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一、將理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合
隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的完善和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整,社會(huì)各方面都對(duì)高等教育人才培養(yǎng)的質(zhì)量提出了更新更高的要求。教育部在高等教育“質(zhì)量工程”中明確提出要加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)改革與人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新研究的科學(xué)精神。因此為社會(huì)培養(yǎng)出具有解決實(shí)際問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力的人才是我們高等學(xué)校永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)。我們高等學(xué)校的主要任務(wù)就是培養(yǎng)適合社會(huì)各方面需要的人才。為了培養(yǎng)高質(zhì)量的實(shí)用型和創(chuàng)新型人才,在線性代數(shù)教材中就應(yīng)該將線性代數(shù)理論與實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題科學(xué)整合?,F(xiàn)在的線性代數(shù)教材,基本都是重理論,重定義,少與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系。一些抽象的理論,學(xué)生理解起來(lái)很困難,所以對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性有很大的打擊。重組教學(xué)內(nèi)容,理順線性代數(shù)的基本概念和基本內(nèi)容,深入研討線性代數(shù)的思想,注重吸收以往教材的精華,但不拘泥以往教材的內(nèi)容和形式,淡化定理的推導(dǎo),著重方法的訓(xùn)練,充分體現(xiàn)線性代數(shù)與工程實(shí)際應(yīng)用之間的聯(lián)系。
二、將數(shù)學(xué)建模思想與線性代數(shù)的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合
數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),在它產(chǎn)生和發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中,一直是和各種各樣的應(yīng)用問(wèn)題緊密相關(guān)的。隨科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)的日益普及,人們對(duì)各種問(wèn)題的要求越來(lái)越精確,使得數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和深入,數(shù)學(xué)科學(xué)的地位會(huì)發(fā)生巨大的變化。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全球化、計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,數(shù)學(xué)理論與方法的不斷擴(kuò)充使得數(shù)學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)代高科技的一個(gè)重要組成部分和思想庫(kù)。在新時(shí)期下,編寫線性代數(shù)教材時(shí),要充分思考數(shù)學(xué)建模與該課程教學(xué)的內(nèi)在關(guān)系,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)建模思想,充分體現(xiàn)其在課程教學(xué)中的引領(lǐng)作用,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力,提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
三、將專業(yè)特點(diǎn)與性代數(shù)的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合
根據(jù)不同專業(yè)的需要,增加相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例,從而使線性代數(shù)的學(xué)習(xí)能充分為專業(yè)服務(wù)。例如,對(duì)于管理類專業(yè)的線性代數(shù)課程,可在教學(xué)內(nèi)容中加入市場(chǎng)均衡價(jià)格模型、國(guó)民收入模型及投入產(chǎn)出模型。對(duì)于控制理論專業(yè)的線性代數(shù)課程,可在教學(xué)內(nèi)容中加入控制理論的一些模型。這樣不僅可以提高學(xué)生的興趣,也可以讓學(xué)生感受到線性代數(shù)課程的重要性。
四、將Matlab實(shí)驗(yàn)與線性代數(shù)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合
