信息与计算科学专业计算方法教案(上)
信息与计算课程设计
信息与计算课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握信息与计算的基本概念和基本方法，提高学生的信息处理能力和问题解决能力。
具体来说，知识目标包括：了解信息的定义、分类和处理方法；掌握计算的基本原理和方法；了解信息与计算在实际应用中的重要性。
技能目标包括：能够运用信息处理方法解决实际问题；能够运用计算方法进行简单的数值计算和数据分析。
情感态度价值观目标包括：培养学生对信息与计算学科的兴趣和好奇心；培养学生严谨、细致的学习态度和合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括信息的定义、分类和处理方法，计算的基本原理和方法，以及信息与计算在实际应用中的例子。
具体来说，教学大纲如下：1.信息的定义、分类和处理方法1.1 信息的定义和特点1.2 信息的分类1.3 信息的处理方法2.计算的基本原理和方法2.1 计算的定义和特点2.2 计算的基本原理2.3 计算的方法3.信息与计算在实际应用中的例子3.1 信息与计算在科学研究中的应用3.2 信息与计算在日常生活中的应用三、教学方法为了达到本节课的教学目标，我将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的信息处理能力和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我将选择和准备以下教学资源：教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材和参考书将用于提供基本的知识框架和方法指导；多媒体资料将用于展示实际应用例子和动画演示；实验设备将用于进行实际操作和验证。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本节课将采用多种评估方式，包括平时表现、作业和考试等。
平时表现评估将关注学生在课堂上的参与度、提问回答和小组讨论等方面的表现；作业评估将根据学生的练习完成情况和答案准确性进行评分；考试评估将设置选择题、填空题和计算题等题型，测试学生对信息与计算基本概念和方法的掌握程度。
信息与计算科学 PPT课件
信息熵
1
11
11
1
H 4 Log2( 4) 4 Log2( 4) 2 Log2( 2)
= 1.5(bit)
13
5、数据、消息、信号与信息的区别
数据是对客观实体的一种描述形式，是信息的载 体。数据是未加工的信息，信息是经过加工的数 据，将数据加工为信息的过程称为信息加工或处 理。
消息：在通信过程中，信息总是经过编码(符号化) 成为消息以后，才能经由媒介传播的，而信息的 接收者收到消息后，总是要经过译码(解读)才获 取其中的信息。
10
例1：假设我们想由甲地告诉乙地关于甲地的 状态，如甲地共有8种状态，每种状态发生的 概率是相等的，即1/8。如果甲告诉乙，甲处 于第i种状态，这时甲传给乙的信息量是多少？
信息量 I＝-log2(1/8)＝3 (bit)
11
信息熵及其计算
信息熵：定义平均信息量来作为信息总体的 测度。
设X为一离散随机变量，在集合{ x1，x2…xn}
中取值，其概率分布为
P{ X= xi }＝pi i=1,2,…,n
则定义:
n
pi 1
i 1
H ( X )
n i 1
pi log
1 pi
n
i 1
pi log
pi
称H(X)为离散变量X的信息熵。
12
例2：某信源有8种相互独立的状态，其发生 概率分别是1/4,0,0,1/4,0,0,0,1/2,这时信源 传给信宿的信息熵是多少？
▪ (1)感测技术——感觉器官(视、听、嗅、味、触、平衡)功能 的延长。
▪ (2)通信技术——传导神经网络(导入、导出)功能的延长。 ▪ (3)计算机和智能技术——思维器官(记忆、联想、分析、推
五年级上信息科技 第15课 算法的应用 教案 浙教版(2023)
三、技能巩固
从余姚到上海走高速公路最少要多少千米？请设计算法验证规划方案。
四、课堂小结
今天你有哪些收获？你对感知光线有哪些认识？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？
五、作业布置
预习下一课。
观看
思考；表达
学习
学习
操作实践
操作练习
交流；分享
预习下一课
创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；
培养表达能力
培养倾听习惯
增加知识面
学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。
培养学生举一反三、学习迁移的能力；
培养表达能力
培养自主学习能力
教
学
反
思
步骤1：找出第一条路径S1。
步骤2：找出第二条路径S2。
步骤3计算路径S1的总费用：fy1=1c1+1c2+1c5。
步骤4：计算路径S2的总费用：fy2=1c3+1c4+1c5。
步骤5：比较fy1与fy2大小。
输入：1cl,1c2,1c3,1c4,1c5。
输出：最少总路桥费用。
（四）、算法验证
