“線性代數”課程教學改革研究

時間:2022-03-21 11:09:57

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“線性代數”課程教學改革研究

摘要:在當前新建本科院校轉型發展的大背景下,如何運用所學知識發展當地產業至關重,作為應用性專業的重要基礎課程,線性代數的教學改革顯得尤為關鍵。因此,從課程體系、教學目標、教學與實踐環節的結合、應用案例分析等四個方面對線性代數的教學改革作了深刻的探討。

關鍵詞:轉型發展;線性代數;教學改革

近年來,高等教育改革的大趨勢之一就是要求新建本科院校實現轉型發展,努力向應用技術類型的高校發展,積極滿足經濟社會的新需求,爭取實現應用型人才的培養,然而要想做到這一點,其根本在于課程教學的全面改革。線性代數課程是高校理工科各專業的一門數學基礎課程。該課程概念多,定理多,計算量大,內容抽象,課程涉及的理論體系豐富。我校作為一所新建本科院校,在線性代數課程的教學過程中,雖然注重理論體系,強調數學的嚴謹性和系統性,但是缺少實踐案例教學環節,學生明顯感覺到與專業的結合不夠緊密。這一現象與新建本科院校轉型發展提出的應用型人才的培養目標相矛盾,因此,對線性代數課程教學改革刻不容緩。

一、課程體系的改革

線性代數課程本身具有很強的抽象性,因此在教學的過程中,不能簡單地從定義到定理的傳統模式進行講解,應該調整相應的課程邏輯體系。具體來說,聯系學生所學專業,從問題出發來引入課程內容,引導學生思考這些問題,在解決問題的過程中引出概念和方法。例如,線性代數中逆矩陣的講解可以借助數的倒數引入,在數中,可交換相乘且乘積等于一的兩個數互為倒數。同樣,在矩陣中,類比定義:可交換相乘且乘積等于單位矩陣的兩個矩陣互逆。這種引入方法利用學生已知概念得出未知概念,通過設問及舉例鼓勵學生自主思考和解決問題,引導學生自主發現未知問題及感知已掌握知識與未知問題之間的關聯。學生通過總結歸納并自主導出逆矩陣的定義條件,由易到難,根據已掌握的知識導出新的知識。這樣在求索過程中不但可以幫助學生更深刻地理解已掌握問題,還能促使學生發掘自身的創新能力和激發學習的主動性,增強學習的樂趣,培養學生自己解決問題探求未知的能力,從而實現自我肯定以獲得成就感和高度的自我認可。

二、更新教學目標

由于新建本科院校轉型發展人才培養目標側重于應用,以我校為例,為了培養學生更多的實踐操作能力,在總學時不變的情況下,只有壓縮理論學習課時。當然線性代數也不例外,目前線性代數只有30學時,顯然講完全部內容是不可能的。因此,有必要更新教學目標,在滿足非數學專業發展和所需的同時突出應用性,注重于學生對知識的應用能力的培養,從而努力培養既有扎實的理論基礎又有過硬的實踐能力的雙需求復合型人才。理論來自于實踐并高于實踐,同時理論也可以很好地指導實踐。通過建立理論和實踐相結合的培養模式,可以幫助學生理清和體會課堂所學知識與將來所要從事工作之間的關系,進而為有針對性地學習后續課程設定合理的目標,也為后續線性代數知識的學習打下良好的基礎。另外,對于一些很復雜的證明,可以用特定的例子進行驗證,這樣既可以保證學生接受新結論的同時開拓新視角,又可以化解書本內容與學時不夠的矛盾。

三、注重教學實踐與案例教學

為了激發學生的學習熱情,了解線性代數的實際應用背景,進而適應和滿足經濟社會對高等人才的新需求,學校每學期期末都會開展項目實訓內容,讓學生結合平時的線性代數的理論知識的學習,并結合老師的指導,進行MATLAB上機操作,實現簡單的計算以及模擬仿真,真正達到教學與實踐相結合,提高學生的動手操作能力以及知識應用能力。案例教學是一種開放式兼具互動式的新型教學方法,其主要以體現所學內容的實用性和理論知識的趣味性為主。案例教學需要組織學生進行交流、討論、模擬并且結合一定的理論,通過各種信息、觀點和經驗的碰撞來達到啟示理論和啟迪思維的目的。通常,好的教學案例可以幫助明確教學目的,在課堂上有效地運用討論和分析會使學生更有收獲,進而可以提高學生分析解決問題的能力。此外,通過在課堂教學中引入實際問題,不但可以幫助學生掌握和加深對課堂所學知識的理解,而且合理精彩的案例可以激發學生的學習興趣,調動學生的積極性,且能幫助教師更深層次地挖掘學生的潛能,開拓學生的眼界,進而幫助學生了解嚴謹復雜的數學知識背后深藏的奧妙,并用以此指導實踐活動,從而實現理論與實踐相結合的教學目的??傊?,針對不同專業,恰當選用對應的精彩案例,可以達到良好的教學效果,實現教學相長。

四、總結

線性代數教改需要在實際的教學過程中不斷探索,通過教學改革激發學生的學習興趣,也為學習后繼課程打下良好的基礎,更為培養經濟社會所需高等教育人才提供先前準備。

作者:柳彥軍 單位:重慶第二師范學院數學與信息工程系

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