大數(shù)據(jù)視角下線性代數(shù)課程教學(xué)改革探究

徐陽(yáng)

[摘 要] 論文分析了線性代數(shù)教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)、改進(jìn)教學(xué)方法、增強(qiáng)評(píng)價(jià)指標(biāo)多樣性，以期在改善教學(xué)氛圍、完善課程建設(shè)、優(yōu)化教學(xué)評(píng)價(jià)等多環(huán)節(jié)，取得一定成效。

[關(guān)鍵詞] 大數(shù)據(jù);線性代數(shù);自主意識(shí);知識(shí)體系

[基金項(xiàng)目] 安徽省2018年省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目（2018jyxm0149）

[作者簡(jiǎn)介] 徐 陽(yáng)（1991—），女，安徽宿州人，碩士，馬鞍山學(xué)院助教，研究方向?yàn)楹瘮?shù)逼近論。

[中圖分類號(hào)] G640? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）37-0174-02? ? [收稿日期] 2019-12-05

一、大數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)課程建設(shè)

當(dāng)今社會(huì)對(duì)于數(shù)據(jù)的高效運(yùn)用和管理，已經(jīng)成為各行各業(yè)提高管理水平、進(jìn)行科學(xué)決策的重要手段。健全大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)體系，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深度融合，培養(yǎng)兼具數(shù)據(jù)知識(shí)與應(yīng)用視野的復(fù)合型人才，成為當(dāng)前的重點(diǎn)任務(wù)。為了更好地滿足社會(huì)需求，實(shí)現(xiàn)辦學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生從海量紛雜的原始數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律的邏輯分析和數(shù)學(xué)方法應(yīng)用能力。作為高校數(shù)學(xué)學(xué)科的教育工作者，我們應(yīng)當(dāng)主動(dòng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展帶來(lái)的教育要求，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的專業(yè)人才，積極進(jìn)行課程體系的建設(shè)與改革，不斷提高教育教學(xué)質(zhì)量，為大數(shù)據(jù)時(shí)代的人才培養(yǎng)提供充足動(dòng)力。

二、線性代數(shù)教學(xué)中存在的問(wèn)題與現(xiàn)狀分析

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性

線性代數(shù)課程一般是安排在大一下學(xué)期或者大二進(jìn)行學(xué)習(xí)，即在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)后進(jìn)行，此時(shí)的學(xué)生經(jīng)歷過(guò)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，應(yīng)該能夠適應(yīng)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)節(jié)奏，具有一定的學(xué)習(xí)策略。可從實(shí)際情況看，初學(xué)者普遍反映線性代數(shù)難于高等數(shù)學(xué)，出現(xiàn)了學(xué)習(xí)興趣減弱，學(xué)習(xí)主動(dòng)性下降等現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是，在高等數(shù)學(xué)里的很多概念如函數(shù)、導(dǎo)數(shù)等，沿襲著中學(xué)的概念，學(xué)生可以通過(guò)知識(shí)遷移，來(lái)幫助理解新知識(shí)。而線性代數(shù)課程雖然內(nèi)容不多，但其概念都是以前沒(méi)接觸過(guò)的，比如行列式，矩陣，相似，正交性等，又或者聽(tīng)過(guò)但和原來(lái)的認(rèn)知有所不同，比如向量的概念。而且線性代數(shù)課程內(nèi)容本身具有很強(qiáng)的邏輯性，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，很容易感到枯燥難懂，導(dǎo)致喪失學(xué)習(xí)興趣。

（二）課程內(nèi)容枯燥，課時(shí)量不足

數(shù)學(xué)概念都具有一定的抽象性和概括性。因此在教學(xué)中如果脫離了實(shí)際情景，教學(xué)內(nèi)容就顯得枯燥難懂。此外，在各大高校的教學(xué)安排中，本課程的課時(shí)量普遍不多，本學(xué)院的課時(shí)安排就為32學(xué)時(shí)。為了能在有限的課時(shí)里完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，教師往往偏重于講授概念和知識(shí)點(diǎn)，在介紹知識(shí)背景、應(yīng)用場(chǎng)景和數(shù)值計(jì)算方面的練習(xí)就會(huì)相應(yīng)地有所減弱，這樣就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生聽(tīng)得懂但不會(huì)做的狀況。