打开如下参考代码并运行，输入数值，验证输出结果。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
教学设计
教学设计
教学设计
一、新课导入
1、情景展示
假期里，小华计划从余姚出发去上海旅游，有多条高速路径可供选择，你知道走哪条高速路径所花费的路桥费用最少吗？费用是多少呢？
最优路径问题明确为路桥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ最少的路径。
2、本节课学习任务
（1）最优路径算法的应用
信息与计算科学课程设计
信息与计算科学课程设计一、课程目标知识与技能：1. 让学生理解信息与计算科学的基本概念，掌握数据处理、算法设计及程序开发的基本方法。
2. 培养学生运用数学知识和计算思维解决实际问题的能力，提高学生的逻辑思维和问题分析能力。
3. 通过案例教学，使学生掌握至少一种编程语言，并能运用该语言解决简单的计算问题。
情感态度与价值观：1. 激发学生对信息与计算科学的兴趣，培养其主动探究、积极创新的科学精神。
2. 培养学生的团队协作意识，使其学会与他人共同解决问题，提高沟通与表达能力。
3. 引导学生认识到信息与计算科学在生活中的应用，增强其对社会发展的责任感和使命感。
教学要求：1. 结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力。
2. 注重培养学生的计算思维，提高其解决复杂问题的能力。
3. 激发学生的创新意识，鼓励其尝试不同的解决方案，培养其独立思考的能力。
课程性质：本课程旨在让学生掌握信息与计算科学的基本知识，培养其运用计算思维解决问题的能力。
课程内容紧密结合课本知识，注重实际应用，强调培养学生的创新意识和团队协作能力。
1. 熟练掌握信息与计算科学的基本概念和基本方法。
2. 独立运用编程语言解决简单的计算问题。
3. 培养良好的团队协作精神和沟通表达能力。
4. 树立正确的价值观，认识到信息与计算科学在社会发展中的重要作用。
二、教学内容1. 信息与计算科学基本概念：数据、算法、程序设计、计算思维。
2. 编程语言基础：C语言/C++/Python等编程语言的选择与介绍，基本语法，数据类型，控制结构，函数等。
3. 算法与数据结构：常见算法分析（排序、查找等），基本数据结构（数组、链表、栈、队列等）。
4. 问题解决与程序设计：案例分析，问题抽象，算法设计，编写程序，调试与优化。
5. 计算机应用：利用编程解决实际问题，如信息处理、图形图像处理、网络应用等。
教学大纲安排：第一周：信息与计算科学基本概念导入，介绍编程语言选择及基本语法。
七年级信息技术算法基础知识教案青岛版
创新教学环节，我尝试让学生设计一个自动分类垃圾的算法。这个话题引起了学生的兴趣，但他们提出的解决方案大多较为简单。我认为在接下来的课程中，可以引导学生深入思考，鼓励他们提出更具有创新性和实用性的算法。
-流程图：使用图形化的方式展示算法的执行流程。
-伪代码：使用类编程语言的方式描述算法。
5.生活中的算法应用
-排序算法：如冒泡排序、选择排序等。
-查找算法：如二分查找、线性查找等。
-搜索算法：如深度优先搜索、广度优先搜索等。
6.算法案例分析
-分析经典算法案例，理解算法解决问题的步骤和思路。
-学习如何将实际问题抽象为算法模型。
-通过实际操作，加深对算法概念和描述方法的理解。
10.课程知识与实际应用结合
-探讨如何将算法知识应用于解决实际生活中的问题。
-分析算法在信息技术领域的作用和影响。
教学反思
在上完这节算法基础知识课后，我对教学过程进行了深入的反思。首先，我发现通过生活实例导入新课，确实能够激发学生的学习兴趣，让他们感受到算法在生活中的重要性。但在讲解算法概念时，部分学生对抽象的定义理解起来有些困难，我意识到需要用更直观、生动的例子来帮助他们理解。
再用5分钟时间，简要介绍本节课的教学目标和内容，明确学习任务。
2.讲授新课（15分钟）
（1）算法的概念与作用（5分钟）
通过讲解，使学生理解算法的定义，了解算法在计算机解决问题中的核心作用。
（2）算法的基本要素（5分钟）
结合具体案例，讲解顺序、循环、条件判断等算法基本要素，让学生了解它们在实际问题中的应用。
信息与计算科学专业(InformationandComputingScience)
信息与计算科学专业 (Information and Computing Science)本科学制四年，授理学学士学位信息与计算科学专业是数学、信息科学和计算机科学的交叉学科。
它以数学为基础，计算机为工具，解决信息和工程计算领域的实际问题。
本专业培养具有良好的数学素养和数学思维能力，掌握信息科学与计算科学的基本理论、方法和技能，受到科学研究的初步训练，能运用所学知识解决信息产业、科学与工程计算领域实际问题的应用型高级专门人才（高级软件工程师），侧重培养学生从事网络与信息安全工作的能力。
毕业生能在科技、教育、政府部门、信息产业、地税、房产、银行、金融、统计、信息安全、计算机公司、企业等部门从事信息处理、网络管理、计算理论研究、软件开发应用等工作。
