地方應用型高校以培養學生創新思維和實踐能力為核心的矩陣論課程教學改革研究

楊惠娟

(昭通學院 數學與統計學院，云南 昭通 657000)

1 研究意義

我國高等教育的規模不斷擴大，大學教育已經轉為大眾教育，隨之而來的一個突出問題是高等教育畢業生的就業變得越來越難，大多數畢業生在工作崗位中表現出應變能力差的問題。主要原因是大學培養的畢業生未能將自己所學知識靈活運用于工作中，缺乏創新能力和解決實際問題的能力，具體表現形式是其動手能力較差，專業學習不扎實。這些問題的出現與我國長期以來形成的較為封閉、傳統的教育模式有關。雖然從教學方式方法上看，大量的多媒體教學已經出現在課堂教學上，但是教學方式仍是以“教師為中心、以書本為中心以及以課堂為中心”的單向式地灌輸，學生被動接受知識，缺乏對學生思維方法、分析和解決問題方法以及研究方法的訓練。

地方本科院校是我國高等學校的重要組成部分，擔負著為地方經濟發展培養人才的任務，但由于辦學條件受限，加之政府投入的經費有限，缺少先進的教學設備、網絡資源，同時生源質量也不是很理想，所以，新型的教學模式及豐富的網絡教學資源并不能一成不變地照搬于地方院校的本科教育課堂中。

矩陣論是應用型本科院校理工科各專業的重要學科基礎課程，主要以線性代數和微積分為基礎，全面講述了線性空間及線性空間上的線性映射、矩陣分解、范數和極限、矩陣函數與矩陣值函數、廣義逆矩陣等內容。它不僅是常微分方程、應用統計學等后續課程的基礎，也是考研必須掌握的重要課程，是解決實際問題的重要工具，學好這門課程對學生后續的學習和發展是非常重要的。

2 教學現狀

應用型本科是高等教育大眾化的產物，其主要的目標是培養應用型創新人才，重點是培養學生的創新精神和實踐能力。作為數學專業基礎課程的矩陣論課程有著不可替代的重要地位，其教學活動蘊藏著強大的創新教育功能。但在目前的教學中存在著很多問題，主要表現為教學過分注重對學生概念、理論分析、運算技巧的培養，教學形式比較單一，教學設計不能滿足學生的發展需求，甚至只注重知識的講解及教學內容是否能順利完成，忽略了學生對知識的掌握程度及運用能力。教學方式不能與時俱進，不能有效地利用多媒體等現代教學資源。

矩陣論作為線性代數和微積分的后續課程，具有更強的理論性，教學內容具有高度的概括性和抽象性，更能培養學生的創新思維和實踐能力。但由于該課程內容多，課時少，因此在具體教學實施過程中，部分教師仍采用傳統的 “黑板+粉筆”、“滿堂灌”的單向式教學方式。對教學內容處理又多采用“定義---定理---計算”這一形式，定義、定理證明、例題的講解占據大量時間，受學時的影響，使得教學內容中缺少針對不同專業特點的應用型例題的講解和實踐訓練，淡化了該課程的實際應用，以致于學生逐漸失去了學習興趣，對課程產生了排斥的心理，喪失了學習的主動性。因此，進一步加強矩陣論課程教學質量，激發學生的學習興趣，培養學生的實踐能力與應用創新能力，是應用型本科院校矩陣論課程教學改革面臨的首要問題。

近年來，國內學術界關于矩陣論課程教學改革的研究非常活躍，取得了豐富的研究成果。但他們的側重點是研究生及工科類的矩陣論課程教學改革。本研究重點考慮的是應用型地方本科院校數學與應用數學專業及應用統計學專業的矩陣論課程教學改革。

3 具體改革內容和目標

3.1 改革內容

教學內容的改革：在學時有限的情況下，根據地方應用型本科院校數學與應用數學專業及應用統計學專業的人才培養方案中該課程的培養目標，結合學生的實際情況及專業特色，對教學內容進行精化和深化，精選有廣度有深度的教學內容，編制教學大綱，制作課件、電子教案，同時及時更新和補充矩陣理論的新方法和最新成果，拓展學生的知識面。

教學中嵌入數學軟件：雖然矩陣論課程有大量的理論知識，但是也涉及大量的矩陣計算(矩陣特征值、矩陣分解、矩陣范數等)，而人工計算只能算低階矩陣，所以，將MATLAB、Mathematica等數學軟件融入教學中，增設實驗部分的教學是很有必要的。

教學模式的改革：根據不同教學內容的設置，在教學實踐中運用啟發式、探究式、討論式、主動參與式、學生合作式等教學方法，調動學生學習的積極性、主動性、能動性，實現從被動接受到主動學習方式的轉變。重視教學手段的更新，積極運用信息化技術，實現教育技術現代化。嘗試將翻轉課堂、智慧課堂、對分課堂等新型授課方式應用于課堂教學。選取若干典型內容，錄制課堂教學視頻，作為線上教學資源提供給學習者或作為交流推廣之用。

將思政教育和矩陣論課程有機融合在一起：矩陣論課程中有大量的定義、定理、公式等，教師要認真備課，結合課程發展的歷史等因素充分挖掘教材中潛在的“思政元素”，把思政教育貫穿于知識傳授過程中。

教學評價體系的改革：對學生的考核要突出能力和創新的目標，克服應試考核的弊端，將學生的課堂討論、作業、課程論文、讀書報告、實驗報告等納入學生的成績考核。

3.2 改革目標

完成適用于地方應用型本科高校的以培養學生創新應用能力為核心的課堂教學模式的理論構建，優化矩陣論課程教學內容，使教師具有培養學生創新思維的意識。在教學過程中，實現對學生創新思維、探索精神和實踐能力的培養，不僅讓學生學到課本知識并通過考試，更重要的是讓學生各方面的能力都得到顯著提高。

在教學理念上實現三個轉變，即從以教師為中心轉向以學生為中心，從以知識傳授為中心轉向以能力培養為中心，學生由接受式學習為主轉向主動探究式學習為主。

挖掘課程思政元素并將它融入課堂，讓學生在數學欣賞中涵養人文精神和道德情懷，提升看問題的高度，不斷調整知識結構，綜合掌握相應的探究能力，以適應現代化建設的需求。

4 結語

隨著社會對人才需求的變化，矩陣論課程教學也應隨之改革。改革的主要目的是通過該課程的教學提高學生的創新思維和實踐能力，在教學中要不斷深入研究矩陣論課程教學特點，不斷進行教學改革，從而提高本科生的教學質量。