關于線性代數教學與信息技術發展相適應的思考

呂露 段復建 呂元長

1 桂林電子科技大學數學與計算科學學院 廣西 桂林 541004

2 桂林電子科技大學信息科技學院 廣西 桂林 541004

關于線性代數教學與信息技術發展相適應的思考

呂露1段復建1呂元長2

1 桂林電子科技大學數學與計算科學學院 廣西 桂林 541004

2 桂林電子科技大學信息科技學院 廣西 桂林 541004

20世紀70年代以來，人類開始了信息技術全面發展的新時代，信息技術革命給教育帶來了巨大的沖擊和影響，“線性代數”作為高校理、工科的一門重要基礎課，是對后續課程影響最大的一門課程，但其重要性并未在教學中得到充分的體現，為此，筆者從教師角色，教學內容，教育方式三個方面探討了“線性代數”教學應當進行的轉變，以應對信息技術革命帶來的機遇和挑戰。

信息技術革命；線性代數；改革；Matlab

1 信息技術革命下的時代背景

信息技術( IT), 其現代定義從技術的本質意義上是指借助以微電子學為基礎的計算機技術和電信技術結合形成的手段, 對聲音的、圖像的、文字的、數字的和各種傳感信號的信息進行獲取、加工、處理、傳播和使用的能動技術[1]; 而聯合國教科文組織對信息技術的定義是: 應用在信息加工和處理中的科學、技術與工程的訓練方法和管理技巧，這些方法和技巧的應用, 涉及人與計算機的相互作用,以及與之相應的社會、經濟和文化等諸多事物[2]。

由于信息技術有著巨大的滲透力，是一個綜合性、交叉性極強, 涉及范圍極廣的技術領域。其從自身的創新性、交互性、兼容性、復雜性、替代性、標準化和覆蓋面等方面的更新速度之快,委實令人咋舌。這就對大學生跨學科的研究能力、不斷學習、更新知識的能力提出了更高的要求。

2 線性代數教學應對信息技術革命應作的改革

二十一世紀的今天，高校教育在信息科技革命影響下的改革之路正在起步。尤其是線性代數的教學改革，在滯后了國外十多年的今天，更應該奮起直追，加快課程改革的步伐。在研究我國高等教育如何面向世界的問題時, 教育界的一些專家、學者提 出了“必須充分重視信息技術對高教的影響”這一具有戰略意義的認識。廈門大學潘憊元教授認為“信息高速公路一旦進入教學過程, 必然沖擊傳統的教學模式。傳統的課程編排、教材組織、教學方式和方法都將發生根本性變革。傳統的完全以教室為陣地、以教材為載體的知識傳授方式將被打破,大學的空間將被延伸”[3]。線性代數教學應抓住這個契機，加快課程改革的步伐，作為線性代數教學第一線上的主講教師，筆者認為應從下面幾個方面進行轉變。

2.1 教師角色的轉變

“教師在臺上講， 學生在臺下聽”是傳統教學的課堂組織方式， 教師的講授是教學的重點和中心，在整個教學過程中教師是“導演”， 學生扮演不同角色的“演員”。在這種教學模式下，很難引導學生思考，靈活應用所學知識，更無法引導學生去探尋特定的內容背后隱含的各種因素和發展變化的多種可能性。另外，在傳統的課堂上，很難實現對發現新知識、分析、解決問題等能力的培養。而隨著信息技術的發展、知識更新的加快以及各學科的相互交叉、互相滲透, 對大學生跨學科的研究能力、不斷學習、更新知識的能力也提出了更高的要求，這就決定了高校教師必須進行角色轉變，要從“導演”盡快轉變為“導師”。

在教學過程中，教師可以根據教學進度，安排與授課內容相關的應用實例，供學生選擇，分組完成，以調動學生學習的興趣與積極性，甚至也可以讓學生自行挖掘并解決相關的應用實例，在這個過程中，課堂學習延伸至課外，個人分析，小組討論變為可能，在分析、建模、求解的過程中學生可以通過網絡或利用答疑時間與老師進行交流、尋求幫助，從而真正地將教學過程變成一個雙向互動的過程。實踐證明，在這個過程中，會出現一些很好的選題或者完成情況較好的小組，例如，筆者曾收到過一份關于營養餐單的設計，這份學生自主選題的作業，內容比較新穎，學生在完成這個作業的過程中也表現出了較濃的興趣與較高的積極性，對于這樣的小組，我們可以進一步提出要求，加強指導。