本专业除学习一般的英语、物理等公共基础课外，主要学习数学分析、高等代数、解析几何、概率论与数理统计、复变函数与积分变换、微分方程、信息安全数学基础、离散数学、程序设计语言（C、C++）、数据结构与算法、数据库原理及应用、计算机网络、操作系统、网络工程、面向对象程序设计、汇编语言、数字信号处理、信息论与编码、现代密码学、网络安全技术、计算机图形学、最优化方法、数学建模、数据分析、数值分析、模式识别、小波变换等课程信息与计算科学专业 (Information and Computing Science)本科学制四年，授理学学士学位信息与计算科学专业是数学、信息科学和计算机科学的交叉学科。
它以数学为基础，计算机为工具，解决信息和工程计算领域的实际问题。
本专业培养具有良好的数学素养和数学思维能力，掌握信息科学与计算科学的基本理论、方法和技能，受到科学研究的初步训练，能运用所学知识解决信息产业、科学与工程计算领域实际问题的应用型高级专门人才（高级软件工程师），侧重培养学生从事网络与信息安全工作的能力。
毕业生能在科技、教育、政府部门、信息产业、地税、房产、银行、金融、统计、信息安全、计算机公司、企业等部门从事信息处理、网络管理、计算理论研究、软件开发应用等工作。
《数值计算方法》课程教学大纲
A：《数值计算方法》课程教学大纲授课专业：信息与计算科学、数学与应用数学、统计学学时数：64+16学分数：5一、课程的性质和目的数值计算方法是综合性大学信息与计算科学专业的一门主要专业基础课程，同时也是许多理工科本科的专业课。
“数值计算方法”，它是以各类数学问题的数值解法作为研究对象，并结合现代计算机科学与技术为解决科学与工程中遇到的各类数学问题提供算法，它是平行于理论分析和科学实验的重要科学研究手段。
本课程的教学目的在于通过教与学，使学生系统掌握数值计算方法的基本概念和分析问题的基本方法，并通过上机实习为数值计算方法的进一步学习和解决科学与工程中的实际问题打好基础，使学生具备基本的算法分析、算法设计的能力和较强的编程能力。
二、课程教学的基本要求本课程的教学环节包括课堂讲授，实验（包括上机实验），习题课，答疑和期末考试。
通过上述基本教学步骤，要求学生理解并掌握数值计算中误差的概念、函数的数值逼近（多项式插值问题与函数的最佳逼近）、数值积分与数值微分、数值线性代数问题（线性方程组的数值解、数值求解矩阵的特征值与特征向量）、非线性方程的数值解法以及常微分方程（初、边值问题）的数值解法。
并通过上机实习，深入理解和掌握各类数学问题数值算法及了解数值计算中应注意的问题，为后续课程的学习奠定良好的基础。
本课程以课堂讲授为主（总共授课64学时），每章后配有一定数量的习题，巩固课堂所学的知识。
每一类算法应选做一定数量的实习题（全部安排16学时上机实习），以便深入理解数值算法的内容。
考核方式为闭巻考试。
三、课程教学内容第一章引论（3学时）要求理解与熟练掌握的内容有：数值计算中误差的基本概念；算法的数值稳定性问题。
一般理解与掌握的内容有：计算机中数的浮点表示。
难点：算法的数值稳定性。
第二章函数基本逼近（一）----插值逼近（10学时）要求理解与熟练掌握的内容有：代数多项式插值；差商；牛顿插值多项式；埃尔米特插值。
要求一般理解与掌握的内容有：样条函数插值；要求了解的内容有：B-样条及其性质。
四年级信息技术上册《计算》教案
四年级信息技术上册《计算》教案第一章：认识计算机教学目标：1. 让学生了解计算机的基本概念，知道计算机的用途。
2. 学会正确的开关机方法，熟练使用鼠标和键盘。
教学内容：1. 计算机的定义和发展历程。
2. 计算机的硬件和软件。
3. 开关机、鼠标和键盘的使用。
教学活动：1. 观看计算机发展历程的视频。
2. 学生互相介绍自己了解的计算机硬件和软件。
3. 教师示范开关机、鼠标和键盘的使用方法，学生跟随操作。
作业：1. 练习开关机，熟悉鼠标和键盘的使用。
第二章：操作系统入门教学目标：1. 让学生了解操作系统的概念，学会使用桌面应用程序。
2. 学会文件的基本操作，如新建、复制、粘贴等。
教学内容：1. 操作系统的概念和作用。
2. 桌面应用程序的使用。
3. 文件的基本操作。
教学活动：1. 教师讲解操作系统的概念和作用。
2. 学生实践使用桌面应用程序。
3. 教师示范文件的基本操作，学生跟随操作。
作业：1. 练习使用桌面应用程序。
2. 练习文件的新建、复制、粘贴等操作。
第三章：文字处理教学目标：1. 让学生学会使用文字处理软件，如Microsoft Word。
2. 学会输入、编辑、格式化文字，插入图片等。
教学内容：1. 文字处理软件的基本操作。
2. 输入、编辑、格式化文字。
3. 插入图片等。
教学活动：1. 教师讲解文字处理软件的基本操作。
2. 学生实践输入、编辑、格式化文字。
3. 教师示范插入图片等操作，学生跟随操作。
作业：1. 练习使用文字处理软件。
2. 制作一份简单的文档，包括文字、图片等。
第四章：电子表格教学目标：1. 让学生学会使用电子表格软件，如Microsoft Excel。
2. 学会创建、编辑、格式化表格，进行数据计算等。
教学内容：1. 电子表格软件的基本操作。
2. 创建、编辑、格式化表格。
3. 数据计算。
教学活动：1. 教师讲解电子表格软件的基本操作。
2. 学生实践创建、编辑、格式化表格。
3. 教师示范进行数据计算的操作，学生跟随操作。
(完整版)数值计算方法教案
