基于Android的矩陣初等運算APP的設計與實現

張萸 林少宇

摘 要 開發矩陣初等變換運算APP旨在教師教學、學生學習中應用并推廣，能夠對廣大師生產生切實有效的幫助。

關鍵詞 初等變換 輔助教學 APP

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.018

Abstract The development matrix elementary transformation algorithm APP is designed and applied in teacher teaching and student learning， and can effectively and effectively help teachers and students.

Keywords elementary transformation； assisted instruction； APP

據CNNIC統計，2012年，我國手機用戶成為網民的第一大上網終端，2017年12月其規模更是達到了7.72億，占全國網民的97.5%。同時，在“互聯網+教育”理念提出后，國內在線教育進入快車道。伴隨著教育 產業升級換代，教育行業商業模式、教研模式、市場運營模式也發生了巨變。網絡教育從面向相對靜止的終端客戶逐步走向面向日益增多的群體——移動客戶。因此，移動手機端的教育軟件的開發與應用將是未來“互聯網+教育”模式發展的必然趨勢。

1 線性代數課程中引入矩陣運算APP的必要性

矩陣運算對于大多數大學生而言，是必須要學習的知識，特別是理工科的學生，這是一門必修課程。而在學習的過程中，學生常常被矩陣繁雜的計算所困擾，傳統的計算軟件都是在電腦上運行，在攜帶便捷性上效果較差，所以一款便捷的可以解決矩陣基本運算的APP就顯得特別重要了。不僅如此，對于大學生而言，更加注重思維的培養，計算的方法的掌握，所以，矩陣運算的APP即保證運算的準確度和正確性，又能保證復雜算法的過程化學習。

在研究線性代數學習和教學改革問題的過程中，為了推進線性代數教學工作的合理化變革，在課堂教育中引入手機APP，在課程學習中，利用手機APP，提高教學效率，提高學習效果，加強教學效益，促進課程建設，以此適應建設高水平大學和提高人才培養質量的要求。

2 基于Android的線性代數輔助教學軟件的開發

2.1 輔助軟件開發的可行性

由于Java具有優越的通用性，平臺移植性，安全性和高效性，所以選用Java作為編程語言。同時，利用MVC編程模式作為編程框架，在Android Studio開發環境下，實現矩陣初等變換的手機APP。

2.2 輔助教學軟件開發的設計思想

手機APP，應具有界面友好、交互性強、操作簡單等基本要求，同時， 我們的APP不同于傳統計算器，它不僅具有矩陣運算功能，還要兼顧計算的過程，以實現輔助學生學習，輔助教師教學。

因此，它應該支持矩陣初等變換等功能，可以實現矩陣輸入輸出、矩陣擴大縮小、矩陣交換、矩陣倍乘、矩陣倍加、矩陣轉置、矩陣元素刪除等功能。如圖1所示。

2.3 輔助教學軟件開發案例

在線性代數的教學中，初等變換是一種十分重要的計算過程。因此，我們選擇初等變換作為輔助教學軟件開發的案例，初等變換包括三種，以行變換為例，分別是交換（兩行互換）、倍乘（某一行乘以非零常數）、倍加（某一行加上另一行的k倍）。主要功能如圖2所示。

我們輸入任意矩陣，并進行第一行與第二行互換，如圖3所示。

進行倍加運算，第二行減去第一行的7倍。如圖4所示。

進行倍乘運算，第3列乘以5。如圖5所示。

我們還可以對任意矩陣進行轉置，如圖6所示。

3 結語

此APP目前還有許多需要完善的地方，由于不具有安卓開發者賬號，所以此APP不能夠直接通過應用商店下載，只能通過電腦手動安裝，具有一定的局限性，希望在后期開發過程中對此問題進行解決。

移動手機端APP的使用，能將老師和學生從機械而耗時的計算中解放出來，節省的時間用于進行更多應用案例的講解，激發其學習的主動性和積極性，培養學生的實際應用能力，為后續專業課的學習打下數學基礎。同時，矩陣運算APP軟件的推廣，是尊重教育本質特性的基礎上，用互聯網思維及行為模式重塑教育教學模式、內容、工具、方法的過程，是一個教育質變的過程。

參考文獻

[1] 第41次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》發布[EB/OL]. http：//tech.sina.com.cn/i/2018-01-31/doc-ifyrcsrv9714983.shtml.2018-01-31.

[2] 吳建波.基于jPre的銀電聯網收費系統[D].四川：電子科技大學，2012.