“線性代數(shù)”課程教學(xué)改革研究
時間:2022-03-21 11:09:57
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摘要:在當(dāng)前新建本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景下,如何運用所學(xué)知識發(fā)展當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)至關(guān)重,作為應(yīng)用性專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程,線性代數(shù)的教學(xué)改革顯得尤為關(guān)鍵。因此,從課程體系、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)的結(jié)合、應(yīng)用案例分析等四個方面對線性代數(shù)的教學(xué)改革作了深刻的探討。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)型發(fā)展;線性代數(shù);教學(xué)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(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展,努力向應(yīng)用技術(shù)類型的高校發(fā)展,積極滿足經(jīng)濟(jì)社會的新需求,爭取實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng),然而要想做到這一點,其根本在于課程教學(xué)的全面改革。線性代數(shù)課程是高校理工科各專業(yè)的一門數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程。該課程概念多,定理多,計算量大,內(nèi)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(shù)課程的教學(xué)過程中,雖然注重理論體系,強調(diào)數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性和系統(tǒng)性,但是缺少實踐案例教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生明顯感覺到與專業(yè)的結(jié)合不夠緊密。這一現(xiàn)象與新建本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展提出的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)相矛盾,因此,對線性代數(shù)課程教學(xué)改革刻不容緩。
一、課程體系的改革
線性代數(shù)課程本身具有很強的抽象性,因此在教學(xué)的過程中,不能簡單地從定義到定理的傳統(tǒng)模式進(jìn)行講解,應(yīng)該調(diào)整相應(yīng)的課程邏輯體系。具體來說,聯(lián)系學(xué)生所學(xué)專業(yè),從問題出發(fā)來引入課程內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)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(shù)中逆矩陣的講解可以借助數(shù)的倒數(shù)引入,在數(shù)中,可交換相乘且乘積等于一的兩個數(shù)互為倒數(shù)。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(xué)生已知概念得出未知概念,通過設(shè)問及舉例鼓勵學(xué)生自主思考和解決問題,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)未知問題及感知已掌握知識與未知問題之間的關(guān)聯(lián)。學(xué)生通過總結(jié)歸納并自主導(dǎo)出逆矩陣的定義條件,由易到難,根據(jù)已掌握的知識導(dǎo)出新的知識。這樣在求索過程中不但可以幫助學(xué)生更深刻地理解已掌握問題,還能促使學(xué)生發(fā)掘自身的創(chuàng)新能力和激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性,增強學(xué)習(xí)的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生自己解決問題探求未知的能力,從而實現(xiàn)自我肯定以獲得成就感和高度的自我認(rèn)可。
二、更新教學(xué)目標(biāo)
由于新建本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展人才培養(yǎng)目標(biāo)側(cè)重于應(yīng)用,以我校為例,為了培養(yǎng)學(xué)生更多的實踐操作能力,在總學(xué)時不變的情況下,只有壓縮理論學(xué)習(xí)課時。當(dāng)然線性代數(shù)也不例外,目前線性代數(shù)只有30學(xué)時,顯然講完全部內(nèi)容是不可能的。因此,有必要更新教學(xué)目標(biāo),在滿足非數(shù)學(xué)專業(yè)發(fā)展和所需的同時突出應(yīng)用性,注重于學(xué)生對知識的應(yīng)用能力的培養(yǎng),從而努力培養(yǎng)既有扎實的理論基礎(chǔ)又有過硬的實踐能力的雙需求復(fù)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(dǎo)實踐。通過建立理論和實踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式,可以幫助學(xué)生理清和體會課堂所學(xué)知識與將來所要從事工作之間的關(guān)系,進(jìn)而為有針對性地學(xué)習(xí)后續(xù)課程設(shè)定合理的目標(biāo),也為后續(xù)線性代數(shù)知識的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。另外,對于一些很復(fù)雜的證明,可以用特定的例子進(jìn)行驗證,這樣既可以保證學(xué)生接受新結(jié)論的同時開拓新視角,又可以化解書本內(nèi)容與學(xué)時不夠的矛盾。
三、注重教學(xué)實踐與案例教學(xué)
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,了解線性代數(shù)的實際應(yīng)用背景,進(jìn)而適應(yīng)和滿足經(jīng)濟(jì)社會對高等人才的新需求,學(xué)校每學(xué)期期末都會開展項目實訓(xùn)內(nèi)容,讓學(xué)生結(jié)合平時的線性代數(shù)的理論知識的學(xué)習(xí),并結(jié)合老師的指導(dǎo),進(jìn)行MATLAB上機操作,實現(xiàn)簡單的計算以及模擬仿真,真正達(dá)到教學(xué)與實踐相結(jié)合,提高學(xué)生的動手操作能力以及知識應(yīng)用能力。案例教學(xué)是一種開放式兼具互動式的新型教學(xué)方法,其主要以體現(xiàn)所學(xué)內(nèi)容的實用性和理論知識的趣味性為主。案例教學(xué)需要組織學(xué)生進(jìn)行交流、討論、模擬并且結(jié)合一定的理論,通過各種信息、觀點和經(jīng)驗的碰撞來達(dá)到啟示理論和啟迪思維的目的。通常,好的教學(xué)案例可以幫助明確教學(xué)目的,在課堂上有效地運用討論和分析會使學(xué)生更有收獲,進(jìn)而可以提高學(xué)生分析解決問題的能力。此外,通過在課堂教學(xué)中引入實際問題,不但可以幫助學(xué)生掌握和加深對課堂所學(xué)知識的理解,而且合理精彩的案例可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的積極性,且能幫助教師更深層次地挖掘?qū)W生的潛能,開拓學(xué)生的眼界,進(jìn)而幫助學(xué)生了解嚴(yán)謹(jǐn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識背后深藏的奧妙,并用以此指導(dǎo)實踐活動,從而實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)目的。總之,針對不同專業(yè),恰當(dāng)選用對應(yīng)的精彩案例,可以達(dá)到良好的教學(xué)效果,實現(xiàn)教學(xué)相長。
四、總結(jié)
線性代數(shù)教改需要在實際的教學(xué)過程中不斷探索,通過教學(xué)改革激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也為學(xué)習(xí)后繼課程打下良好的基礎(chǔ),更為培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)社會所需高等教育人才提供先前準(zhǔn)備。
作者:柳彥軍 單位:重慶第二師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息工程系
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