地方應(yīng)用型高校以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力為核心的矩陣論課程教學(xué)改革研究

楊惠娟

(昭通學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，云南 昭通 657000)

1 研究意義

我國高等教育的規(guī)模不斷擴(kuò)大，大學(xué)教育已經(jīng)轉(zhuǎn)為大眾教育，隨之而來的一個(gè)突出問題是高等教育畢業(yè)生的就業(yè)變得越來越難，大多數(shù)畢業(yè)生在工作崗位中表現(xiàn)出應(yīng)變能力差的問題。主要原因是大學(xué)培養(yǎng)的畢業(yè)生未能將自己所學(xué)知識(shí)靈活運(yùn)用于工作中，缺乏創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力，具體表現(xiàn)形式是其動(dòng)手能力較差，專業(yè)學(xué)習(xí)不扎實(shí)。這些問題的出現(xiàn)與我國長期以來形成的較為封閉、傳統(tǒng)的教育模式有關(guān)。雖然從教學(xué)方式方法上看，大量的多媒體教學(xué)已經(jīng)出現(xiàn)在課堂教學(xué)上，但是教學(xué)方式仍是以“教師為中心、以書本為中心以及以課堂為中心”的單向式地灌輸，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏對(duì)學(xué)生思維方法、分析和解決問題方法以及研究方法的訓(xùn)練。

地方本科院校是我國高等學(xué)校的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)人才的任務(wù)，但由于辦學(xué)條件受限，加之政府投入的經(jīng)費(fèi)有限，缺少先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)生源質(zhì)量也不是很理想，所以，新型的教學(xué)模式及豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源并不能一成不變地照搬于地方院校的本科教育課堂中。

矩陣論是應(yīng)用型本科院校理工科各專業(yè)的重要學(xué)科基礎(chǔ)課程，主要以線性代數(shù)和微積分為基礎(chǔ)，全面講述了線性空間及線性空間上的線性映射、矩陣分解、范數(shù)和極限、矩陣函數(shù)與矩陣值函數(shù)、廣義逆矩陣等內(nèi)容。它不僅是常微分方程、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，也是考研必須掌握的重要課程，是解決實(shí)際問題的重要工具，學(xué)好這門課程對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展是非常重要的。

2 教學(xué)現(xiàn)狀

應(yīng)用型本科是高等教育大眾化的產(chǎn)物，其主要的目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。作為數(shù)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程的矩陣論課程有著不可替代的重要地位，其教學(xué)活動(dòng)蘊(yùn)藏著強(qiáng)大的創(chuàng)新教育功能。但在目前的教學(xué)中存在著很多問題，主要表現(xiàn)為教學(xué)過分注重對(duì)學(xué)生概念、理論分析、運(yùn)算技巧的培養(yǎng)，教學(xué)形式比較單一，教學(xué)設(shè)計(jì)不能滿足學(xué)生的發(fā)展需求，甚至只注重知識(shí)的講解及教學(xué)內(nèi)容是否能順利完成，忽略了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度及運(yùn)用能力。教學(xué)方式不能與時(shí)俱進(jìn)，不能有效地利用多媒體等現(xiàn)代教學(xué)資源。

矩陣論作為線性代數(shù)和微積分的后續(xù)課程，具有更強(qiáng)的理論性，教學(xué)內(nèi)容具有高度的概括性和抽象性，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。但由于該課程內(nèi)容多，課時(shí)少，因此在具體教學(xué)實(shí)施過程中，部分教師仍采用傳統(tǒng)的 “黑板+粉筆”、“滿堂灌”的單向式教學(xué)方式。對(duì)教學(xué)內(nèi)容處理又多采用“定義---定理---計(jì)算”這一形式，定義、定理證明、例題的講解占據(jù)大量時(shí)間，受學(xué)時(shí)的影響，使得教學(xué)內(nèi)容中缺少針對(duì)不同專業(yè)特點(diǎn)的應(yīng)用型例題的講解和實(shí)踐訓(xùn)練，淡化了該課程的實(shí)際應(yīng)用，以致于學(xué)生逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣，對(duì)課程產(chǎn)生了排斥的心理，喪失了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)矩陣論課程教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與應(yīng)用創(chuàng)新能力，是應(yīng)用型本科院校矩陣論課程教學(xué)改革面臨的首要問題。

