新工科背景下線性代數(shù)教學(xué)改革初探

錢宇鋒

摘要：“新工科”是我國教育部在2016年提出的教育改革的基本方向，在這一工科改革的主要背景下，許多高校提出線性代數(shù)教學(xué)改革的新方向。新工科的基本目標(biāo)是培養(yǎng)杰出的工程人才，這種新工科的技術(shù)人才既有扎實的有關(guān)相應(yīng)專業(yè)的基礎(chǔ)知識，熟練基本技能。既要運用所學(xué)知識解決相應(yīng)的問題，又能根據(jù)時代的發(fā)展，不斷更新自己的知識儲備量。在此目標(biāo)下，本文主要對線性代數(shù)改革進行初步探索。

關(guān)鍵詞：新工科;線性代數(shù);教學(xué)改革;初步探索

線性代數(shù)為高等院校理科、工科、管科等專業(yè)的一門重要數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)課，線性代數(shù)是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的一門工具，它有利于培養(yǎng)學(xué)校學(xué)生的抽象思維，邏輯推理，空間計算等能力。隨著技術(shù)的發(fā)展，線性代數(shù)發(fā)也發(fā)展的領(lǐng)域也越來越多，廣泛應(yīng)用于金融信息等領(lǐng)域。線性代數(shù)具有高度的抽象性，這遠遠超出了學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，所以很多高校生都說這門功課復(fù)雜不易理解。面臨這個問題，線性代數(shù)教師如何改進和完善課堂教學(xué)設(shè)計，在學(xué)習(xí)高等代數(shù)的基礎(chǔ)下，提高學(xué)生的邏輯思維能力和解決實際問題能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生學(xué)以致用，在工科的發(fā)展中占有重要的地位。

1 建立基礎(chǔ)課程與專業(yè)知識相統(tǒng)一的教學(xué)模式

線性代數(shù)是大學(xué)數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)課程，它的基本概念和理論不應(yīng)該只采用傳統(tǒng)的教授式的教學(xué)模式，在不同的專業(yè)，教師要根據(jù)專業(yè)自身的特點，循序漸進，引導(dǎo)學(xué)生進行研究性的教學(xué)，也能夠提高教學(xué)效率。教學(xué)研究方法要注重創(chuàng)新，結(jié)合專業(yè)特點，學(xué)生能夠更好地理解到深奧的理論邏輯背后所蘊含的知識背景，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)理論應(yīng)用于生活和工程工業(yè)的問題中，既有利于應(yīng)用所學(xué)知識解決專業(yè)問題，也能夠更好推動學(xué)生研究性思維的形成。

教師在教授線性代數(shù)課程時，首先考慮的問題應(yīng)該是不同專業(yè)學(xué)生需要怎樣的數(shù)學(xué)知識，如果教師了解這個背景，會幫助教師的教學(xué)具有針對性，若忽視了學(xué)生所學(xué)的專業(yè)，將會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容無法學(xué)以致用，用所學(xué)知識解決實際生活中的問題，這會使學(xué)生產(chǎn)生懈怠的心理，認(rèn)為所學(xué)的知識并不重要，缺乏學(xué)習(xí)線性代數(shù)的動力。教師在要針對不同專業(yè)的學(xué)生，進行不同的教學(xué)設(shè)計，在引導(dǎo)學(xué)生解決與專業(yè)相關(guān)問題的過程中，建立自己的線性代數(shù)知識體系，加深學(xué)生對線性代數(shù)內(nèi)容的理解，攻克線性代數(shù)邏輯難的難題。

2 發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)點、提高課堂效率

線性代數(shù)是一門研究矩陣、行列式、向量的線性相關(guān)性和線性無關(guān)性，線性方程組的結(jié)構(gòu)及解法、矩陣的特征值和特征向量、二次型等構(gòu)成的一門學(xué)科，內(nèi)容相對較多，教師在進行教學(xué)中可以使用多媒體教學(xué)，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)以用來提高課堂效率，用多媒體進行矩陣運算，利用多媒體進行大型方程組的運算等，這將會在很大程度上減少運算量，提高學(xué)生們的上課效率，讓同學(xué)們能夠意識到自己的專業(yè)和線性代數(shù)的學(xué)習(xí)是密不可分的，提高他們對自己專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和線性代數(shù)，學(xué)習(xí)的興趣。

