新工科背景下線性代數(shù)一流課程建設(shè)

摘要：教育部“雙萬計劃”要求建設(shè)一流本科專業(yè)，呼喚一流本科課程。如何建設(shè)新工科背景下本科教學(xué)的“一流課程”呢？基于我校工科線性代數(shù)的教學(xué)改革，在本文中，我們提出了新工科背景下線性代數(shù)“一流課程”建設(shè)改革方向。

關(guān)鍵詞：課程建設(shè);教材建設(shè);教學(xué)改革;教學(xué)模式;人才培養(yǎng)

黨的十九大報告指出，本科教育教學(xué)質(zhì)量是影響高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵，課程教學(xué)又是本科教育教學(xué)的核心。面對經(jīng)濟全球化、科技日新月異和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，知識、產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)更新加快，知識學(xué)習(xí)的變革和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的需求，高等工程教育進入了一個“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新教育”的新時代，迫切要求加快本科教育教學(xué)改革創(chuàng)新。2016年提出的“新工科”概念是我國工程教育改革的方向，近年來，在教育部及各級教育部門的組織下，全國若干高校組織進行了多次深入研討，總結(jié)了“復(fù)旦共識”[1]、“天大行動”[2]和“北京指南”[3]，對人才培養(yǎng)方案提出了新的要求，對工程教育改革的新路徑進行了設(shè)想。那么在新工科的背景下如何建設(shè)“一流課程”？建設(shè)標準又是什么呢？

一、線性代數(shù)課程的特點

線性代數(shù)作為高等院校理工，經(jīng)管類專業(yè)一門重要的公共基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)課程的前提和工具，對學(xué)生抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和計算能力的培養(yǎng)具有非常重要的作用。同時，隨著科技的迅猛式發(fā)展，線性代數(shù)的知識已滲透社會各行各業(yè)。然而線性代數(shù)課程高度的抽象性和嚴密的知識體系都遠遠超出了學(xué)生的既有經(jīng)驗和能力，因此有很多本科生覺得這門課難理解。在這樣的背景下，考慮到大多數(shù)高校線性代數(shù)課程課時少、內(nèi)容多，那么如何通過調(diào)整課程教學(xué)設(shè)計，在引導(dǎo)學(xué)生夯實線性代數(shù)基礎(chǔ)知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生運用線性代數(shù)基礎(chǔ)知識、思想方法來解決實際問題以適應(yīng)新工科建設(shè)和發(fā)展的要求就顯得尤為重要。

二、我校線性代數(shù)改革思路

多年來，我校線性代數(shù)課程不忘初心，牢記使命，為創(chuàng)建新工科背景下的一流課程，積極探索課程與信息化技術(shù)深度融合和創(chuàng)新教學(xué)。本文基于這一教學(xué)改革實踐，提出了新工科背景下線性代數(shù)“一流課程”建設(shè)的改革方向。結(jié)合“新工科”對課堂教學(xué)要求，通過變革傳統(tǒng)的教學(xué)模式，實現(xiàn)課堂的“去中心化”。基于此，在線性代數(shù)課堂教學(xué)改革中，我們的改革重點為：

1、通過教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生的思維動起來。

在學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)理念的引領(lǐng)下，結(jié)合學(xué)院專業(yè)特色，確定以學(xué)生為中心，教學(xué)課堂開放、教學(xué)內(nèi)容立體、教學(xué)評價多元的課程教學(xué)體系，真正做到“教學(xué)做”融為一體。通過教學(xué)設(shè)計，實現(xiàn)了將“高大上”的學(xué)術(shù)形態(tài)的數(shù)學(xué)到“接地氣”的教育形態(tài)的數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)化，使學(xué)生在人格、思維、智慧等各個層次獲得提升。