2.2 教學內容的轉變

“線性代數”是工科院校最重要的數學基礎課程之一，也是對高校后續課程影響最大的一門課程。開設這門課程的主要目的是通過對它的學習，使學生不僅要掌握“線性代數”的基本概念和基本理論，而且要掌握代數中提出問題、分析問題和解決問題的思想方法，也就是說，不但要使學生掌握好“線性代數”的教學內容，而且更重要的是要使他們掌握運用“線性代數”的數學語言處理實際問題的能力與方法。

目前，筆者所在的教學團隊正在做的主要工作是將MATLAB 引入課堂，并為各種知識點配上相關的實例，將線性代數的教學與建模進行有機的結合，這無疑是一個很好的方法，應該長期、深入地進行下去。筆者認為這樣做的主要目的有兩個：

第一，就目前所用的教材來看，有具體實例的很少，即使有也是在課本最后作為附錄列出，不能引起學生與教師的足夠重視，再加上課時少，任務重，用線性代數的思想建模、解決實際問題的內容在課堂上的涉及就少之又少了，這就加劇了培養“用線性代數的數學語言處理實際問題的能力與方法”的難度。針對這一現象，筆者所在教學團隊進行了一些改革，在教學改革中，我們首先在48學時的線性代數課堂中引入了MATLAB 實驗[4]，教師通過設計與學生專業相關的具體問題供學生思考與解決，為學生解答了線性代數“做什么”與“怎么做”的問題，初見成效。

第二，目前大部分學生在學習線性代數過程中，將主要的精力放在了計算上，對求解過程的追求遠遠超出了對問題本質的分析與思考，分析問題的能力普遍欠佳。為了引導學生去更好地理解問題“背后”的原因以及問題的各種變化，幫助學生理清思路，了解原理，首先要做的就是將學生從“手工計算”中釋放出來，而MATLAB強大的科學計算能力可以做到這一點。

2.3 教育方式的轉變

傳統教育體制下，通常采用班級制教學，“一言堂”式的課堂教學模式使得全班學生只能面對一個老師，接受統一的教學內容、程序和進度，這種整齊劃一的授課形式嚴重影響了學生的自主性、能動性、創造性等個性的培養。我們可以借著信息時代的契機，充分利用網絡教學，為此，筆者所在團隊建立了網絡教學平臺，在該平臺上引入了國外優秀教學片斷，實例演示，相關電子書等豐富的資源，也開發了師生交流板塊，使得教師幫助成為更為貼身的全天候服務。該網絡平臺僅僅是一個引導，它可以引導學生在浩瀚的網絡資料中搜尋所需信息與資料，學會發現問題，學會尋求幫助，學會交流，學會協作。

3 結束語

在信息技術革命開創的信息技術全面發散發展的新時代下，作為高校教師要培養“具有較高的信息素質和獲取、處理、利用信息的能力”的學生，這不得不促使我們去審視傳統的教學方式，教育體制、教育觀念。在信息浪潮中轉變觀念，建立起與學生平等的關系，開創對話的局面，同時，努力提高自己的水平與能力，以自身的能力與人格魅力樹立起在學生心目中的“權威”形象，帶領學生共同前進。

讓我們攜手信息技術革命，與時俱進，開拓創新，使信息技術教學更好地走進學生，用我們的激情和智慧，去領略信息技術教育帶來的機遇和挑戰，努力營造一個新的教學環境。

[1]姚偉力, 楊德禮.信息技術與管理變革[J].科研管理.1998(3)

[2]大衛·霍克里奇著;王曉明譯.教育中的新信息技術[M].北京: 中央民族學院出版社.1986(p5)

[3]楊曉龍.高校發展與信息技術革命相適應的思考[J].石油教育.70(3) , 1998

[4]李紹剛, 段復建, 陳利霞.線性代數中Ma tlab實驗教學的探索與實踐[J]長春大學學報.Vol.20 No.6 June 2010

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.174

廣西區“工科數學教學團隊”建設項目

呂露：博士研究生，講師，研究方向：信息與通信工程。