2.1 利用學(xué)習(xí)通、優(yōu)學(xué)院等最新課堂教學(xué)管理軟件優(yōu)化課堂質(zhì)量

教室使用學(xué)習(xí)通、優(yōu)學(xué)院等教學(xué)軟件，可以更好的進行教學(xué)備課分組、學(xué)習(xí)課堂互動、教學(xué)情況分析、學(xué)生聽課情況追蹤、課堂檢測等功能，教師可以根據(jù)實際情況的需要，利用學(xué)習(xí)軟件的功能進行學(xué)習(xí)，課堂效果檢測，提高自己的教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生反饋的信息調(diào)整教師的教學(xué)思路和教學(xué)進度，有利于學(xué)生更好的理解掌握課程內(nèi)容，同時更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。在線性代數(shù)的教學(xué)過程中，考慮信息技術(shù)和線性代數(shù)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合，可以幫助重視教學(xué)手段的優(yōu)化組合，全面提高教學(xué)效果。

2.2 教師利用慕課，微課等教學(xué)平臺開展線上線下交互式教學(xué)

隨著近代科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，慕課、微課等在線教育模式也在互聯(lián)網(wǎng)上興起，教師現(xiàn)在可用的教學(xué)資源越來越多。教育部舉辦的數(shù)學(xué)微課教學(xué)設(shè)計競賽是一個珍貴的資源平臺，它集合了來自全國各地優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教師的珍貴的微課視頻，這些微課視頻是結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和信息技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展的優(yōu)秀成果。教師在講授線性代數(shù)過程中，可以讓學(xué)生先根據(jù)課本知識點看微課學(xué)習(xí)新知識，做好隨堂筆記、在線提交作業(yè)，完成課后檢測，學(xué)生在通過微課視頻之后，教師在詳略得當(dāng)?shù)闹v解重難點，對所學(xué)內(nèi)容進行鞏固和延伸。

慕課正在改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，給工科、理科、管科等大學(xué)專業(yè)的教學(xué)帶來了一些新的機遇與挑戰(zhàn)，無論是線性代數(shù)還是高等數(shù)學(xué)的教學(xué)，課程內(nèi)容邏輯性強、前后關(guān)聯(lián)性強，只有將線上線下的教學(xué)相互聯(lián)系，進行交互式的教學(xué)模式，才能夠取得優(yōu)異的教學(xué)成果。利用慕課、微課進行教學(xué)，使學(xué)生不再僅僅是被動地聽老師講課，接受新知識，而使學(xué)生主動地接受新知識，并且主動參與到數(shù)學(xué)教學(xué)的研究中去，這有利于提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，教師也能夠根據(jù)學(xué)生反饋的學(xué)習(xí)情況進行線上線下答疑，解決學(xué)生遇到的難題。學(xué)生主動接受新知識的過程，也是學(xué)生建立完整的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和基本理論體系的過程，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識去解決所學(xué)專業(yè)中遇到的問題的能力，在學(xué)以致用的過程中，鞏固學(xué)生對于線性代數(shù)知識的理解。

3 結(jié)束

新工科建設(shè)是一項復(fù)雜的工程，在新工科這一理念的指導(dǎo)下，線性代數(shù)教學(xué)改革進行初步探索研究，但仍有很多問題需要解決。在改革探索中受到學(xué)校的硬件設(shè)施，教師的教學(xué)能力，學(xué)生和教師隊有關(guān)技術(shù)的掌握情況等實際問題的制約。在新工科的背景下，線性代數(shù)教學(xué)內(nèi)容的改革仍然需要很更多的教育工作者根據(jù)現(xiàn)實情況進行可持續(xù)的推廣和實踐。

參考文獻：

[1] 高鳳霞.新工科背景下《線性代數(shù)》課程教學(xué)改革的實踐與探索[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2019（23）.

[2] 李清華，葛君琰.新工科背景下線性代數(shù)教學(xué)改革初探[J].新課程研究，2019（20）.

[3] 沈?qū)W文，徐芝琦.新工科背景下《線性代數(shù)》教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)的研究和實踐[J].中國教育信息化，2019（10）.

[4] 張廣亮，張冰.新工科背景下線性代數(shù)混合式教學(xué)模式探索[J].教育現(xiàn)代化，2019（94）.

（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院）