大數(shù)據(jù)背景下線性代數(shù)課程教學改革初探

田仁碧

【摘要】現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展迅速，借助互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展之勢，大數(shù)據(jù)技術(shù)在很多領(lǐng)域已經(jīng)有了比較成熟的運用模式.大數(shù)據(jù)以其海量信息匯集、分析、處理等優(yōu)勢，為教學改革創(chuàng)新提供了新的思路和方向.基于此，本文在研究中重點以線性代數(shù)課程教學改革為對象，對其如何運用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)教學改革的創(chuàng)新突破進行探索，并結(jié)合一些教學實例進行分析.

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；在線教育；教育信息化；線性代數(shù)；教學模式改革

線性代數(shù)是大學工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容復雜抽象，屬于計算量較大的一門學科.傳統(tǒng)的教學模式方法，使得大部分學生不會靈活應(yīng)用行列式、矩陣和向量等工具求解線性方程組，難以讓學生取得更好的成績.而大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為線性代數(shù)教學改革，帶來了新思路，能夠為其創(chuàng)造更多的教學方法模式和教學資源.有助于提升學生們線性代數(shù)學習的效果.

一、大數(shù)據(jù)的概念

大數(shù)據(jù)（big data，mega data），也稱之為巨量資料，指的是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn).在本文的研究中，主要從教學領(lǐng)域來理解和應(yīng)用大數(shù)據(jù)的概念.例如，利用大數(shù)據(jù)的信息分析技術(shù)，對線性代數(shù)的考試題型進行分析；利用大數(shù)據(jù)的海量信息匯集優(yōu)勢，在線性代數(shù)教學中，使用大數(shù)據(jù)信息為學生提供更加豐富的案例教學內(nèi)容等.

二、線性代數(shù)課程教學的現(xiàn)狀

（一）課堂教學方式較為單一

線性代數(shù)教學方法比較單一，大多數(shù)教師都是采用講授法滿堂灌，學生往往僅注重聽講、做筆記和枯燥計算，并沒有真正地參與到教學中.

（二）課堂教學中未能正確運用多媒體

教師在課堂上，僅是將教學內(nèi)容用多媒體簡單展示，大多是讓學生快速瀏覽一遍，其間并沒有邏輯分析及推導過程，使得數(shù)學學科學習缺乏本質(zhì)特點及基本要求.

（三）教學中缺乏數(shù)學文化

在實際教學中絕大多數(shù)教師會為了趕教學進度而注重理論性推導及證明，并未注重學生數(shù)學文化的培養(yǎng)，這也弱化了數(shù)學教育的人文屬性.

三、大數(shù)據(jù)背景下線性代數(shù)課程教學模式改革探索

（一）利用數(shù)據(jù)促進學生個性化學習

在線性代數(shù)教學改革過程中，要充分利用學業(yè)診斷數(shù)據(jù)進行分析歸因，根據(jù)學生個體情況，依托移動學習終端、數(shù)字學習中心、學習空間與平臺等多種載體，促進學生個性化學習方式變革.通過利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對于線性代數(shù)課程的教學大綱與教學內(nèi)容進行深入分析，得到課程的微知識包結(jié)構(gòu)，線性代數(shù)課程主要是圍繞著行列式、矩陣、線性方程組這三大知識塊，展開分析和討論，對于不同水平的學生，可以靈活的添加或刪減學習內(nèi)容的微知識包.針對分塊矩陣、線性方程組、線性方程組解的結(jié)構(gòu)、方陣對角化等需要大量計算內(nèi)容，運用計算機大數(shù)據(jù)模型計算軟件，可以很快地讓學生掌握，而不是要求所有的學生都必須掌握復雜的計算方法.這樣對于促進學生的個性化學習，是有很大幫助作用的.

（二）利用大數(shù)據(jù)信息技術(shù)，提高學生學習的靈活性

大數(shù)據(jù)信息技術(shù)在線性代數(shù)中應(yīng)用，可以打破時空的限制.例如，在線性代數(shù)教學過程中，從國外引進先進的教學內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)平臺實現(xiàn)教學數(shù)據(jù)資源共享.當然，這并不意味著每個學校的教學內(nèi)容相同，而是教師可根據(jù)學生的需求將信息資源與課程精準整合.合理配置好信息化的教育資源，用數(shù)據(jù)驅(qū)動實現(xiàn)教育分層，才真正有利于縮小地區(qū)間的教育差異，促進教育公平和均衡發(fā)展.對于學生來說，線性代數(shù)的學習，不再局限于課堂.在課堂上一些重要的線性代數(shù)知識，如果沒有很好地理解，則在課下可以通過手機學習網(wǎng)絡(luò)共享的教學資料信息，再次進行學習鞏固，能夠有效提升學習的靈活性.

（三）利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)變

現(xiàn)代人工智能“大數(shù)據(jù)+”教育云平臺已經(jīng)能夠?qū)⒄Z音與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)運用于傳統(tǒng)教育教學，實現(xiàn)了對“教、學、考、評、管”等教學活動的全鏈條覆蓋.例如，教師可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，幫助學生解決線性代數(shù)學習中的一些重點難點.教師的教學任務(wù)主要是教會學生如何使用大數(shù)據(jù)進行線性代數(shù)的學習.教師介紹投入產(chǎn)出模型，在矩陣運算的教學后，將馬爾科夫鏈、在特征值與特征向量、人口流動模型等，同大數(shù)據(jù)分析技術(shù)相關(guān)的知識，進行實例練習.讓學生們根據(jù)教師講述的計算機大數(shù)據(jù)解決問題的思路和方法，自主進行練習.同時，引入數(shù)學建模實驗，由實際問題建模并用數(shù)學軟件求解，將解決簡單的線性應(yīng)用問題的觀察、假設(shè)、抽象、建模及求解的綜合過程，通過大數(shù)據(jù)的分析，進行完整地呈現(xiàn).

四、結(jié)束語

線性代數(shù)課程是一門邏輯性強，比較抽象的課程，學習起來難度較大.現(xiàn)代大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速應(yīng)用發(fā)展，給線性代數(shù)教學改革提供了很多新的方法和思路，本文在研究中，結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用比較成熟技術(shù)，對其在線性代數(shù)教學過程中有效運用，進行了論述，希望可以對線性代數(shù)教學改革實踐起到一定的參考和借鑒作用.

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