新工科背景下線性代數教學改革初探

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教學改革的新方向。新工科的基本目標是培養杰出的工程人才，這種新工科的技術人才既有扎實的有關相應專業的基礎知識，熟練基本技能。既要運用所學知識解決相應的問題，又能根據時代的發展，不斷更新自己的知識儲備量。在此目標下，本文主要對線性代數改革進行初步探索。

關鍵詞：新工科;線性代數;教學改革;初步探索

線性代數為高等院校理科、工科、管科等專業的一門重要數學的基礎課，線性代數是數學學習過程中的一門工具，它有利于培養學校學生的抽象思維，邏輯推理，空間計算等能力。隨著技術的發展，線性代數發也發展的領域也越來越多，廣泛應用于金融信息等領域。線性代數具有高度的抽象性，這遠遠超出了學生已有的學習經驗，所以很多高校生都說這門功課復雜不易理解。面臨這個問題，線性代數教師如何改進和完善課堂教學設計，在學習高等代數的基礎下，提高學生的邏輯思維能力和解決實際問題能力，提高學生的學習效果，讓學生學以致用，在工科的發展中占有重要的地位。

1 建立基礎課程與專業知識相統一的教學模式

線性代數是大學數學中的基礎課程，它的基本概念和理論不應該只采用傳統的教授式的教學模式，在不同的專業，教師要根據專業自身的特點，循序漸進，引導學生進行研究性的教學，也能夠提高教學效率。教學研究方法要注重創新，結合專業特點，學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，將復雜的數學理論應用于生活和工程工業的問題中，既有利于應用所學知識解決專業問題，也能夠更好推動學生研究性思維的形成。

教師在教授線性代數課程時，首先考慮的問題應該是不同專業學生需要怎樣的數學知識，如果教師了解這個背景，會幫助教師的教學具有針對性，若忽視了學生所學的專業，將會導致學生學習的內容無法學以致用，用所學知識解決實際生活中的問題，這會使學生產生懈怠的心理，認為所學的知識并不重要，缺乏學習線性代數的動力。教師在要針對不同專業的學生，進行不同的教學設計，在引導學生解決與專業相關問題的過程中，建立自己的線性代數知識體系，加深學生對線性代數內容的理解，攻克線性代數邏輯難的難題。

2 發揮多媒體教學的優點、提高課堂效率

線性代數是一門研究矩陣、行列式、向量的線性相關性和線性無關性，線性方程組的結構及解法、矩陣的特征值和特征向量、二次型等構成的一門學科，內容相對較多，教師在進行教學中可以使用多媒體教學，設計教學環節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，提高學生們的上課效率，讓同學們能夠意識到自己的專業和線性代數的學習是密不可分的，提高他們對自己專業知識的學習和線性代數，學習的興趣。

2.1 利用學習通、優學院等最新課堂教學管理軟件優化課堂質量

教室使用學習通、優學院等教學軟件，可以更好的進行教學備課分組、學習課堂互動、教學情況分析、學生聽課情況追蹤、課堂檢測等功能，教師可以根據實際情況的需要，利用學習軟件的功能進行學習，課堂效果檢測，提高自己的教學質量。根據教學內容和學生反饋的信息調整教師的教學思路和教學進度，有利于學生更好的理解掌握課程內容，同時更好地培養學生的邏輯思維能力。在線性代數的教學過程中，考慮信息技術和線性代數教學內容的結合，可以幫助重視教學手段的優化組合，全面提高教學效果。

2.2 教師利用慕課，微課等教學平臺開展線上線下交互式教學

隨著近代科學技術水平的發展，慕課、微課等在線教育模式也在互聯網上興起，教師現在可用的教學資源越來越多。教育部舉辦的數學微課教學設計競賽是一個珍貴的資源平臺，它集合了來自全國各地優秀的數學教師的珍貴的微課視頻，這些微課視頻是結合教學內容和信息技術的創新發展的優秀成果。教師在講授線性代數過程中，可以讓學生先根據課本知識點看微課學習新知識，做好隨堂筆記、在線提交作業，完成課后檢測，學生在通過微課視頻之后，教師在詳略得當的講解重難點，對所學內容進行鞏固和延伸。

慕課正在改變傳統的教學模式，給工科、理科、管科等大學專業的教學帶來了一些新的機遇與挑戰，無論是線性代數還是高等數學的教學，課程內容邏輯性強、前后關聯性強，只有將線上線下的教學相互聯系，進行交互式的教學模式，才能夠取得優異的教學成果。利用慕課、微課進行教學，使學生不再僅僅是被動地聽老師講課，接受新知識，而使學生主動地接受新知識，并且主動參與到數學教學的研究中去，這有利于提高學生的自我學習能力，教師也能夠根據學生反饋的學習情況進行線上線下答疑，解決學生遇到的難題。學生主動接受新知識的過程，也是學生建立完整的數學基礎知識和基本理論體系的過程，培養學生利用所學知識去解決所學專業中遇到的問題的能力，在學以致用的過程中，鞏固學生對于線性代數知識的理解。

3 結束

新工科建設是一項復雜的工程，在新工科這一理念的指導下，線性代數教學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校的硬件設施，教師的教學能力，學生和教師隊有關技術的掌握情況等實際問題的制約。在新工科的背景下，線性代數教學內容的改革仍然需要很更多的教育工作者根據現實情況進行可持續的推廣和實踐。

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（作者單位：湖北工業大學理學院）