關(guān)于線性代數(shù)教學(xué)與信息技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的思考

呂露 段復(fù)建 呂元長

1 桂林電子科技大學(xué)數(shù)學(xué)與計算科學(xué)學(xué)院 廣西 桂林 541004

2 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 廣西 桂林 541004

關(guān)于線性代數(shù)教學(xué)與信息技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的思考

呂露1段復(fù)建1呂元長2

1 桂林電子科技大學(xué)數(shù)學(xué)與計算科學(xué)學(xué)院 廣西 桂林 541004

2 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 廣西 桂林 541004

20世紀(jì)70年代以來，人類開始了信息技術(shù)全面發(fā)展的新時代，信息技術(shù)革命給教育帶來了巨大的沖擊和影響，“線性代數(shù)”作為高校理、工科的一門重要基礎(chǔ)課，是對后續(xù)課程影響最大的一門課程，但其重要性并未在教學(xué)中得到充分的體現(xiàn)，為此，筆者從教師角色，教學(xué)內(nèi)容，教育方式三個方面探討了“線性代數(shù)”教學(xué)應(yīng)當(dāng)進行的轉(zhuǎn)變，以應(yīng)對信息技術(shù)革命帶來的機遇和挑戰(zhàn)。

信息技術(shù)革命；線性代數(shù)；改革；Matlab

1 信息技術(shù)革命下的時代背景

信息技術(shù)( IT), 其現(xiàn)代定義從技術(shù)的本質(zhì)意義上是指借助以微電子學(xué)為基礎(chǔ)的計算機技術(shù)和電信技術(shù)結(jié)合形成的手段, 對聲音的、圖像的、文字的、數(shù)字的和各種傳感信號的信息進行獲取、加工、處理、傳播和使用的能動技術(shù)[1]; 而聯(lián)合國教科文組織對信息技術(shù)的定義是: 應(yīng)用在信息加工和處理中的科學(xué)、技術(shù)與工程的訓(xùn)練方法和管理技巧，這些方法和技巧的應(yīng)用, 涉及人與計算機的相互作用,以及與之相應(yīng)的社會、經(jīng)濟和文化等諸多事物[2]。

由于信息技術(shù)有著巨大的滲透力，是一個綜合性、交叉性極強, 涉及范圍極廣的技術(shù)領(lǐng)域。其從自身的創(chuàng)新性、交互性、兼容性、復(fù)雜性、替代性、標(biāo)準(zhǔn)化和覆蓋面等方面的更新速度之快,委實令人咋舌。這就對大學(xué)生跨學(xué)科的研究能力、不斷學(xué)習(xí)、更新知識的能力提出了更高的要求。

2 線性代數(shù)教學(xué)應(yīng)對信息技術(shù)革命應(yīng)作的改革

二十一世紀(jì)的今天，高校教育在信息科技革命影響下的改革之路正在起步。尤其是線性代數(shù)的教學(xué)改革，在滯后了國外十多年的今天，更應(yīng)該奮起直追，加快課程改革的步伐。在研究我國高等教育如何面向世界的問題時, 教育界的一些專家、學(xué)者提 出了“必須充分重視信息技術(shù)對高教的影響”這一具有戰(zhàn)略意義的認(rèn)識。廈門大學(xué)潘憊元教授認(rèn)為“信息高速公路一旦進入教學(xué)過程, 必然沖擊傳統(tǒng)的教學(xué)模式。傳統(tǒng)的課程編排、教材組織、教學(xué)方式和方法都將發(fā)生根本性變革。傳統(tǒng)的完全以教室為陣地、以教材為載體的知識傳授方式將被打破,大學(xué)的空間將被延伸”[3]。線性代數(shù)教學(xué)應(yīng)抓住這個契機，加快課程改革的步伐，作為線性代數(shù)教學(xué)第一線上的主講教師，筆者認(rèn)為應(yīng)從下面幾個方面進行轉(zhuǎn)變。

2.1 教師角色的轉(zhuǎn)變

“教師在臺上講， 學(xué)生在臺下聽”是傳統(tǒng)教學(xué)的課堂組織方式， 教師的講授是教學(xué)的重點和中心，在整個教學(xué)過程中教師是“導(dǎo)演”， 學(xué)生扮演不同角色的“演員”。在這種教學(xué)模式下，很難引導(dǎo)學(xué)生思考，靈活應(yīng)用所學(xué)知識，更無法引導(dǎo)學(xué)生去探尋特定的內(nèi)容背后隱含的各種因素和發(fā)展變化的多種可能性。另外，在傳統(tǒng)的課堂上，很難實現(xiàn)對發(fā)現(xiàn)新知識、分析、解決問題等能力的培養(yǎng)。而隨著信息技術(shù)的發(fā)展、知識更新的加快以及各學(xué)科的相互交叉、互相滲透, 對大學(xué)生跨學(xué)科的研究能力、不斷學(xué)習(xí)、更新知識的能力也提出了更高的要求，這就決定了高校教師必須進行角色轉(zhuǎn)變，要從“導(dǎo)演”盡快轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)師”。

在教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)教學(xué)進度，安排與授課內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用實例，供學(xué)生選擇，分組完成，以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性，甚至也可以讓學(xué)生自行挖掘并解決相關(guān)的應(yīng)用實例，在這個過程中，課堂學(xué)習(xí)延伸至課外，個人分析，小組討論變?yōu)榭赡?，在分析、建模、求解的過程中學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)或利用答疑時間與老師進行交流、尋求幫助，從而真正地將教學(xué)過程變成一個雙向互動的過程。實踐證明，在這個過程中，會出現(xiàn)一些很好的選題或者完成情況較好的小組，例如，筆者曾收到過一份關(guān)于營養(yǎng)餐單的設(shè)計，這份學(xué)生自主選題的作業(yè)，內(nèi)容比較新穎，學(xué)生在完成這個作業(yè)的過程中也表現(xiàn)出了較濃的興趣與較高的積極性，對于這樣的小組，我們可以進一步提出要求，加強指導(dǎo)。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變

