時代軍人,一定要有目標,并以正確的方式不斷努力,唯有敢立鴻鵠志,勇做奮斗者,才能稱得上是習主席的好戰士。
三、小結
除此之外,用于求解線性方程組的Gauss消元法,其實早在張蒼、
耿壽昌所撰寫的《九章算術》中思想就有所體現。第八章“方程”一章中給出了用“遍乘直除”的形式求解三元一次線性方程組,近幾年被國外學者稱為“張蒼法”,這比Gauss消元法早了1000多年。而且在《九章算術》中,已經用分離變量的方式對線性方程組進行了抽象,有了矩陣的雛形。這些傳統的數學智慧,以及透過表象看到本質等處理方式都是可以挖掘的思政元素。
在課堂講授中,教員要盡最大努力挖掘思政元素,但同時也要做到以下幾點:
自然地引出、穿插,做到春風化雨般將傳道授業與思政育人于一體,真正體現立德樹人;
教員自身要不斷學習,不斷增加知識儲備量,拓展知識面的廣度,并提高思政意識和思政元素挖掘能力,這樣才能游刃有余地進行課程思政建設;
正所謂“德高為師”,教員要高標準嚴格要求自己,要有高尚的師德和人格魅力,這樣才能不斷傳播正能量。
軍隊院校《計算方法》課程的思政元素的挖掘雖然困難,但姓軍為戰的本質不會變,只要深挖細摳,就能找到與與部隊結合的切入點,挖掘到思政元素,就能進行有效的課程思政建設。
作者簡介:劉瑞杰(1986-?),女,副教授,河南開封人,碩士研究生,主要研究方向為智能計算。