基于Android的矩陣初等運(yùn)算APP的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張萸 林少宇

摘 要 開發(fā)矩陣初等變換運(yùn)算APP旨在教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)中應(yīng)用并推廣，能夠?qū)V大師生產(chǎn)生切實(shí)有效的幫助。

關(guān)鍵詞 初等變換 輔助教學(xué) APP

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：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

據(jù)CNNIC統(tǒng)計(jì)，2012年，我國手機(jī)用戶成為網(wǎng)民的第一大上網(wǎng)終端，2017年12月其規(guī)模更是達(dá)到了7.72億，占全國網(wǎng)民的97.5%。同時(shí)，在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”理念提出后，國內(nèi)在線教育進(jìn)入快車道。伴隨著教育 產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代，教育行業(yè)商業(yè)模式、教研模式、市場(chǎng)運(yùn)營模式也發(fā)生了巨變。網(wǎng)絡(luò)教育從面向相對(duì)靜止的終端客戶逐步走向面向日益增多的群體——移動(dòng)客戶。因此，移動(dòng)手機(jī)端的教育軟件的開發(fā)與應(yīng)用將是未來“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 線性代數(shù)課程中引入矩陣運(yùn)算APP的必要性

矩陣運(yùn)算對(duì)于大多數(shù)大學(xué)生而言，是必須要學(xué)習(xí)的知識(shí)，特別是理工科的學(xué)生，這是一門必修課程。而在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生常常被矩陣繁雜的計(jì)算所困擾，傳統(tǒng)的計(jì)算軟件都是在電腦上運(yùn)行，在攜帶便捷性上效果較差，所以一款便捷的可以解決矩陣基本運(yùn)算的APP就顯得特別重要了。不僅如此，對(duì)于大學(xué)生而言，更加注重思維的培養(yǎng)，計(jì)算的方法的掌握，所以，矩陣運(yùn)算的APP即保證運(yùn)算的準(zhǔn)確度和正確性，又能保證復(fù)雜算法的過程化學(xué)習(xí)。

在研究線性代數(shù)學(xué)習(xí)和教學(xué)改革問題的過程中，為了推進(jìn)線性代數(shù)教學(xué)工作的合理化變革，在課堂教育中引入手機(jī)APP，在課程學(xué)習(xí)中，利用手機(jī)APP，提高教學(xué)效率，提高學(xué)習(xí)效果，加強(qiáng)教學(xué)效益，促進(jìn)課程建設(shè)，以此適應(yīng)建設(shè)高水平大學(xué)和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的要求。

2 基于Android的線性代數(shù)輔助教學(xué)軟件的開發(fā)

2.1 輔助軟件開發(fā)的可行性

由于Java具有優(yōu)越的通用性，平臺(tái)移植性，安全性和高效性，所以選用Java作為編程語言。同時(shí)，利用MVC編程模式作為編程框架，在Android Studio開發(fā)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)矩陣初等變換的手機(jī)APP。

2.2 輔助教學(xué)軟件開發(fā)的設(shè)計(jì)思想

手機(jī)APP，應(yīng)具有界面友好、交互性強(qiáng)、操作簡單等基本要求，同時(shí)， 我們的APP不同于傳統(tǒng)計(jì)算器，它不僅具有矩陣運(yùn)算功能，還要兼顧計(jì)算的過程，以實(shí)現(xiàn)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，輔助教師教學(xué)。

因此，它應(yīng)該支持矩陣初等變換等功能，可以實(shí)現(xiàn)矩陣輸入輸出、矩陣擴(kuò)大縮小、矩陣交換、矩陣倍乘、矩陣倍加、矩陣轉(zhuǎn)置、矩陣元素刪除等功能。如圖1所示。

2.3 輔助教學(xué)軟件開發(fā)案例

在線性代數(shù)的教學(xué)中，初等變換是一種十分重要的計(jì)算過程。因此，我們選擇初等變換作為輔助教學(xué)軟件開發(fā)的案例，初等變換包括三種，以行變換為例，分別是交換（兩行互換）、倍乘（某一行乘以非零常數(shù)）、倍加（某一行加上另一行的k倍）。主要功能如圖2所示。

我們輸入任意矩陣，并進(jìn)行第一行與第二行互換，如圖3所示。

進(jìn)行倍加運(yùn)算，第二行減去第一行的7倍。如圖4所示。

進(jìn)行倍乘運(yùn)算，第3列乘以5。如圖5所示。

我們還可以對(duì)任意矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)置，如圖6所示。

3 結(jié)語

此APP目前還有許多需要完善的地方，由于不具有安卓開發(fā)者賬號(hào)，所以此APP不能夠直接通過應(yīng)用商店下載，只能通過電腦手動(dòng)安裝，具有一定的局限性，希望在后期開發(fā)過程中對(duì)此問題進(jìn)行解決。

移動(dòng)手機(jī)端APP的使用，能將老師和學(xué)生從機(jī)械而耗時(shí)的計(jì)算中解放出來，節(jié)省的時(shí)間用于進(jìn)行更多應(yīng)用案例的講解，激發(fā)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)，矩陣運(yùn)算APP軟件的推廣，是尊重教育本質(zhì)特性的基礎(chǔ)上，用互聯(lián)網(wǎng)思維及行為模式重塑教育教學(xué)模式、內(nèi)容、工具、方法的過程，是一個(gè)教育質(zhì)變的過程。

參考文獻(xiàn)

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