《计算方法》教案课程名称：计算方法适用专业：医学信息技术适用年级：二年级任课教师：***编写时间：2011年 8月新疆医科大学工程学院张利萍教案目录《计算方法》教学大纲 (4)一、课程的性质与任务 (4)二、课程的教学内容、基本要求及学时分配 (4)三、课程改革与特色 (5)四、推荐教材及参考书 (5)《计算方法》教学日历..................................... 错误!未定义书签。
第一章绪论 .. (6)第1讲绪论有效数字 (6)第2讲误差………………………………………………………………………………第二章线性方程组的直接法 (14)第3讲直接法、高斯消去法 (14)第4讲高斯列主元消去法 (22)第5讲平方根法、追赶法 (29)第三章插值法与最小二乘法 (31)第6讲机械求积、插值型求积公式 (32)第7讲牛顿柯特斯公式、复化求积公式 (37)第8讲高斯公式、数值微分 (42)第9讲第10讲第12讲第四章数值积分与数值微分 (48)第11讲欧拉公式、改进的欧拉公式 (48)第12讲龙格库塔方法、亚当姆斯方法 (52)第13讲收敛性与稳定性、方程组与高阶方程 (56)第14讲第15讲第五章微分常微分方程的差分方法 (59)第16讲迭代收敛性与迭代加速 (60)第17讲牛顿法、弦截法 (64)第18讲第19讲第20讲第六章线性方程组的迭代法 (67)第21讲迭代公式的建立 (68)第22讲第23讲第24讲向量范数、迭代收敛性 (71)第25讲《计算方法》教学大纲课程名称：计算方法/Computer Numerical Analysis B学时/学分：54/4先修课程：高等数学、线性代数、高级语言程序设计（如：Matlab语言）适用专业：计算机科学与技术、信息管理与信息系统开课学院（部）、系(教研室)：医学工程技术学院、医学信息技术专业一、课程的性质与任务计算方法是一门专业必修课。
小学信息技术公式的计算教案
小学信息技术公式的计算教案信息技术是现代社会中不可或缺的重要学科，它为学生提供了获取、处理和应用信息的技能。
作为小学信息技术课程的一部分，学习公式的计算是培养学生数学和计算能力的关键。
本文将介绍一个小学信息技术公式的计算教案，该教案旨在帮助学生掌握公式的计算方法和应用。
教学目标：1. 理解什么是公式，它是如何与数学和计算联系在一起的。
2. 学习不同类型的公式，如加减法、乘除法和平均值公式。
3. 掌握使用公式进行计算的方法和步骤。
4. 培养学生运用公式解决实际问题的能力。
教学准备：1. 小黑板/白板和粉笔/马克笔。
2. 学生用纸和铅笔。
教学步骤：引入：我将向学生们介绍公式的概念。
我会问他们是否知道什么是公式，并请他们举例说明公式在生活中的应用。
然后，我将解释公式与数学和计算之间的关系。
我会告诉他们公式是一种数学表达方式，通过使用特定的符号和操作来计算数值。
讲解不同类型的公式：1. 加减法公式：我会向学生们介绍加法和减法公式的计算方法。
我会给出一些具体的示例，并逐步解释如何进行计算。
通过实际的例子，学生们将能够理解公式是如何应用于加法和减法运算的。
示例：计算2 + 3的结果。
解答：使用加法公式，我们将2和3相加，得到答案5。
示例：计算5 - 2的结果。
解答：使用减法公式，我们将5减去2，得到答案3。
2. 乘除法公式：我会向学生们介绍乘法和除法公式的计算方法。
同样地，我会给出一些具体的示例，并逐步解释如何进行计算。
通过实际的例子，学生们将能够理解公式是如何应用于乘法和除法运算的。
示例：计算3乘以4的结果。
解答：使用乘法公式，我们将3乘以4，得到答案12。
示例：计算10除以2的结果。
解答：使用除法公式，我们将10除以2，得到答案5。
3. 平均值公式：我会向学生们介绍平均值公式的计算方法。
平均值是一组数值的总和除以数量的结果。
我会给出一些具体的示例，并逐步解释如何进行计算。
示例：计算4、6和8的平均值。
解答：使用平均值公式，我们将4、6和8相加，得到总和18，然后将总和除以3（数值的数量），得到答案6。
四年级信息技术上册《计算》教案
四年级信息技术上册《计算》教案一、教学目标1. 让学生掌握计算器的基本操作方法。
2. 让学生学会使用计算器进行简单的加、减、乘、除运算。
3. 培养学生运用计算器解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 计算器的基本操作方法。
2. 加、减、乘、除运算的计算器使用方法。
3. 计算器在实际问题中的应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点：计算器的基本操作方法，加、减、乘、除运算的计算器使用方法。
2. 教学难点：计算器在实际问题中的应用。
四、教学方法1. 采用直观演示法，让学生观看计算器的使用方法。
2. 采用实践操作法，让学生动手操作计算器。
3. 采用问题解决法，让学生运用计算器解决实际问题。
五、教学准备1. 准备足够的计算器供学生使用。
2. 准备相关教学课件或视频，用于讲解计算器的使用方法。
六、教学步骤1. 导入新课：通过讲解计算器在日常生活和学习中的重要性，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解计算器的基本操作方法：开关机、清除、数字输入、基本运算符号等。
