第五章 循环控制
第5节 数值计算求解方程根
一、授课内容
（1）一元二次方程求解，将数学计算过程转换为计算机算法，利用计算机程序求解；二分法设计与实现，表达式对算法效率的影响；牛顿迭代法设计与实现，函数对算法效率的影响；快速开根方算法的理解与实现（思考与拓展）。
（2）认知计算机迭代算法效率问题，综合分析二分法、牛顿迭代算法、快速开根方算法求解平方根。
（3）拓展讨论程序运行时间计算问题；时间函数库的应用、程序运算的时间成本、运算效率在计算机算法设计中的重要性及影响计算机执行效率的因素。
二、实施过程
（一）思政元素类型
1.家国情怀。
2.科学精神。
（二）课堂教学方法
1.教学手段
算法效率提升：利用程序设计中的“迭代开发”思想，由浅入深，螺旋式上升。
教学过程由四个迭代周期构成，每个迭代周期平均25分钟左右，采用PPT、视频等多媒体形式。
采用“问题教学法”，部分内容需要学生网上搜索资料并加以归纳分析。
教师讲授主要完成引导、重点讲解和总结，大部分活动留给学生，发挥学生主动性，锻炼学生的协作学习能力。
说明：
（1）二分法和牛顿迭代法在《C语言程序设计》课程所选教材中有明确的阐述和源程序，有利于学生课前预习和课后复习。
（2）快速平方根算法在网上有相关资料（百科和博客），需要学生通过网络去查询相关资料，鼓励学生主动获取知识和技能。（3）利用课前和课间5分钟时间播放与计算机产业相关的片段。从分析计算机运算效率的因素讨论引入思政元素的内容。
2.课程思政融入点
课程知识点中相关的“计算效率”、“迭代计算”与国家计算机产业发展、科学精神等相契合。
三、思政元素内容
神威·太湖之光超级计算机
（一）元素内容
超级计算机，被称为“国之重器”，超级计算属于战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技制高点，也是一个国家科技实力的重要标志之一。自中国863计划实施以来，国家高度重视并且支持超级计算系统的研发，但由于基础薄起步较晚，在国际舞台中一直受制于人，美国更是在2015年宣布对中国禁售高性能处理器。
神威·太湖之光超级计算机是由我国并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机，是世界上首个峰值运算速度超过十亿亿次的超级计算机，神威·太湖之光的运算峰值能够达到12.5435亿亿次，一分钟计算能力相当于全世界72亿人同时用计算机计算32年。神威·太湖之光共安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器，该处理器采用64位自主申威指令系统。2016年11月14日，新一期全球超级计算机500强（TOP500）榜单，中国“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。
（二）参考文献
神威·太湖之光超级计算机
（三）价值拓展
（1）分组讨论引导学生用包容的态度对待有分歧的观点和看法。
（2）实现迭代计算的过程就是逐步求精的过程，不积跬步，无以至千里。
