以培養應用型人才為目標的《線性代數》課程教學改革方案研究

李蕓　陳榮平　米黑龍

摘 要 培養人才自始至終是高等教育的一個重要目標，“培養什么人，為誰培養人”是高校思政課程的一個重要課題。應用型人才與學術型人才同等重要，技術落地才能發展生產力。本文以《線性代數》課程為例，探索了以培養應用型人才為目標的課程教學改革方案，從課程教學方法改革、教學內容選擇、增加實驗模塊和以賽助學四個方面對《線性代數》課程教學方案進行了設計。

關鍵詞 應用型人才 線性代數 實踐教學 競賽

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

黨的十九大提出要實現高等教育內涵式發展。中華人民共和國教育部高等教育司[2018-04-27]在《普通本科院校深化產教融合、校企合作情況介紹》中明確提出：要優化人才培養類型結構，加大應用型人才培養力度，本科教育在培養適量基礎型、學術型人才的同時，著力培養多規格、多樣化的應用型人才。

1《線性代數》課程的地位

《線性代數》課程是高等數學教育中一門重要的課程，和《微積分》、《概率論與數理統計》一起并稱為三劍客，是絕大多數專業必修的公共數學基礎課程。除此之外，線性問題是在實際應用中非常普遍的問題，非線性問題的求解極為困難，如果能將非線性模型線性化，那將極大的簡化問題的求解方式。事實上，《微積分》課程中的“以直代曲”的微分思想就是將整體非線性問題局部線性化的一個經典思想。在人工智能和大數據時代背景下，線性代數中的矩陣方法成為解決實際問題的各種算法的核心方法。

2傳統《線性代數》課程教學的弊端

然而，傳統的線性代數教學存在以下幾方面的問題：（1）傳統教學方法過分強調基本概念和運算能力，忽視了學生解決實際問題的應用創新能力。（2）傳統教學過程是以教師講授為主，學生只能被動聽課，導致學生喪失學習的積極性與主動性。（3）教材例題陳舊，與生活實例相去甚遠，不能充分激發學生學習的興趣。（4）教學內容體系缺乏實際應用層面的方法教授。（5）在強調小學生要掌握編程能力的今天，大學生不會利用計算機來編程計算求解問題，特別是《線性代數》這一類非常適合用計算機來求解的課程。

3以培養應用型人才為目標的《線性代數》課程教學改革方案探索

本文結合筆者多年來在教學一線的經驗，嘗試從幾個方面對《線性代數》課程教學方案進行改革，以達到培養應用型人才的目的。

3.1課程教學方法的改革

《線性代數》課程將從以下幾個方面來進行教學的組織。首先，教師利用微課方式，引入案例或項目，激發學生對本堂課的興趣，帶著問題和思考進入課堂。其次，在課堂上，在教師的引導下，學生們和老師一起對問題進行線性模型的建立，并學習線性代數基礎知識的求解的方法和技巧。然后，借助于超星“學習通”，“Educoder"等平臺，仿照游戲的關卡設計，設置課堂練習，學生必須在當前知識點過關后才能開始進行下一個知識點的學習，用心理學的知識調動學生的不斷挑戰自我的心理。最后，增加測驗次數，每個章節除作業外均進行一次小測驗，不再以期末考試一考定終生，強調課程的學習過程。 在這個方案中，除課堂時間外，學生將充分利用好自己的碎片時間。

3.2教學內容選擇

在教學內容上，除傳統的行列式、矩陣基本運算、向量、線性方程組、矩陣對角化等基本模塊外，可增加在實際應用中非常有用的幾個模塊內容：矩陣奇異值分解及其應用，線性代數在圖與網絡中的應用;復矩陣與傅立葉變換;線性代數與信號壓縮等。

3.3增加實驗模塊

本方案將采用Python語言和Jupyter平臺來對《線性代數》中的知識點進行可視化和計算。舉例如下：

3.4以賽助學

在進行案例式教學訓練后，學生可以參加大學生數學建模競賽，鍛煉自己在《線性代數》課程中學到的能力，一個是建立數學模型的能力，另一個是編程解決問題的能力。

4結語

在核心技術受到他國卡脖子的今天，應用型人才的培養顯得格外重要，我們的人才不僅要知其然，更要知其所以然，并且能夠學以致用，“師夷長技以制夷”乎！

基金項目：本文受到湖南商學院第二十批校級教學改革研究項目的資助。

參考文獻

[1] 陳利霞，王學文.應用型人才培養模式下線性代數實驗教學改革[J].中國電力教育，2013（19）：147-148.

[2] 鐘小品，曾文雯.以概念為中心的“線性代數”教學改革探討[J].當代教育理論與實踐，2013（08）：87-89.