3. 示范操作：教师演示如何使用计算器进行加、减、乘、除运算。
4. 学生实践：学生动手操作计算器，模仿教师进行加、减、乘、除运算。
5. 练习巩固：布置一些简单的计算题目，让学生独立完成。
七、课堂讲解1. 讲解计算器的功能：除了基本的加、减、乘、除运算，还可以进行平方、开方等高级运算。
2. 讲解计算器的其他实用功能：汇率转换、税率计算、科学计数等。
3. 引导学生思考：如何运用计算器解决实际问题，提高生活和学习效率。
八、课堂练习1. 设计一些实际问题，让学生运用计算器解决，如购物找零、家庭预算等。
2. 鼓励学生互相交流解题方法，分享计算器的使用心得。
3. 教师点评：对学生的练习结果进行点评，解答学生的疑问。
九、拓展延伸1. 引导学生思考：除了计算器，还有哪些工具可以帮助我们进行计算？2. 介绍一些电脑软件和手机应用程序，如Excel、WPS表格等，让学生了解这些工具的计算功能。
第三章算法的基础知识教学设计高中信息技术必修1数据与计算教学设计(粤教版)
5.强化小组合作学习，通过团队协作解决复杂问题，培养学生的沟通能力和团队合作精神。
-设想活动：小组合作完成一个综合性的编程任务，如设计一个小游戏，要求组内分工明确，共同完成算法设计和编程。
6.结合信息技术课程的特点，定期进行课堂讨论和分享，促进学生之间的知识交流和思维碰撞。
第三章算法的基础知识教学设计高中信息技术必修1数据与计算教学设计（粤教版）
一、教学目标
（一）知识与技能
本章旨在让学生掌握算法的基础知识，理解算法的概念、特性以及其在计算机解决问题中的作用。通过学习，学生应能够：
1.理解算法的概念，明确算法是计算机解决问题的基础。
2.掌握算法的基本特性，包括确定性、有限性、可行性、输入输出性等。
1.分组活动：学生分成小组，针对教师提供的案例或问题进行讨论。
2.讨论内容：分析案例中算法的应用，讨论如何用流程图或伪代码描述算法，以及如何评估算法性能。
3.教师指导：教师在各组间巡回指导，解答学生的疑问，引导学生深入思考算法相关知识。
（四）课堂练习
1.练习设计：教师设计具有代表性的编程练习题，涵盖本章所学算法知识。
3.学会使用流程图、伪代码等工具表达算法，提高算法描述能力。
4.掌握常见算法类型，如顺序结构、选择结构、循环结构等，并能运用到实际问题中。
5.能够分析算法的时间复杂度和空间复杂度，评估算法的优劣。
（二）过程与方法
本章通过案例教学、任务驱动等方法，引导学生学习算法基础知识，培养解决问题的能力。在学习过程中，学生将：
2.提问引导：教师提问：“这些产品是如何实现如此复杂的功能的？它们的核心是什么？”通过这些问题引导学生思考算法在其中的作用。
第1章 认识数据与大数据1.3数据科学与大数据 -高中教学同步《信息技术-数据与计算》(教案)
学生能够通过具体案例，分析和评估大数据在生活服务、智慧城市、医疗健康和社区管理等方面的应用，以及这些应用对提升生活质量和效率的贡献。
培养学生的数据意识和数据处理能力，使他们能够在日常生活和未来职业生涯中有效地收集、分析和应用数据，以支持决策和创新。
作业布置
讨论题：请结合所学内容，讨论大数据技术如何改变了我们的生活？请至少提供两个具体的例子。
实践任务：选择一个你感兴趣的大数据应用案例（如智慧医疗、智慧城市等），进行深入研究，并撰写一份报告，阐述该案例如何利用大数据技术提升服务质量或解决特定问题。
板书设计
1.3数据科学与大数据
1.3.1数据科学的兴起
1.3.2大数据及其应用
信息技术与经济社会的交汇融合：数据成为国家基础性战略资源。
大数据特征：巨量性、多样性、迅变性、价值性。
大数据技术：
大数据采集技术：通过物联传感、社交网络等获得海量数据。
大数据预处理技术：提高数据质量、降低计算复杂度。
大数据存储与管理技术：云存储和分布式管理技术。
大数据分析与挖掘技术：提取有潜在价值的信息。
提供几个大数据应用的案例（如智慧城市建设、医疗健康服务等），让学生分析这些案例中大数据的作用。
引导学生思考：“大数据技术的发展对社会有哪些积极和消极的影响？”
分组讨论，每组选择一个现实问题，讨论如何利用大数据技术解决。
分析教师提供的大数据应用案例，总结大数据的作用和意义。
讨论大数据技术的双面性，提出自己的见解。
案例研究：通过具体的大数据应用案例（如精准扶贫大数据云平台、智能交通系统）来说明大数据如何解决实际问题。
信息与计算科学 专业课程
信息与计算科学专业课程信息与计算科学是一门综合性的学科，涉及到计算机科学、信息科学和数学等多个领域。
在信息与计算科学专业中，学生将学习各种专业课程，掌握计算机科学和信息科学相关的基本理论和技术知识，培养计算思维和解决实际问题的能力。
在信息与计算科学专业课程中，学生将学习计算机科学的基础知识。
这包括计算机体系结构、操作系统、数据库原理、编程语言等内容。
学生将学习计算机硬件和软件的原理和工作方式，了解计算机系统的组成和功能。
通过学习这些课程，学生能够理解计算机的运行原理，掌握计算机系统的设计和管理技术，为解决实际问题提供基础支持。
在信息与计算科学专业课程中，学生将学习信息科学的相关知识。
这包括信息论、数据结构与算法、人工智能、模式识别等内容。
学生将学习信息的表示和传输方式，了解信息的存储和处理方法。
