新工科背景下线性代数教学改革初探

钱宇锋

摘要：“新工科”是我国教育部在2016年提出的教育改革的基本方向，在这一工科改革的主要背景下，许多高校提出线性代数教学改革的新方向。新工科的基本目标是培养杰出的工程人才，这种新工科的技术人才既有扎实的有关相应专业的基础知识，熟练基本技能。既要运用所学知识解决相应的问题，又能根据时代的发展，不断更新自己的知识储备量。在此目标下，本文主要对线性代数改革进行初步探索。

关键词：新工科;线性代数;教学改革;初步探索

线性代数为高等院校理科、工科、管科等专业的一门重要数学的基础课，线性代数是数学学习过程中的一门工具，它有利于培养学校学生的抽象思维，逻辑推理，空间计算等能力。随着技术的发展，线性代数发也发展的领域也越来越多，广泛应用于金融信息等领域。線性代数具有高度的抽象性，这远远超出了学生已有的学习经验，所以很多高校生都说这门功课复杂不易理解。面临这个问题，线性代数教师如何改进和完善课堂教学设计，在学习高等代数的基础下，提高学生的逻辑思维能力和解决实际问题能力，提高学生的学习效果，让学生学以致用，在工科的发展中占有重要的地位。

1 建立基础课程与专业知识相统一的教学模式

线性代数是大学数学中的基础课程，它的基本概念和理论不应该只采用传统的教授式的教学模式，在不同的专业，教师要根据专业自身的特点，循序渐进，引导学生进行研究性的教学，也能够提高教学效率。教学研究方法要注重创新，结合专业特点，学生能够更好地理解到深奥的理论逻辑背后所蕴含的知识背景，将复杂的数学理论应用于生活和工程工业的问题中，既有利于应用所学知识解决专业问题，也能够更好推动学生研究性思维的形成。

教师在教授线性代数课程时，首先考虑的问题应该是不同专业学生需要怎样的数学知识，如果教师了解这个背景，会帮助教师的教学具有针对性，若忽视了学生所学的专业，将会导致学生学习的内容无法学以致用，用所学知识解决实际生活中的问题，这会使学生产生懈怠的心理，认为所学的知识并不重要，缺乏学习线性代数的动力。教师在要针对不同专业的学生，进行不同的教学设计，在引导学生解决与专业相关问题的过程中，建立自己的线性代数知识体系，加深学生对线性代数内容的理解，攻克线性代数逻辑难的难题。

2 发挥多媒体教学的优点、提高课堂效率

线性代数是一门研究矩阵、行列式、向量的线性相关性和线性无关性，线性方程组的结构及解法、矩阵的特征值和特征向量、二次型等构成的一门学科，内容相对较多，教师在进行教学中可以使用多媒体教学，设计教学环节以用来提高课堂效率，用多媒体进行矩阵运算，利用多媒体进行大型方程组的运算等，这将会在很大程度上减少运算量，提高学生们的上课效率，让同学们能够意识到自己的专业和线性代数的学习是密不可分的，提高他们对自己专业知识的学习和线性代数，学习的兴趣。

2.1 利用学习通、优学院等最新课堂教学管理软件优化课堂质量

教室使用学习通、优学院等教学软件，可以更好的进行教学备课分组、学习课堂互动、教学情况分析、学生听课情况追踪、课堂检测等功能，教师可以根据实际情况的需要，利用学习软件的功能进行学习，课堂效果检测，提高自己的教学质量。根据教学内容和学生反馈的信息调整教师的教学思路和教学进度，有利于学生更好的理解掌握课程内容，同时更好地培养学生的逻辑思维能力。在线性代数的教学过程中，考虑信息技术和线性代数教学内容的结合，可以帮助重视教学手段的优化组合，全面提高教学效果。

2.2 教师利用慕课，微课等教学平台开展线上线下交互式教学

随着近代科学技术水平的发展，慕课、微课等在线教育模式也在互联网上兴起，教师现在可用的教学资源越来越多。教育部举办的数学微课教学设计竞赛是一个珍贵的资源平台，它集合了来自全国各地优秀的数学教师的珍贵的微课视频，这些微课视频是结合教学内容和信息技术的创新发展的优秀成果。教师在讲授线性代数过程中，可以让学生先根据课本知识点看微课学习新知识，做好随堂笔记、在线提交作业，完成课后检测，学生在通过微课视频之后，教师在详略得当的讲解重难点，对所学内容进行巩固和延伸。

慕课正在改变传统的教学模式，给工科、理科、管科等大学专业的教学带来了一些新的机遇与挑战，无论是线性代数还是高等数学的教学，课程内容逻辑性强、前后关联性强，只有将线上线下的教学相互联系，进行交互式的教学模式，才能够取得优异的教学成果。利用慕课、微课进行教学，使学生不再仅仅是被动地听老师讲课，接受新知识，而使学生主动地接受新知识，并且主动参与到数学教学的研究中去，这有利于提高学生的自我学习能力，教师也能够根据学生反馈的学习情况进行线上线下答疑，解决学生遇到的难题。学生主动接受新知识的过程，也是学生建立完整的数学基础知识和基本理论体系的过程，培养学生利用所学知识去解决所学专业中遇到的问题的能力，在学以致用的过程中，巩固学生对于线性代数知识的理解。

3 结束

新工科建设是一项复杂的工程，在新工科这一理念的指导下，线性代数教学改革进行初步探索研究，但仍有很多问题需要解决。在改革探索中受到学校的硬件设施，教师的教学能力，学生和教师队有关技术的掌握情况等实际问题的制约。在新工科的背景下，线性代数教学内容的改革仍然需要很更多的教育工作者根据现实情况进行可持续的推广和实践。

参考文献：

[1] 高凤霞.新工科背景下《线性代数》课程教学改革的实践与探索[J].当代教育实践与教学研究，2019（23）.

[2] 李清华，葛君琰.新工科背景下线性代数教学改革初探[J].新课程研究，2019（20）.

[3] 沈学文，徐芝琦.新工科背景下《线性代数》教学内容重构的研究和实践[J].中国教育信息化，2019（10）.

[4] 张广亮，张冰.新工科背景下线性代数混合式教学模式探索[J].教育现代化，2019（94）.

（作者单位：湖北工业大学理学院）