大數據視角下線性代數課程教學改革探究

徐陽

[摘 要] 論文分析了線性代數教學中存在的諸多問題。通過優化課程內容和結構、改進教學方法、增強評價指標多樣性，以期在改善教學氛圍、完善課程建設、優化教學評價等多環節，取得一定成效。

[關鍵詞] 大數據;線性代數;自主意識;知識體系

[基金項目] 安徽省2018年省級質量工程項目（2018jyxm0149）

[作者簡介] 徐 陽（1991—），女，安徽宿州人，碩士，馬鞍山學院助教，研究方向為函數逼近論。

[中圖分類號] G640? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）37-0174-02? ? [收稿日期] 2019-12-05

一、大數據與數學課程建設

當今社會對于數據的高效運用和管理，已經成為各行各業提高管理水平、進行科學決策的重要手段。健全大數據人才培養體系，推動產學研深度融合，培養兼具數據知識與應用視野的復合型人才，成為當前的重點任務。為了更好地滿足社會需求，實現辦學目標，培養學生從海量紛雜的原始數據中尋找規律的邏輯分析和數學方法應用能力。作為高校數學學科的教育工作者，我們應當主動適應時代發展帶來的教育要求，培養滿足社會需求的專業人才，積極進行課程體系的建設與改革，不斷提高教育教學質量，為大數據時代的人才培養提供充足動力。

二、線性代數教學中存在的問題與現狀分析

（一）學生學習缺乏主動性

線性代數課程一般是安排在大一下學期或者大二進行學習，即在高等數學的學習后進行，此時的學生經歷過高等數學的學習，應該能夠適應大學數學課程的教學節奏，具有一定的學習策略。可從實際情況看，初學者普遍反映線性代數難于高等數學，出現了學習興趣減弱，學習主動性下降等現象。產生這種現象的原因主要是，在高等數學里的很多概念如函數、導數等，沿襲著中學的概念，學生可以通過知識遷移，來幫助理解新知識。而線性代數課程雖然內容不多，但其概念都是以前沒接觸過的，比如行列式，矩陣，相似，正交性等，又或者聽過但和原來的認知有所不同，比如向量的概念。而且線性代數課程內容本身具有很強的邏輯性，對初學者來說，很容易感到枯燥難懂，導致喪失學習興趣。

（二）課程內容枯燥，課時量不足

數學概念都具有一定的抽象性和概括性。因此在教學中如果脫離了實際情景，教學內容就顯得枯燥難懂。此外，在各大高校的教學安排中，本課程的課時量普遍不多，本學院的課時安排就為32學時。為了能在有限的課時里完成規定的教學任務，教師往往偏重于講授概念和知識點，在介紹知識背景、應用場景和數值計算方面的練習就會相應地有所減弱，這樣就會出現學生聽得懂但不會做的狀況。

（三）教學方法傳統，教學手段單一

目前高校數學課作為公共基礎課，都是大班授課，人數較多。學生基數大，教師很難個別輔導，學生在學習上有問題不容易及時得到解決。這樣教學的后果，不但會使學生對課程內容掌握不牢，理解不透徹，同時也不利于培養思維能力和創新意識。

（四）評價體系不完善

目前各個高校，對學生學習的考核方式多為平時成績和期末成績，按一定占比來綜合得到。其中平時成績主要依據出勤情況，課堂表現和作業完成度來判定。這其中就難免有學生為了得高分而抄襲作業的現象發生。此外，在目前的考核標準中，測評因素多為考查學生對知識概念的掌握和應用，而對學生的學習態度、查找資料整合信息等動手能力和自主探究學習能力的測查不夠。

三、針對線性代數教學現狀的改進措施

（一）提高學生對數學重要性的認識和學習興趣

要提高學生對數學學習重要性的認識，需要加強數學與其專業知識的融合，改變傳統課程教學內容，順應時代發展，將軟件使用，數學建模等融入教學當中，并充分利用好企業提供的技術支持與實訓環境，轉化為課程資源，培養學生解決實際問題的能力。以我校為例，近年來不斷加強產校融合，大數據學院與騰訊合作，設立卓越班，教師兼具企業實踐背景和教學理論，讓學生近距離感受到知識的應用價值。

（二）精選教學內容，優化課程體系

為了提高學生對知識的接受程度，改變課程枯燥的現狀，教師在新知識引進時可融入知識來源的背景介紹，從實際問題中抽象出概念，再給出定義。目前主流線性代數教材的編排主要是按照行列式，矩陣，線性方程組，相似矩陣和矩陣對角化，最后是二次型的方式。這樣的編排結構很清晰，每一模塊都是完整的個體，在學習每一章時，知識有一定的系統性。可這樣的編排也容易使各部分知識之間的關聯性不強，在學習時缺乏主線，不容易串聯成知識鏈。事實上，線性代數這門學科的起源和發展都離不開線性方程組的求解，因此，在實際教學中，考慮把對線性代數的求解問題貫穿始終，給學生營造學習情境，這樣更容易對新概念加深理解和記憶。

（三）改進教學方法，豐富教學手段

大數據技術在對我們的教學提出更高要求的同時，也作為技術方法，為教學提供了新的教學手段。我們可以結合時代特色，在教學中引入情境案例，激發學生興趣，鼓勵學生建立數學模型，利用計算機實現解決方案。運用動畫展示，帶給學生知識的直觀印象。在計算方面，可以借助Matlab大型計算功能演示，避免題海戰術。

（四）改進評價方式，科學衡量學習成果

在實際教學中，可以增設一些測評項目，比如加入隨堂考，督促學生每一階段的學習;結合實際，布置與生活相關的作業，讓學生通過查找資料，分析數據，利用數學工具解決問題;對感興趣的方向提交小論文形式的作業。多方位評定教學成果，完善對學生學習態度和能力的考核標準。

四、結語

大數據技術是一門綜合性很強的技術領域，是在計算機、統計學、信息學等多種學科交叉基礎上，形成和發展起來的應用型學科。數學亦是大數據技術發展的一大基石。筆者針對線性代數課程教學現狀進行了分析，并從激發學習興趣、優化教學內容、改進教學方法和評價方式等角度，分別進行教學改革的探索與研究。

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