通过学习这些课程，学生能够掌握信息的获取、处理和利用技术，为解决实际问题提供信息支持。
在信息与计算科学专业课程中，学生还将学习数学的基础知识。
这包括离散数学、线性代数、概率统计等内容。
学生将学习数学的基本概念和方法，了解数学在计算机科学和信息科学中的应用。
通过学习这些课程，学生能够运用数学工具和方法分析和解决实际问题。
在信息与计算科学专业课程中，还有一些专业选修课程，如计算机网络、软件工程、数据挖掘等。
学生可以根据自己的兴趣和需求选择相应的选修课程，进一步深化对相关领域的理解和掌握。
除了理论课程，信息与计算科学专业课程还包括实践环节。
学生将参与实验和项目，进行实际操作和应用。
这些实践环节将帮助学生将理论知识应用于实际问题的解决，培养学生的实践能力和创新精神。
信息与计算科学专业课程涵盖了计算机科学、信息科学和数学等多个领域的知识和技术。
通过学习这些课程，学生将能够掌握计算机科学和信息科学的基本理论和技术，培养计算思维和解决实际问题的能力。
信息与计算科学专业课程将为学生的综合素质和职业发展奠定坚实的基础。
信息科技算法教案模板范文
教学对象：初中一年级教学目标：1. 了解算法的基本概念和特点。
2. 掌握算法的基本步骤和设计方法。
3. 能够运用算法解决实际问题。
教学重点：1. 算法的基本概念和特点。
2. 算法的基本步骤和设计方法。
教学难点：1. 算法的基本步骤和设计方法在实际问题中的应用。
教学准备：1. 多媒体课件2. 实例案例3. 练习题教学过程：一、导入新课1. 教师简要介绍信息科技的发展背景，引导学生关注算法在信息科技中的重要性。
2. 引入算法的概念，提出本节课的学习目标。
二、新课讲解1. 教师讲解算法的基本概念和特点，结合实例进行分析。
2. 介绍算法的基本步骤和设计方法，引导学生掌握算法的基本框架。
3. 通过实例讲解算法在实际问题中的应用，让学生了解算法的实际价值。
三、课堂练习1. 教师给出练习题，让学生运用所学知识解决实际问题。
2. 学生独立完成练习，教师巡视指导。
四、课堂小结1. 教师总结本节课的学习内容，强调算法的基本概念、步骤和设计方法。
2. 学生回顾所学，提出疑问，教师解答。
五、课后作业1. 完成课后练习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解算法在实际生活中的应用。
教学反思：1. 教师应关注学生的个体差异，针对不同学生的学习需求，调整教学策略。
2. 在讲解算法的基本步骤和设计方法时，结合实际案例，提高学生的学习兴趣。
3. 加强课堂练习，让学生在实践中掌握算法的应用技巧。
4. 课后布置适量的作业，巩固所学知识，提高学生的综合能力。
运筹学信息与计算科学专业教案
案例1 特种钢冶炼的合金添加剂问题特种钢中需含有多种元素以保证钢的特种性能，元素种类少则六、七种，多达十余种。
一般来讲，在冶炼时钢水本身中这些元素的含量低于规格要求，需通过加入一些含有这些元素的某些合金（称为合金添加剂），以达到规定的质量标准。
如果按照技术人员的经验，估算加入合金添加剂的数量，一方面会使钢的各种元素含量有较大波动，不能保证特种钢的质量；另一方面，由于为防止钢中某些主要元素含量偏低，往往将某些合金添加到上限，而合金一般为昂贵的材料，这样就增加了特种钢的成本。
因此，合理确定各种合金添加剂的种类和数量是特种钢冶炼中的一个重要的技术问题。
设某种特种钢中需要控制含量的元素有m 个，质量标准为：第i 种元素的含量不得低于i a ，但不能高于i b ,在冶炼时某炉钢水的重量为w ，经钢样分析，该炉钢水中第i 种元素的含量为i e （一般的i e <i a ）。
有n 种合金添加剂，第j 种合金中第i 种元素的含量为ij d ;单位价格为j c 。
请考虑在保证特种钢的质量符合标准的前提下，确定各种合金的添加数量，并尽可能降低生产成本。
案例2 某金属罐铸造厂生产计划的优化分析北方某金属罐铸造厂的主要产品有4种，分别由代号表示。
近年来，产品销售情况良好，预测结果表明，需求还有进一步扩大的趋势，客户希望能有更多的不同功能的新产品问世。
工厂面临着进一步扩大再生产，努力开发适销对路新产品的问题。
生产 4种金属罐主要经过4个阶段:第1阶段是冲压：金属板经冲压机冲压，制造成金属罐所需要的零件；第2阶段是成型：在该车间里把零件制成符合规格的形状；第3阶段是装配：在装配车间，各种成型的零件按技术要求焊接在一起成为完整的金属罐；最后阶段为喷漆：装配好的金属罐送到喷漆车间被喷上防火的瓷漆装饰外表。
根据工艺要求与成本核算单位产品所需的加工时间、利润以与可供使用的总工时如表1所示。
表1 单位产品所需加工时间、利润与可利用工时表该厂仅有一台冲压机，每天工作8h，共计480 可供加工用。
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目录第一章绪论 (4)第二章插值法 (15)第三章函数逼近与曲线拟合 (43)第四章数值积分与数值微分 (77)武汉工程大学教师教案规范格式《计算方法》课程教案课程名称计算方法总学时数68（上机20）本章名称绪论本章时数 4授课对象08信息与计算科学授课学期2007-2008第2学期教研室信息与计算科学授课教师江世宏第一章绪论本章主要内容：计算方法中离散化方法、递推化方法，有效数字与误差估计，数值计算中应注意的四个原则。