2、深入挖掘信息技術(shù)在課程推進中的最優(yōu)效用。

按照現(xiàn)代新型信息化課堂的標準，制作了課堂教學(xué)多媒體課件。優(yōu)化教學(xué)過程，借助多媒體輔助，結(jié)合新穎的課堂設(shè)計，幫助學(xué)生形成思維能力，解決了教師語言難于講清的內(nèi)容。此外，建立了線性代數(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，將慕課中一些精品課程收集到線性代數(shù)課程教學(xué)平臺中。利用雨課堂、云班課等教學(xué)平臺，在教學(xué)過程中，教師可以提前布置網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)任務(wù)，利用這些平臺培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，探究式學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)的能力。建立了網(wǎng)上學(xué)生自測系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)容豐富，覆蓋面廣，結(jié)構(gòu)清晰，題目針對性強，題型豐富，敘述通俗易懂，具有代表性。

3、建立健全的全過程多層次多角度的課程考核結(jié)果評價和監(jiān)督機制。

在教學(xué)評價上，大膽進行改革，綜合采用現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育提倡的診斷性評價、形成性評價和終結(jié)性評價等多種評價方式進行多元化評價。本課程總評成績一般由平時成績50%、期末考試成績50%的比例構(gòu)成。其中，平時成績主要通過診斷性評價和形成性評價得到，包括作業(yè)測評、上課考勤、回答問題、課堂討論、隨堂測試、競賽參考、小論文、小課題等，終結(jié)性評價是期末閉卷考試。為選才培優(yōu)，對部分確有潛質(zhì)的學(xué)生，采用更為靈活的評價方式。

4、課程評價及改革成效

通過這些改革，學(xué)生課程學(xué)習(xí)的積極性得到了全面調(diào)動，自學(xué)能力大大提高。對比改革前后，學(xué)生平時測試成績、總評成績都有了顯著提高，期末考試及格率上升近20個百分點，平均成績提高近10分，學(xué)生的考研率和各類數(shù)學(xué)競賽獲獎率逐年提升，反響越來越好。

三、進一步改革方向

1、要把《線性代數(shù)》這門課程建設(shè)好，師資隊伍是最關(guān)鍵的。

需進一步充實師資隊伍，優(yōu)化梯隊結(jié)構(gòu)，切實做好傳、幫、帶，形成一支高水平的教學(xué)隊伍。教學(xué)組成員要具備扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，豐富的教學(xué)經(jīng)驗，逐步改善隊伍的學(xué)歷、職稱及年齡結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)階段我們的隊伍后備力量還稍顯不足，未來五年建設(shè)期，還需要培養(yǎng)2-4名年輕博士加入到教學(xué)團隊。

2、加強課程的基本建設(shè)，促進教學(xué)管理的規(guī)范化。

教材和教學(xué)資料的建設(shè)方面，目前我們主要選用自編教材，網(wǎng)上資源主要選用在線開放課程。未來五年建設(shè)期，課程團隊需建立優(yōu)質(zhì)的在線課程。

3、進一步深化教學(xué)改革，加強現(xiàn)代教育技術(shù)與線性教法的有效整合。

適當(dāng)?shù)臅r機采取分層次教學(xué)提高教學(xué)效果，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、興趣愛好及學(xué)習(xí)習(xí)慣，根據(jù)不同的專業(yè)方向，教師根據(jù)學(xué)生來采取不同的授課內(nèi)容和授課方式。

四、結(jié)論

線性代數(shù)“一流課程”的建設(shè)應(yīng)該在教學(xué)中設(shè)計一些具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的問題.要積極鼓勵學(xué)生去思考一些有挑戰(zhàn)性的問題，并對有關(guān)知識點作進一步的深化。實踐表明，這些是切實可行的，而且對于夯實學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有很大的幫助。

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作者簡介：

周雙雙，男，湖南益陽人，湖南城市學(xué)院理學(xué)院副教授，博士，從事教學(xué)及教學(xué)管理工作，主要研究領(lǐng)域為偏微分方程等。

基金資助：

湖南省教學(xué)改革研究項目湘教通〔2019〕291號“新工科背景下為提升學(xué)生能力與素質(zhì)對線性代數(shù)教學(xué)設(shè)計、手段與考核模式改革研究”。