（三）教學(xué)方法傳統(tǒng)，教學(xué)手段單一

目前高校數(shù)學(xué)課作為公共基礎(chǔ)課，都是大班授課，人數(shù)較多。學(xué)生基數(shù)大，教師很難個(gè)別輔導(dǎo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)上有問(wèn)題不容易及時(shí)得到解決。這樣教學(xué)的后果，不但會(huì)使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容掌握不牢，理解不透徹，同時(shí)也不利于培養(yǎng)思維能力和創(chuàng)新意識(shí)。

（四）評(píng)價(jià)體系不完善

目前各個(gè)高校，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的考核方式多為平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)，按一定占比來(lái)綜合得到。其中平時(shí)成績(jī)主要依據(jù)出勤情況，課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成度來(lái)判定。這其中就難免有學(xué)生為了得高分而抄襲作業(yè)的現(xiàn)象發(fā)生。此外，在目前的考核標(biāo)準(zhǔn)中，測(cè)評(píng)因素多為考查學(xué)生對(duì)知識(shí)概念的掌握和應(yīng)用，而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、查找資料整合信息等動(dòng)手能力和自主探究學(xué)習(xí)能力的測(cè)查不夠。

三、針對(duì)線性代數(shù)教學(xué)現(xiàn)狀的改進(jìn)措施

（一）提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)重要性的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣

要提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)重要性的認(rèn)識(shí)，需要加強(qiáng)數(shù)學(xué)與其專業(yè)知識(shí)的融合，改變傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，將軟件使用，數(shù)學(xué)建模等融入教學(xué)當(dāng)中，并充分利用好企業(yè)提供的技術(shù)支持與實(shí)訓(xùn)環(huán)境，轉(zhuǎn)化為課程資源，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。以我校為例，近年來(lái)不斷加強(qiáng)產(chǎn)校融合，大數(shù)據(jù)學(xué)院與騰訊合作，設(shè)立卓越班，教師兼具企業(yè)實(shí)踐背景和教學(xué)理論，讓學(xué)生近距離感受到知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。

（二）精選教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系

為了提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受程度，改變課程枯燥的現(xiàn)狀，教師在新知識(shí)引進(jìn)時(shí)可融入知識(shí)來(lái)源的背景介紹，從實(shí)際問(wèn)題中抽象出概念，再給出定義。目前主流線性代數(shù)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(duì)角化，最后是二次型的方式。這樣的編排結(jié)構(gòu)很清晰，每一模塊都是完整的個(gè)體，在學(xué)習(xí)每一章時(shí)，知識(shí)有一定的系統(tǒng)性。可這樣的編排也容易使各部分知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，在學(xué)習(xí)時(shí)缺乏主線，不容易串聯(lián)成知識(shí)鏈。事實(shí)上，線性代數(shù)這門學(xué)科的起源和發(fā)展都離不開(kāi)線性方程組的求解，因此，在實(shí)際教學(xué)中，考慮把對(duì)線性代數(shù)的求解問(wèn)題貫穿始終，給學(xué)生營(yíng)造學(xué)習(xí)情境，這樣更容易對(duì)新概念加深理解和記憶。

（三）改進(jìn)教學(xué)方法，豐富教學(xué)手段

大數(shù)據(jù)技術(shù)在對(duì)我們的教學(xué)提出更高要求的同時(shí)，也作為技術(shù)方法，為教學(xué)提供了新的教學(xué)手段。我們可以結(jié)合時(shí)代特色，在教學(xué)中引入情境案例，激發(fā)學(xué)生興趣，鼓勵(lì)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)解決方案。運(yùn)用動(dòng)畫展示，帶給學(xué)生知識(shí)的直觀印象。在計(jì)算方面，可以借助Matlab大型計(jì)算功能演示，避免題海戰(zhàn)術(shù)。

（四）改進(jìn)評(píng)價(jià)方式，科學(xué)衡量學(xué)習(xí)成果

在實(shí)際教學(xué)中，可以增設(shè)一些測(cè)評(píng)項(xiàng)目，比如加入隨堂考，督促學(xué)生每一階段的學(xué)習(xí);結(jié)合實(shí)際，布置與生活相關(guān)的作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)查找資料，分析數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)工具解決問(wèn)題;對(duì)感興趣的方向提交小論文形式的作業(yè)。多方位評(píng)定教學(xué)成果，完善對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和能力的考核標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)域，是在計(jì)算機(jī)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、信息學(xué)等多種學(xué)科交叉基礎(chǔ)上，形成和發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用型學(xué)科。數(shù)學(xué)亦是大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的一大基石。筆者針對(duì)線性代數(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并從激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和評(píng)價(jià)方式等角度，分別進(jìn)行教學(xué)改革的探索與研究。

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