教学目的及要求：使学生初步了解计算方法这门课程主要的研究对象与常用方法，了解误差产生的原因与误差估计方法，了解数值计算中应注意的四个原则。
教学重点：离散化、递推化方法，有效数字概念，误差估计方法。
教学难点：离散化、递推化方法。
教学方法及手段：课堂教学上，主要介绍计算方法这门课程的主要思想与常用方法，以实例说明学习计算方法的必要性，以实例介绍实现数值计算的离散化、递推化方法。
在实验教学中，通过具体实例，让学生学会应用MATLAB进行数值计算实验，对一些典型问题，利用投影仪进行实时讲解，让学生更好地掌握课堂教学的内容，并对这门课程的学习产生兴趣。
教学时间：本章的教学的讲授时间为4学时，实验学时2学时。
第一章 绪论计算方法是研究各种数学问题求解的数值计算方法。
由于计算是由计算机来完成，所给出的数值计算方法必须适合于计算机来处理。
计算方法=数学问题求解算法+程序设计第一， 面向计算机，要根据计算机特点提供实际可行的有效算法，即算法只能包括加、减、乘、除运算和逻辑运算，是计算机能直接处理的。
第二，有可靠的理论分析，能任意逼近并达以精度要求，对近似算法要保证收敛性和数值稳定性，还要对误差进行分析，这都建立在相应数学理论的基础上。
第三， 要有好的计算复杂性，时间复杂性好是指节省时间，空间复杂性地是指节省存储量，这也是建立算法要研究的问题，它关系到算法能否在计算机上实现。
第四， 要有数值实验，即任何一个算法除了从理论上要满足上述三点外，还要通过数值试验证明是行之有效的。
计算方法有时也称计算方法。
一 学习计算方法的必要性 【引例1-1】计算一个边长为1的正方形的对角线长度为，是第一个被发现的无理数，它的发现引发第一次数学危机。
古希腊毕达格拉斯学派认为，任何数都可以用直尺在数轴上标出，亦即，数是由整数和分数组成的。
而却无法用直尺在数轴上标出，只能借助于圆规才能在数轴上画出。
的发现动摇了毕达格拉斯学派的理论基础，发现的存在性是显然的，但这个数的具体值该如何计算，其实我们并不知道。
构造数列，12x =，112()2n n nx x x+=+，1,2,n =显然0n x >，112()2n n n x x x +=+≥=n x 具有下界。
21202nn n nx x x x +--=≤，1n n x x+≤，即数列n x 单调下降。
据单调有界数列存在极限的准则，lim nn x →∞存在，设lim n n x a →∞=对112()2n n n x x x +=+两边取极限，有12()2a a a=+，22a =，a =a =题意，舍去）。
故 lim n n x →∞=注：1、据极限的意义可知，当n 充分大时，n x ≈。
2、如果用户精度为810ε-=，n x ε-≤，由于的精值无法知晓，n x -无法直接计算，我们用1n n x x ε+-≤来近似替代。
当1n n x x ε+-≤时，可取1nn x x +⎧≈⎨⎩作为其达到精度要求的近似值。
用1n n x x ε+-≤作为计算精度估计的方法，称之为事后估计法。
3、其算法如下：1 给定12x =，810ε-=2 反复做以下操作① 计算21112()2x x x =+，21e x x =- ② 如果e ε<，则跳出循环；否则，12x x =3 输出近似值2x4、引例1-1的求解过程，体现了计算方法中离散化特点。
从数学角度来看，计算，实际上求方程220x -=的正实数根，是一个连续型的问题。
它被转化成计算数列12x =，112()2n n nx x x +=+（1,2,n =）这一离散型的问题。
离散化方法是计算方法中最常用的手段之一。
【引例1-2】设 1.2x =，计算多项式432()2345p x x x x x =++++的值。
简单地将 1.2x =代入到()p x 中，计算(1.2)p 的值，是可行的，但这种做法不是计算方法的风格。
因为这种做法没有一般性，一旦多项式的次数增高或者多项式的系数被改变，需要重新进行计算。
因此，我们需要设计一种算法，它不依赖于某个具体的多项式。
32()(2)345p x x x x x =++++2((2)3)45x x x x =++++ (((2)3)4)5x x x x =++++引入变量22u x =+ 323u x u =⋅+ 434u x u =⋅+ 545u x u =⋅+观察发现，这些算式的形式基本上是一样的。
为了上述算式更一致，引入数组变量[5][1,2,3,4,5]a =，上述式了可改写为212u x a a =⋅+ 323u x u a =⋅+ 434u x u a =⋅+ 545u x u a =⋅+再引入变量11u a =，上述式子可进一步改写为212u x u a =⋅+323u x u a =⋅+ 434u x u a =⋅+ 545u x u a =⋅+即 1n n n u x u a -=⋅+ （2,3,4,5n =）可见，当我们给定[5][1,2,3,4,5]a =，取11u a =，利用递推式1n n n u x u a -=⋅+ （2,3,4,5n =）求出5u ，就得到了(1.2)p 的值。
注：1、上述算法称之为秦九韶算法。
它将多项式求值转化成一个递推式的计算。
递推化方法也是计算方法中另一个最常用的手段。
