基于Android的矩阵初等运算APP的设计与实现

张萸 林少宇

摘 要 开发矩阵初等变换运算APP旨在教师教学、学生学习中应用并推广，能够对广大师生产生切实有效的帮助。

关键词 初等变换 辅助教学 APP

中图分类号：TP311 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.018

Abstract The development matrix elementary transformation algorithm APP is designed and applied in teacher teaching and student learning， and can effectively and effectively help teachers and students.

Keywords elementary transformation； assisted instruction； APP

据CNNIC统计，2012年，我国手机用户成为网民的第一大上网终端，2017年12月其规模更是达到了7.72亿，占全国网民的97.5%。同时，在“互联网+教育”理念提出后，国内在线教育进入快车道。伴随着教育 产业升级换代，教育行业商业模式、教研模式、市场运营模式也发生了巨变。网络教育从面向相对静止的终端客户逐步走向面向日益增多的群体——移动客户。因此，移动手机端的教育软件的开发与应用将是未来“互联网+教育”模式发展的必然趋势。

1 线性代数课程中引入矩陣运算APP的必要性

矩阵运算对于大多数大学生而言，是必须要学习的知识，特别是理工科的学生，这是一门必修课程。而在学习的过程中，学生常常被矩阵繁杂的计算所困扰，传统的计算软件都是在电脑上运行，在携带便捷性上效果较差，所以一款便捷的可以解决矩阵基本运算的APP就显得特别重要了。不仅如此，对于大学生而言，更加注重思维的培养，计算的方法的掌握，所以，矩阵运算的APP即保证运算的准确度和正确性，又能保证复杂算法的过程化学习。

在研究线性代数学习和教学改革问题的过程中，为了推进线性代数教学工作的合理化变革，在课堂教育中引入手机APP，在课程学习中，利用手机APP，提高教学效率，提高学习效果，加强教学效益，促进课程建设，以此适应建设高水平大学和提高人才培养质量的要求。

2 基于Android的线性代数辅助教学软件的开发

2.1 辅助软件开发的可行性

由于Java具有优越的通用性，平台移植性，安全性和高效性，所以选用Java作为编程语言。同时，利用MVC编程模式作为编程框架，在Android Studio开发环境下，实现矩阵初等变换的手机APP。

2.2 辅助教学软件开发的设计思想

手机APP，应具有界面友好、交互性强、操作简单等基本要求，同时， 我们的APP不同于传统计算器，它不仅具有矩阵运算功能，还要兼顾计算的过程，以实现辅助学生学习，辅助教师教学。

因此，它应该支持矩阵初等变换等功能，可以实现矩阵输入输出、矩阵扩大缩小、矩阵交换、矩阵倍乘、矩阵倍加、矩阵转置、矩阵元素删除等功能。如图1所示。

2.3 辅助教学软件开发案例

在线性代数的教学中，初等变换是一种十分重要的计算过程。因此，我们选择初等变换作为辅助教学软件开发的案例，初等变换包括三种，以行变换为例，分别是交换（两行互换）、倍乘（某一行乘以非零常数）、倍加（某一行加上另一行的k倍）。主要功能如图2所示。

我们输入任意矩阵，并进行第一行与第二行互换，如图3所示。

进行倍加运算，第二行减去第一行的7倍。如图4所示。

进行倍乘运算，第3列乘以5。如图5所示。

我们还可以对任意矩阵进行转置，如图6所示。

3 结语

此APP目前还有许多需要完善的地方，由于不具有安卓开发者账号，所以此APP不能够直接通过应用商店下载，只能通过电脑手动安装，具有一定的局限性，希望在后期开发过程中对此问题进行解决。

移动手机端APP的使用，能将老师和学生从机械而耗时的计算中解放出来，节省的时间用于进行更多应用案例的讲解，激发其学习的主动性和积极性，培养学生的实际应用能力，为后续专业课的学习打下数学基础。同时，矩阵运算APP软件的推广，是尊重教育本质特性的基础上，用互联网思维及行为模式重塑教育教学模式、内容、工具、方法的过程，是一个教育质变的过程。

参考文献

[1] 第41次《中国互联网络发展状况统计报告》发布[EB/OL]. http：//tech.sina.com.cn/i/2018-01-31/doc-ifyrcsrv9714983.shtml.2018-01-31.

[2] 吴建波.基于jPre的银电联网收费系统[D].四川：电子科技大学，2012.