關(guān)于改進(jìn)線性代數(shù)教學(xué)方法的一點(diǎn)體會

鐘玲平

南京航空航天大學(xué)理學(xué)院 210016

關(guān)于改進(jìn)線性代數(shù)教學(xué)方法的一點(diǎn)體會

鐘玲平

南京航空航天大學(xué)理學(xué)院 210016

線性代數(shù)是理工科高等院校中的一門重點(diǎn)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課，很多學(xué)校仍然主要使用黑板板書講授其理論知識。筆者希望通過對線性代數(shù)教學(xué)方法的改進(jìn)，從多方面引起學(xué)生對線性代數(shù)學(xué)習(xí)的興趣，提高解決實(shí)際問題的能力。

線性代數(shù)；多媒體課件；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)

線性代數(shù)是高等院校的一門重點(diǎn)基礎(chǔ)課程，是一些后繼理論課程的“敲門磚”，以抽象的形式、嚴(yán)密的邏輯推理、細(xì)致精確的計(jì)算來研究線性問題，具有廣泛的應(yīng)用。通過對線性代數(shù)的理論學(xué)習(xí)能培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯思維能力、運(yùn)算能力、抽象分析能力以及綜合推理能力。傳統(tǒng)的教學(xué)模式僅僅是將現(xiàn)有的理論結(jié)果直接灌輸給學(xué)生，學(xué)生只接受了理論，而對實(shí)際問題無所適從，這是傳統(tǒng)教學(xué)模式的一大弊端。隨著計(jì)算機(jī)的普及和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，線性代數(shù)理論已滲透到自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，在應(yīng)用方面的作用也逐步凸顯出來。運(yùn)用數(shù)學(xué)手段來解決實(shí)際問題成為可能，這對學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和能力提出了更高的要求。在數(shù)學(xué)課程改革中，要重視運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段，加大課堂信息量，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)值計(jì)算能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識能力，將傳統(tǒng)教學(xué)模式與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，是改革我們的教學(xué)現(xiàn)狀以及落實(shí)提高本科教學(xué)質(zhì)量的不可逾越的方式。因此，將計(jì)算機(jī)引入課堂，進(jìn)行多媒體教學(xué)以及在線性代數(shù)教學(xué)的過程中引入數(shù)學(xué)軟件，增加一些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，就勢在必行了。

1 在線性代數(shù)教學(xué)中引入多媒體課件

眾所周知，傳統(tǒng)教學(xué)基本上都是通過黑板板書跟學(xué)生進(jìn)行溝通交流的，但這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式的弊端也是非常明顯的，尤其是線性代數(shù)中的矩陣、行列式及線性方程組等，占據(jù)的篇幅往往較大，容易出現(xiàn)冗長的黑板板書，而教師將大量時(shí)間花在書寫上面，也有礙于教學(xué)進(jìn)度的正常進(jìn)行。對于重點(diǎn)內(nèi)容的突出也只能借助于不同顏色的粉筆加以視覺上的區(qū)分，如能采用黑板板書與多媒體課件結(jié)合的方式，從結(jié)構(gòu)上講解清晰，從細(xì)節(jié)上解釋清楚，則不失為一種改進(jìn)。

當(dāng)然多媒體課件的引入也并不意味著教師完全放棄黑板板書，雖然絢麗生動的課件比較容易引起學(xué)生的興趣，將學(xué)生的注意力集中起來，但我們的主要目的是讓學(xué)生理解內(nèi)容，因此上課不能一味的依賴課件，快速播放提前準(zhǔn)備好的內(nèi)容，這樣只會讓學(xué)生疲于跟著老師的授課。據(jù)身邊大部分教師的觀察，大概只有半數(shù)左右的學(xué)生能夠勉強(qiáng)跟上進(jìn)度，其余學(xué)生對所學(xué)知識仍舊處于茫然狀態(tài)，只能通過課后自己補(bǔ)習(xí)的措施來盡量趕上課堂進(jìn)度，長此以往必然影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性。所以對于線性代數(shù)定理的證明、例題的講解等重點(diǎn)需要解釋的內(nèi)容還是需要教師在黑板上一步一步進(jìn)行書寫推導(dǎo)，不能光追求速度，要注重教學(xué)質(zhì)量，做到板書和課件的完美結(jié)合。

2 用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)思想，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

借助Matlab或者M(jìn)athematica等數(shù)學(xué)軟件親自動手設(shè)計(jì)以求解決一些問題，從實(shí)踐中去學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)代數(shù)的一些規(guī)律，了解基本算法，從而牢固地掌握代數(shù)的基礎(chǔ)知識、基本理論與基本運(yùn)算。通過這樣的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，教給學(xué)生一套科學(xué)研究的方法以及學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的途徑，學(xué)生會對數(shù)學(xué)知識及其應(yīng)用在整體上進(jìn)行認(rèn)識并上升到更高的層次。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的同時(shí)，可以把以前所學(xué)的科學(xué)知識融為一體，在學(xué)會應(yīng)用數(shù)學(xué)知識，計(jì)算機(jī)知識解決實(shí)際問題的同時(shí)，可對學(xué)生的跨學(xué)科，跨專業(yè)的綜合文化素質(zhì)進(jìn)行訓(xùn)練，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造意識和創(chuàng)新精神。

“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”就是從問題出發(fā)，借助計(jì)算機(jī)，通過學(xué)習(xí)者親自設(shè)計(jì)與動手操作，學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律或運(yùn)用現(xiàn)有的數(shù)學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的過程。換言之，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)就是學(xué)習(xí)者自主探索數(shù)學(xué)知識及其實(shí)際應(yīng)用的實(shí)踐過程。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的，就是在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，通過數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程， 從而幫助學(xué)生在自主探索和合作交流的過程中理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識與技能、數(shù)學(xué)思想和方法，并獲得廣泛的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)，有效提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的能力。在常規(guī)的線性代數(shù)教學(xué)中，教師在課堂上首先提出問題，然后引入新的知識和方法，最后解決問題，整個(gè)過程學(xué)生是在被動地接受知識。而現(xiàn)在把實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為教學(xué)的一部分，可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)程序，提高學(xué)生主動思考的能力，加深學(xué)生對線性代數(shù)知識的理解。

我們以數(shù)值計(jì)算軟件Matlab為例：求解矩陣方程

很明顯，將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)過程，不僅將大量繁雜的行列式、矩陣運(yùn)算等轉(zhuǎn)化為簡單的計(jì)算機(jī)語言，而且通過一些簡單的編程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固計(jì)算機(jī)操作知識，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，更將不同的學(xué)科聯(lián)系了起來，從長遠(yuǎn)來看是有助于學(xué)生將所學(xué)的理論知識體系轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的能力。

3 結(jié)語

當(dāng)然除了上述提到的加入多媒體課件、數(shù)學(xué)軟件的引入，還有一些其它的方式，例如引入數(shù)學(xué)史的知識、改進(jìn)考核方式等。不論是何種方式，我們都希望通過這些改革能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)線性代數(shù)的興趣，加深學(xué)生對基本概念的理解和掌握，提高解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)21世紀(jì)創(chuàng)新型人才。

[1]同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系.線性代數(shù)(第四版)[M].北京:高等教育出版社，2003.

[2] 曹菲.改革傳統(tǒng)教學(xué)模式培養(yǎng)創(chuàng)新性人才[J].中國高等教育,2000,（10）：11～14.

[3]周曉陽.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與Matlab[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社，2002.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.153

鐘玲平，女，博士，講師，南京航空航天大學(xué)理學(xué)院，研究方向：圖論與組合最優(yōu)化。