教學大綱

知識

認識陣列,獲得以陣列為抽象物件的思考方式。 認識變數的概念,明白程式語言中指派的意義。 瞭解電腦的有限性和它對於數值計算的影響, 知道數值計算精度與有效數字之概念, 分辨硬體計算與軟體計算的分別。 知道數值計算乃是數學「真解」的估計值。
[ 大部分的知識和文化內容都在 課文 內, 這裡談的主要是技能內容 ]

文化

代數計算軟體的出現,曾經震撼了不少人的自尊: 原來,就連會做因式分解和微積分運算,也算不得是作為一個「人」的專利。 就好像電腦西洋棋逐漸勝過人腦的時候, 我們不禁開始懷疑「行棋」究竟是不是智慧的表現? 除了生物性的基本能力之外,什麼才是「人」有別於「計算機」的最後尊嚴?

其次,諸如陣列計算、代數計算這種電腦軟體的發展, 早就明白顯示數學教育 -- 不論是專業的、工具的、基礎的還是通識的 -- 該要從根本做起 -- 包括教材、教法、教育理念 -- 徹底地改變。 各階段的數學教師該做些什麼?該怎麼做?

技能

熟悉以陣列為物件的計算技巧,善於利用電腦軟體做數學實驗, 不見得用它來獲得答案,也可以用來獲得數學概念的直覺、驗證猜想、 或者自我教育。關於後者,需要熟悉軟體的「求助」系統, 那其實是一個龐大而實用的知識庫。

電子擴編教材

2.18: 電腦代數系統 Cleve Moler (b. 1939)
John Wilder Tukey (1915--2000) 5.10: 虛擬成績表格

操作技能自習

Matlab 線上教材

市面上已經開始有一些中文的 Matlab 書籍, 但是我們的教材特別強調 Matlab 處理陣列資料形態的物件化技巧。

Maple 線上教材

市面上能夠找到的 Maple 書籍很少,更別說是中文的了。 到目前為止,學習 Maple 的最佳資源仍是線上說明。 此處我們提供一些輔助文件,希望能幫助國內學生使用這個難得的工具。

Maxima 線上教材

Maxima 是一個類似 Maple 的電腦代數系統,可以做真確的符號運算。 而 Maxima 是 GNU 版權的開放軟體,一般人皆可合法地安裝使用。

R 線上教材

市面上能夠找到的 R 書籍很少,BCC16 的作者本人此時也還不會使用這種統計計算軟體。 幸好中大數學系的校友陳韋辰先生,他也是 BCC16 的第一代程式設計者, 因為近年使用 R 頗有心得而自願提供一套入門教材給 BCC16 的讀者, 希望能幫助我們的讀者使用這個難得的工具。

Excel 線上教材

市面上銷售的 MS-Excel 自修書籍簡直是汗牛充棟。 我邀請經常使用 Excel 的陳柏成先生,整理出他的使用心得,編成一份教材。 我假設 BCC16 的讀者到了這裡 (第B講),已經具備計算機軟體的基本操作能力, 而且對於電腦有相當深度的認識,所以這份教材的進度比坊間書籍稍快, 在許多細節處只是畫龍點睛,指引讀者一條明路而已。

Matlab 自我評量

配合 Matlab 線上教材所設計的 Matlab 基本操作技能自我評量。

其他教學資源

課文內容自我檢定

讀過課文之後,用此工具檢查是否瞭解內容。

講課數位影片


前言(8'47") 關於軟硬體的名詞(12'45") 陣列計算(19'20") 統計計算(5'38")
變數與指派(13'37") 符號計算(17'30") 硬體與軟體計算(11'19") 核心與組件(5'17")

考古題

關於這一講內容的歷年考題。

教師手冊

教師或助教,請看這一講的設計理念和教學建議。 這裡還會包含一些教學經驗的交流以及某些評量的統計資料。 (如何申請教師帳號?)

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徐家珍 (2252/01/21) --- 03/03/29 (單)