面向計算機工程教育認證的線性代數課程建設與探究

王海波 文海英 郭美珍

摘要：工程專業教育認證是滿足人才市場高質量工程師需求的有效途徑。線性代數作為一門公共數學課，在眾多的工科專業中開設，有較強的邏輯性，能培養學生的數學思維，尤其是計算機專業。按照工程教育認證的理念和方法結合計算機專業的特點，對線性代數課程進行了教學內容、教學方法方面進行了改革，取得較好效果。面向工程教育認證的線性代數課程建設對培養高素質的計算機工程人才具有積極作用。

關鍵詞：工程教育認證；線性代數；教學團隊；教學內容；教學方法

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）06-0083-02

1 引言

隨著我國對高端計算機工程人才需求越來越大，現階段計算機專業的畢業生并不能滿要求，主要原因是高校的計算機專業的教育與企事業的要求存在差距，工程教育認證[1]是保證人才培養質量的有效方法之一，美國是最早采取該方法的國家[2]，目前包括國內的上海交通大學、華東理工大學、清華大學等都采用了工程教育認證的方法，工程教育認證涵蓋了多個工科學科，包括了計算機專業[3 ]。工程教育認證對計算機的每個細分專業都給出了詳細的標準及具體要求，目的是培養學生具有良好的專業素質且有提出問題、解決問題能力。線性代數是一門培養學生分析和設計創新能力的重要核心課程，因此需要對線性代數課程進行改革和重構，我們主要對教學團隊、課程內容、教學方法進行了改革，以適應工程教育下的教學改革。

2 提升教師意識，建設教學團隊

由于工程思想并未全面普及，教師普遍缺乏工程意識或工程實踐經驗，對工程、技術、科學的三者關系認識不清楚，不能講解線性代數知識的時候貫徹工程思想，不能將線性代數知識與計算機相關知識聯系在一起，以及，因此提升授課教師工程意識成為首要任務，授課教師通過學習工程教育認證文件，參加工程實踐，提高了工程意識。 經過多年的建設，不斷的探索與改進，現階段已經具備了課程教學團隊，目前線性代數課程的師資配備已達一定的要求基本形成了較好的教學團隊，其中教授1人，副教授2人，講師2人，組建了線性代數課程的教學團隊。

3 貫徹工程思想，改革課程內容

教學內容是一門課程的整個教學活動的核心、因此教學內容是整個課程建設的重點，豐富的有特色的教學內容能讓學生更快地進入學習狀態，結合工程教育的思想對線性代數課程內容進行了改革。主要從以下三個方面進行。

3.1 教學大綱的改進

現有教學大綱與實踐環節設置不盡合理，缺乏工程教學案例、工程實踐案例等。專業認證強調工程能力的培養和訓練，這些都需要體現在課程建設上，線性代數教學大綱是課程教學安排、教學過程評價的依據。新的線性代數教學大綱包括課程信息、課程目的、能力要求、教學內容、教學要求、考核方式說明、教學評價、參考書籍、誠信要求等。新大綱不僅把工程認證的要求體現在教學大綱中，而且考慮到線性代數課程具有高度的抽象性：符號多、公式多、概念多、定理多，在培養學生的數學系統思維、抽象思維等方面起到重要作用，因此結合工程認證培養的要求，對包括數學原理、數學應用等方面，合理地設計課程的教學內容，學時分配，教學難點、教學重點、教學深度的確定。

3.2 重構教學重點

線性代數教學重點的重構是從需求開始，專業工程認證需要有課程對畢業要求指標的支撐，以反向設計原則[4 ]來規劃線性代數課程重點。反向設計是以針對傳統的正向設計而言的，以往的教學設計都是從構建課程體系入手，以教師為中心，強調知識體系的系統性和完備性，對行業的專業需求不太重視。根據工程教育認證的要求，教學團隊對線性代數課程的重點進行重新梳理，重新確定了教學重。

3.3改進教學評價

工程認證的達成度評價[5]是工程教育中的重要評價依據，以及與應達成度評價相應能力要求。通過對達成度的評價，可以明確教師在教學中的職責和便于教師掌控教學環節，同時需要對學生提出學習要求，也為工程教育認證標準的持續改進提供依據，以確保不斷提升教學質量。線性代數的教學為了提高學生工程能力將線性代數課程目標與工程認證的畢業要求一一對應；整個教學過程及環節以學生為中心，以學生畢業成果為導向，不斷改進教學效果，教學內容，教學手段，完成對課程目標的支撐，使學生掌握線性代數的基本理論和知識，著重培養學生運用知識的能力，研究和解決問題的能力，為達到學生的畢業要求奠定良好的基礎。

4 實施工程教學，改進教學方法

教學團隊經常對教學方法進行研討，采取各種教學方式，增強教學效果，努力達到工程認證要求。

將“多媒體教學”[6] “網絡教學”[7] “微課形式”[8]與傳統教學手段相結合，極大的了豐富教學內容，拓展了教學時空，增強了師生互動方式，讓教學過程更加生動，提高教學效率，以學生為重心，激發學生學習的主動性。

采用研討式教學[9]根據線性代數課程的教學內容、目的、學生的知識規律和知識水平，采用各種教學手段，根據工程認證的要求，采用研討式辦法講授知識、培養學生能力，促使學生積極主動地學習，達到工程認證的要求。

采用實例教學方法[10]，根據實例出發，按工程認證要求，由實際問題出發通過實例學習引入相關知識和理論，提出要學習的內容、目的、要求及其他相關事項，引導學生學習相關內容，完成教學目的，達到工程認證的要求。

對于課前預習問題一般采用微課形式，先給學生發布一些教學視頻，讓學生利用零碎時間完成對課程的預習；對于一般的問題把課堂時間分為兩部分，一部分教師講授，一部分分配給學生討論，講授和學生討論在時間上錯開，讓學生在中間進行自主學習和個性化吸收；對較難的問題采用研討式教學，通過由教師創設問題，然后老師和學生共同查找資料，研究、討論、實踐、探索，提出解決問題辦法的方式，使學生掌握線性代數的知識并且提高學生的數學分析能力和解決數學問題的能力。

5 總結

線性代數課程作為計算機專業的一門核心課程，按照工程教育認證的要求實施教學內容、教學方法方面的改革，有助于完善線性代數課程的教學過程，有助于教學質量的提升，同時也促進計算機工程人才的培養。

參考文獻：

[1]陳文松.工程教育專業認證及其對高等工程教育的影響[J].高教論壇，2011（7）：29-32.

[2]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證標準（2015版）[EB/OL].

[3]張寧.從工程教育專業認證目標探討計算機專業教學改革方向[J].時代教育，2011（1）：51-51.

[4]李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學，2015（3）：32-39.

[5]高相勝，昝濤，王民.工程教育認證畢業要求達成度評價方法和步驟[J].教育教學論壇，2016（51）：206-208.

[6] 李冰，謝百治，多媒體教學應用與教學改革創新[J]，電化教育研究，2000（7）37-41.

[7]張建偉，盧達溶.關于網絡協作探究學習及其影響因素的實證研究[J] 電化教育研究，2002（8）：38-43.

[8] 梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設計模式研究[J].開放教育研究，2013，19 （1）：65-73.

[9]郭漢民.探索研討式教學的若干思考[J].湖南師范大學社會科學學報，1999（2）：38-43.

[10] 童姍姍，朱玉清，連冬艷.教學實例的線性代數課程教學方法探討[J].河南教育學院學報（自然科學版） ，2016，25（1）：65-69.

【通聯編輯：王力】