“線性代數(shù)”是工科院校最重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程之一，也是對高校后續(xù)課程影響最大的一門課程。開設(shè)這門課程的主要目的是通過對它的學(xué)習(xí)，使學(xué)生不僅要掌握“線性代數(shù)”的基本概念和基本理論，而且要掌握代數(shù)中提出問題、分析問題和解決問題的思想方法，也就是說，不但要使學(xué)生掌握好“線性代數(shù)”的教學(xué)內(nèi)容，而且更重要的是要使他們掌握運用“線性代數(shù)”的數(shù)學(xué)語言處理實際問題的能力與方法。

目前，筆者所在的教學(xué)團隊正在做的主要工作是將MATLAB 引入課堂，并為各種知識點配上相關(guān)的實例，將線性代數(shù)的教學(xué)與建模進行有機的結(jié)合，這無疑是一個很好的方法，應(yīng)該長期、深入地進行下去。筆者認(rèn)為這樣做的主要目的有兩個：

第一，就目前所用的教材來看，有具體實例的很少，即使有也是在課本最后作為附錄列出，不能引起學(xué)生與教師的足夠重視，再加上課時少，任務(wù)重，用線性代數(shù)的思想建模、解決實際問題的內(nèi)容在課堂上的涉及就少之又少了，這就加劇了培養(yǎng)“用線性代數(shù)的數(shù)學(xué)語言處理實際問題的能力與方法”的難度。針對這一現(xiàn)象，筆者所在教學(xué)團隊進行了一些改革，在教學(xué)改革中，我們首先在48學(xué)時的線性代數(shù)課堂中引入了MATLAB 實驗[4]，教師通過設(shè)計與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的具體問題供學(xué)生思考與解決，為學(xué)生解答了線性代數(shù)“做什么”與“怎么做”的問題，初見成效。

第二，目前大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)線性代數(shù)過程中，將主要的精力放在了計算上，對求解過程的追求遠遠超出了對問題本質(zhì)的分析與思考，分析問題的能力普遍欠佳。為了引導(dǎo)學(xué)生去更好地理解問題“背后”的原因以及問題的各種變化，幫助學(xué)生理清思路，了解原理，首先要做的就是將學(xué)生從“手工計算”中釋放出來，而MATLAB強大的科學(xué)計算能力可以做到這一點。

2.3 教育方式的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)教育體制下，通常采用班級制教學(xué)，“一言堂”式的課堂教學(xué)模式使得全班學(xué)生只能面對一個老師，接受統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容、程序和進度，這種整齊劃一的授課形式嚴(yán)重影響了學(xué)生的自主性、能動性、創(chuàng)造性等個性的培養(yǎng)。我們可以借著信息時代的契機，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，為此，筆者所在團隊建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，在該平臺上引入了國外優(yōu)秀教學(xué)片斷，實例演示，相關(guān)電子書等豐富的資源，也開發(fā)了師生交流板塊，使得教師幫助成為更為貼身的全天候服務(wù)。該網(wǎng)絡(luò)平臺僅僅是一個引導(dǎo)，它可以引導(dǎo)學(xué)生在浩瀚的網(wǎng)絡(luò)資料中搜尋所需信息與資料，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)會尋求幫助，學(xué)會交流，學(xué)會協(xié)作。

3 結(jié)束語

在信息技術(shù)革命開創(chuàng)的信息技術(shù)全面發(fā)散發(fā)展的新時代下，作為高校教師要培養(yǎng)“具有較高的信息素質(zhì)和獲取、處理、利用信息的能力”的學(xué)生，這不得不促使我們?nèi)徱晜鹘y(tǒng)的教學(xué)方式，教育體制、教育觀念。在信息浪潮中轉(zhuǎn)變觀念，建立起與學(xué)生平等的關(guān)系，開創(chuàng)對話的局面，同時，努力提高自己的水平與能力，以自身的能力與人格魅力樹立起在學(xué)生心目中的“權(quán)威”形象，帶領(lǐng)學(xué)生共同前進。

讓我們攜手信息技術(shù)革命，與時俱進，開拓創(chuàng)新，使信息技術(shù)教學(xué)更好地走進學(xué)生，用我們的激情和智慧，去領(lǐng)略信息技術(shù)教育帶來的機遇和挑戰(zhàn)，努力營造一個新的教學(xué)環(huán)境。

[1]姚偉力, 楊德禮.信息技術(shù)與管理變革[J].科研管理.1998(3)

[2]大衛(wèi)·霍克里奇著;王曉明譯.教育中的新信息技術(shù)[M].北京: 中央民族學(xué)院出版社.1986(p5)

[3]楊曉龍.高校發(fā)展與信息技術(shù)革命相適應(yīng)的思考[J].石油教育.70(3) , 1998

[4]李紹剛, 段復(fù)建, 陳利霞.線性代數(shù)中Ma tlab實驗教學(xué)的探索與實踐[J]長春大學(xué)學(xué)報.Vol.20 No.6 June 2010

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.174

廣西區(qū)“工科數(shù)學(xué)教學(xué)團隊”建設(shè)項目

呂露：博士研究生，講師，研究方向：信息與通信工程。