2、算法如下1 输入[5][1,2,3,4,5]a =， 1.2x =，取11u a =2 对于2,3,4,5n =，计算1n n n u x u a -=⋅+3 输出n u如果不要求给出数组u[]，算法还可以简化成为 1 输入[5][1,2,3,4,5]a =，u a =， 1.2x = 2 对于2,3,4,5n =，计算n a u x u +⋅=3 输出u从上述两个引例，我们可以看出计算方法处理问题的一些常用手段与基本过程。
当然也了解了学习计算方法的必要性。
二 误差进行近似计算，少不了对计算误差的估计。
（一）绝对误差、相对误差的定义设x 为精确值，*x 为近似值，则*x x -称为绝对误差。
由于x 通常是未知的，因为如果已知，我们没必要去求它的近似值。
因此，*x x -通常是无法计算的，一般只能估计出它的上界，即*x x δ-≤我们通常称δ为误差限。
*x x x- 或**x x x-称之为相对误差。
（二）有效数字的定义 1 数的m 阶码表示法*120.10m n x a a a =±⨯其中12,,,n a a a 是0到9之间的自然数且10a ≠。
例如：*0.0541231x =的m 阶码表示形式为*10.54123110x -=⨯2 有效数字定义设*120.10m n x a a a =±⨯，如果*1102m l x x --≤⨯则称*x 具有l 位有效数字。
例如：设0.054039412x =，*0.0541231x =，问*x 具有几位有效数字？因为 *10.54123110x -=⨯*312110.000083688101022x x ----=≤⨯=⨯故*x 具有2位有效数字。
（三）运算误差的估计 1 加法误差设*x 是x 的近似值，且*x x x δ-≤，*y 是y 的近似值，且*y y y δ-≤那么**x y +就是x y +的近似值，其误差限为******()()()()x y x y x y x x y y x x y y δδ+-+=-+-≤-+-≤+2 乘法的误差***********()()()()y x xy x y xy xy xy x y x y y y x x x y δδ-=-+-≤-+-≤+这里，为了计算方便，我们将x 用*x 来代替。
减法与除法的误差估计请同学们自学。
【例题1-1】数列{}n x 满足递推式1101n n x x -=- （1,2,n =）若取0 1.41x =≈，给出n x 的误差估计。
解析：这里，*0 1.41x =，*213000111.410.00421101022e x x --=-=≤≤⨯=⨯即 *0x 具有3位有效数字。
**1111010n n n n n n e x x x x e ---=-=-= 从而 12120101010n n n n e e e e --====这表明，计算n x 的近似值*n x 所造成的误差，是原来初始误差201102e -≤⨯的10n 倍。
例如，10x 的近似值*10x 的误差将达到1028101110101022e -≤⨯⨯=⨯。
注：1 从计算方法的角度来看，上述递推算式在数值计算上是不稳定的。
因为，即使初始误差非常小，但随着计算次数的增大，其误差将依指数级的增长。
其计算出的结果越来越不可靠。
2 但如果将算式倒过来，即 1111010n n x x -=+，那么，1110n n e e -=，如果已知10x 的近似值*10x 以及它们的误差10e ，计算出***980,,,x x x 的误差逐渐减小为101010210111,,,101010e e e ，这样的算法从数值计算的角度来看，它是稳定的，可取的。
（四）函数值计算误差的估计设*x 是x 的近似值，且*x x x δ-≤，*()f x 作为()f x 的近似值，其误差估计可简单地处理为****()()()()x f x f x f x x x f x δ''-=-≤⋅【例题1-2】计算61)-，取1.4=，采用下列算式来计算99-4(3-，问哪一个算式的计算效果最好？ 解析：这些式子之间的关系66152433425606666661)c c c c c c =-+-+-+86154201521=-⋅⋅-⋅⋅-99=-6241)[1]=-+4(3=-4641)(3=-==1.4142x =≈，* 1.4x =，*112111.40.0142101022x x ---==≤⨯=⨯即*1.4x =作为x =2位有效数字。
用61)来计算的误差估计如下：取6()(1)f x x =-11(1.4)6(1.41) 1.40.06144102f f --≈⋅-≤⨯⨯用99- 取()9970f x x =-11(1.4)70 1.470102f f --≈-≤⨯⨯用4(3-来计算的误差估计如下：取4()(32)f x x =-311(1.4)8(32 1.4) 1.40.064102f f --≈-⋅-⨯≤⨯⨯用来计算的误差估计如下： 取41()(32)f x x =+11(1.4) 1.40.00121102f f --≈≤⨯⨯比较误差值，上述四个算式的计算效果优劣次序为最优，61)与4(3-相当，99- 三 数值计算中应注意的一些原则1 避免两个相近数的相减在数值计算中，两个相近数相减时，会损失有效数字。