近年來，國內(nèi)學(xué)術(shù)界關(guān)于矩陣論課程教學(xué)改革的研究非?；钴S，取得了豐富的研究成果。但他們的側(cè)重點(diǎn)是研究生及工科類的矩陣論課程教學(xué)改革。本研究重點(diǎn)考慮的是應(yīng)用型地方本科院校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)及應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的矩陣論課程教學(xué)改革。

3 具體改革內(nèi)容和目標(biāo)

3.1 改革內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的改革：在學(xué)時(shí)有限的情況下，根據(jù)地方應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)及應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中該課程的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況及專業(yè)特色，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精化和深化，精選有廣度有深度的教學(xué)內(nèi)容，編制教學(xué)大綱，制作課件、電子教案，同時(shí)及時(shí)更新和補(bǔ)充矩陣?yán)碚摰男路椒ê妥钚鲁晒?，拓展學(xué)生的知識(shí)面。

教學(xué)中嵌入數(shù)學(xué)軟件：雖然矩陣論課程有大量的理論知識(shí)，但是也涉及大量的矩陣計(jì)算(矩陣特征值、矩陣分解、矩陣范數(shù)等)，而人工計(jì)算只能算低階矩陣，所以，將MATLAB、Mathematica等數(shù)學(xué)軟件融入教學(xué)中，增設(shè)實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)是很有必要的。

教學(xué)模式的改革：根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，在教學(xué)實(shí)踐中運(yùn)用啟發(fā)式、探究式、討論式、主動(dòng)參與式、學(xué)生合作式等教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)接受到主動(dòng)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。重視教學(xué)手段的更新，積極運(yùn)用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教育技術(shù)現(xiàn)代化。嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂、對(duì)分課堂等新型授課方式應(yīng)用于課堂教學(xué)。選取若干典型內(nèi)容，錄制課堂教學(xué)視頻，作為線上教學(xué)資源提供給學(xué)習(xí)者或作為交流推廣之用。

將思政教育和矩陣論課程有機(jī)融合在一起：矩陣論課程中有大量的定義、定理、公式等，教師要認(rèn)真?zhèn)湔n，結(jié)合課程發(fā)展的歷史等因素充分挖掘教材中潛在的“思政元素”，把思政教育貫穿于知識(shí)傳授過程中。

教學(xué)評(píng)價(jià)體系的改革：對(duì)學(xué)生的考核要突出能力和創(chuàng)新的目標(biāo)，克服應(yīng)試考核的弊端，將學(xué)生的課堂討論、作業(yè)、課程論文、讀書報(bào)告、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等納入學(xué)生的成績考核。

3.2 改革目標(biāo)

完成適用于地方應(yīng)用型本科高校的以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力為核心的課堂教學(xué)模式的理論構(gòu)建，優(yōu)化矩陣論課程教學(xué)內(nèi)容，使教師具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的意識(shí)。在教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維、探索精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不僅讓學(xué)生學(xué)到課本知識(shí)并通過考試，更重要的是讓學(xué)生各方面的能力都得到顯著提高。

在教學(xué)理念上實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變，即從以教師為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心，從以知識(shí)傳授為中心轉(zhuǎn)向以能力培養(yǎng)為中心，學(xué)生由接受式學(xué)習(xí)為主轉(zhuǎn)向主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)為主。

挖掘課程思政元素并將它融入課堂，讓學(xué)生在數(shù)學(xué)欣賞中涵養(yǎng)人文精神和道德情懷，提升看問題的高度，不斷調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，綜合掌握相應(yīng)的探究能力，以適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的需求。

4 結(jié)語

隨著社會(huì)對(duì)人才需求的變化，矩陣論課程教學(xué)也應(yīng)隨之改革。改革的主要目的是通過該課程的教學(xué)提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，在教學(xué)中要不斷深入研究矩陣論課程教學(xué)特點(diǎn)，不斷進(jìn)行教學(xué)改革，從而提高本科生的教學(xué)質(zhì)量。