探索大數(shù)據(jù)時(shí)代高校線性代數(shù)的教學(xué)改革

周 義

（太原學(xué)院數(shù)學(xué)系 山西 太原 030032）

1 引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)各行各業(yè)各個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了明顯的積極影響，2015 年國家曾發(fā)布過“促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要”的一則通知，這個(gè)通知也標(biāo)志著大數(shù)據(jù)時(shí)代的徹底到來，從那之后大數(shù)據(jù)技術(shù)便成為各領(lǐng)域的應(yīng)用重點(diǎn)，教育領(lǐng)域自然也不例外?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)處于高速革新的狀態(tài)，社會(huì)對(duì)具備大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能力的人才需求逐漸增多，高校作為培養(yǎng)多方面人才的重要場(chǎng)所，線性代數(shù)作為數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)，標(biāo)志著大數(shù)據(jù)時(shí)代各項(xiàng)信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)代代數(shù)教學(xué)改革的重要性。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，隨著各類信息技術(shù)的深入應(yīng)用，智能設(shè)備的普及，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已無法滿足現(xiàn)代化教學(xué)的需求。因此，在現(xiàn)代高校教學(xué)中，有必要在高校教學(xué)課堂中引入與大數(shù)據(jù)技術(shù)有關(guān)的教學(xué)技術(shù)，以便更好地培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的處理、分析與挖掘能力，擴(kuò)寬思維，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量等?；诖髷?shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展背景下，如何有效利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)線性代數(shù)教學(xué)的高校改革是廣大教育者都在思考的問題。線性代數(shù)作為數(shù)學(xué)專業(yè)中的基礎(chǔ)課程、其他專業(yè)的核心課程，在大數(shù)據(jù)時(shí)代的推動(dòng)下，其教學(xué)改革勢(shì)在必行。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代為高校線性代數(shù)教學(xué)帶來的影響

目前在高校線性代數(shù)教學(xué)中，廣泛存在教學(xué)模式陳舊，教師不注重對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，忽略挖掘信息的重要性，且教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)實(shí)際應(yīng)用脫軌、教學(xué)方法與手段落后，無法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。線性代數(shù)屬于數(shù)學(xué)中的學(xué)科分支，其內(nèi)容與高等代數(shù)類似，極為抽象，存在諸多公式與定理，計(jì)算規(guī)模極其復(fù)雜且龐大，在計(jì)算過程中出錯(cuò)幾率極高，因此，大多數(shù)大學(xué)生對(duì)這門課程感興趣程度并不高，導(dǎo)致教學(xué)課堂上的氣氛沉悶，成績也往往不理想，教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)質(zhì)量均較差。

大數(shù)據(jù)與信息時(shí)代的各項(xiàng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)下，逐漸被廣泛應(yīng)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)已完全滲透高校教學(xué)課堂，MOOC、微課等新興教學(xué)模式為教育領(lǐng)域帶來了創(chuàng)新性的教學(xué)資源，也實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的實(shí)時(shí)共享，為高校數(shù)學(xué)專業(yè)的線性代數(shù)教學(xué)模式帶來了極大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存時(shí)，如何克服大數(shù)據(jù)技術(shù)的劣勢(shì)，充分發(fā)揮其在線性代數(shù)課程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是廣大數(shù)學(xué)教育工作者都應(yīng)思考與探索的問題，高效推廣大數(shù)據(jù)技術(shù)的合理應(yīng)用，也是高校數(shù)學(xué)專業(yè)教學(xué)改革的重要目標(biāo)與任務(wù)[1-2]。

3 大數(shù)據(jù)時(shí)代線性代數(shù)教學(xué)創(chuàng)新改革的思路

3.1 利用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教學(xué)觀念

高校教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)線性代數(shù)的引導(dǎo)者，在培養(yǎng)學(xué)生能力與掌握知識(shí)方面發(fā)揮著重要作用，出于此，該門課程的教師應(yīng)利用大數(shù)據(jù)時(shí)代的現(xiàn)代化教育技術(shù)加深學(xué)生對(duì)本學(xué)科的理解與認(rèn)知，明確該學(xué)科在數(shù)學(xué)專業(yè)教學(xué)中的重要性，結(jié)合學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的反饋，積極將大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)等相關(guān)技術(shù)與線性代數(shù)課程進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)線性代數(shù)課程教學(xué)與大數(shù)據(jù)的高度契合，利用大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)在潛意識(shí)中培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)思維?，F(xiàn)代社會(huì)的高速發(fā)展與行業(yè)需求，對(duì)學(xué)生在大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面的能力也有了更高的要求，傳統(tǒng)教學(xué)傳授方式與課堂教學(xué)模式使學(xué)生獲取知識(shí)的途徑受到限制，僅僅依靠單一教材與教師的傳授與講解，已經(jīng)無法滿足學(xué)生的發(fā)展需求。因此，高校線性代數(shù)教學(xué)改革應(yīng)著眼于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式，充分認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)在該課程教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)大學(xué)生利用大數(shù)據(jù)獲取相關(guān)知識(shí)，明確教學(xué)目標(biāo)，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，幫助學(xué)生在了解大數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)，學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率更上一層樓。

3.2 利用大數(shù)據(jù)打造多元化學(xué)習(xí)模式

為了提高線性代數(shù)的教學(xué)質(zhì)量，首先要充分分析目前線性代數(shù)教學(xué)中存在的問題和不足，探討產(chǎn)生問題的原因，利用各種信息技術(shù)與信息技術(shù)打造的學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)模式。利用大數(shù)據(jù)對(duì)課程大綱和課程內(nèi)容進(jìn)行分析，提取知識(shí)結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生掌握該課程的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。一般而言，線性代數(shù)由線性方程組、行列式和矩陣三部分組成，計(jì)算規(guī)模較為龐大，計(jì)算程度較為復(fù)雜，教師應(yīng)運(yùn)用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)際模擬，以最直觀的方式讓學(xué)生了解計(jì)算原理與過程，簡化計(jì)算過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生吸取知識(shí)的多元化模式。

3.3 利用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教學(xué)手段和方法

在教學(xué)方面，應(yīng)積極實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)與線性代數(shù)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)對(duì)線性代數(shù)教學(xué)帶來的積極影響。運(yùn)用大數(shù)據(jù)帶來的優(yōu)勢(shì)優(yōu)化教學(xué)手段與方法，比如結(jié)合實(shí)際案例分析、視頻演示和探討、PPT 展示等多元化的教學(xué)方式，以圖文并茂的形式將線性代數(shù)較為抽象的知識(shí)點(diǎn)簡單化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師還可以利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，根據(jù)學(xué)習(xí)狀況對(duì)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，采用個(gè)性化、多元化教學(xué)模式，促進(jìn)課堂的趣味性與互動(dòng)性。此外，基于大數(shù)據(jù)的交互式教學(xué)，可以在在線平臺(tái)上完成作業(yè)的布置與完成情況的檢查等，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生雙方之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的消化與吸收能力[3]。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用不斷深入，利用大數(shù)據(jù)可以有效提高學(xué)生針對(duì)線性代數(shù)方面的思維能力與學(xué)習(xí)效率，也可以幫助教師優(yōu)化教學(xué)手段與方法。因此，有必要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)在線性代數(shù)教學(xué)中的滲透，創(chuàng)設(shè)大數(shù)據(jù)環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)平臺(tái)，提高教學(xué)質(zhì)量。