在今天計(jì)算機(jī)廣泛使用的時(shí)代,線性代數(shù)課程應(yīng)該注重與新的計(jì)算技術(shù)的結(jié)合。目前的線性代數(shù)課程學(xué)習(xí),許多學(xué)生學(xué)完了本門課程,只是為了考試而學(xué)。其實(shí),就連一部分教師,也說(shuō)不清學(xué)習(xí)線性代數(shù)到底有什么用。因?yàn)楝F(xiàn)在的線性代數(shù)內(nèi)容,根本沒有與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。因?yàn)橛檬止び?jì)算線性代數(shù)中的問(wèn)題,根本沒法把它推廣到應(yīng)用中去。例如,靜力學(xué)中的核心是平衡方程,一個(gè)空間物體有6個(gè)平衡方程,就是n=6的線性方程組,兩個(gè)剛體相聯(lián),方程數(shù)n就加倍。電路課中穩(wěn)態(tài)電路核心是基爾霍夫方程,n個(gè)節(jié)點(diǎn)(或回路)就是n個(gè)方程,交流電路更是得數(shù)方程,構(gòu)成n元得數(shù)方程組。后續(xù)課中要算的n都大于3,現(xiàn)代的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題n達(dá)到幾百、幾千,線性代數(shù)教的手工解法解決不了,不教計(jì)算機(jī)結(jié)果是統(tǒng)統(tǒng)不用矩陣,線性代數(shù)知識(shí)就只好不用,所以學(xué)習(xí)線性代數(shù)應(yīng)該筆算機(jī)算都會(huì)。與Matlab相結(jié)合,線性代數(shù)能用于解直流電路與交流電路、解線性系統(tǒng)中常微分方程、解線性系統(tǒng)中信號(hào)流圖、求數(shù)字信號(hào)處理中的系統(tǒng)函數(shù)、解靜力學(xué)問(wèn)題、解機(jī)械測(cè)量學(xué)問(wèn)題、解文獻(xiàn)管理問(wèn)題等。這就大大增強(qiáng)的線性代數(shù)的實(shí)用性。
五、將網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)資源與教材的建設(shè)相結(jié)合
信息時(shí)代的新教材改革始終強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的融合,充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì),為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。因此新時(shí)期下,線性代數(shù)教材也要在電子教材、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)視頻授課、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)、在線輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)和在線考試系統(tǒng)等數(shù)字化資源建設(shè)方面給予足夠的重視,以適應(yīng)信息時(shí)代的發(fā)展要求。
總之,在新的歷史時(shí)期,線性代數(shù)教材建設(shè)還有許多工作需要廣大的數(shù)學(xué)工作者投入時(shí)間和精力來(lái)加以研究和探索。此外我們必須清楚地認(rèn)識(shí)到,隨著時(shí)間的推移,社會(huì)對(duì)線性代數(shù)的要求也會(huì)隨之變化,我們必須及早進(jìn)行準(zhǔn)備,滿足社會(huì)發(fā)展的需要。
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一、現(xiàn)代人才管理的范圍
隨著時(shí)代的發(fā)展,人才管理的范圍日趨擴(kuò)大,除去以往的招聘、薪酬、考勤、福利等內(nèi)容外,人才管理更強(qiáng)調(diào)的是對(duì)人才的關(guān)注。例如:如何吸引、聘用、安置、發(fā)展和保留人才。
人才管理的工作核心是保障適合的人在適合的時(shí)間,從事適合的工作,提高他們?cè)诠ぷ髦械男腋V笖?shù)和生活幸福指數(shù),從而保障交通運(yùn)輸業(yè)在發(fā)展過(guò)程中連續(xù)的人才供應(yīng)。吸引與招聘、測(cè)評(píng)與評(píng)估、績(jī)效管理、人才開發(fā)、員工繼任、員工保留成為交通運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)代人才管理的核心內(nèi)容。人才管理的范圍也由關(guān)注人才的物質(zhì)需求轉(zhuǎn)向更高層次的心理需求,即為他們自身價(jià)值的實(shí)現(xiàn)搭建平臺(tái)。
二、現(xiàn)代人才管理的措施
近年來(lái),河北省張家口市公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心通過(guò)不斷探索和積極推進(jìn),已由傳統(tǒng)的自籌、自建、自管的管理模式,向社會(huì)化、專業(yè)化、現(xiàn)代化的管理模式轉(zhuǎn)變,這是交通建設(shè)領(lǐng)域里的一項(xiàng)重大改革。實(shí)踐充分證明,隨著公路工程檢測(cè)的全面推行,取得了引人矚目的成就。
在當(dāng)前交通運(yùn)輸業(yè)持續(xù)發(fā)展的新形勢(shì)下,我國(guó)公路工程檢測(cè)正處在一個(gè)深化發(fā)展的新階段,我們必須站在新的起點(diǎn)上,以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng),繼續(xù)發(fā)揚(yáng)銳意進(jìn)取、開拓創(chuàng)新精神,迎接新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),應(yīng)對(duì)國(guó)際、國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
如何在現(xiàn)有的環(huán)境下培養(yǎng)和挖掘人才,建立以人為本的現(xiàn)代化人力資源管理機(jī)制,成為當(dāng)前工作的重中之中。管理者應(yīng)從實(shí)際出發(fā),結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的特點(diǎn),對(duì)以往的管理工作進(jìn)行了刪減和完善,對(duì)值得借鑒的管理方法加以填充并實(shí)踐,進(jìn)而有效的控制和管理人才。
(一)建構(gòu)現(xiàn)代人才科學(xué)的管理體系
在具體實(shí)施人才管理戰(zhàn)略之前,必須先對(duì)檢測(cè)中心的業(yè)務(wù)流程和管理體系進(jìn)行評(píng)估和整合。因?yàn)槿肆Y源管理體系是單位結(jié)構(gòu)直至崗位設(shè)置的基礎(chǔ)和依據(jù),崗位職能的發(fā)揮是對(duì)單位業(yè)務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)。只有建立清晰、高效的人才管理體系,才能從根本上解決機(jī)構(gòu)臃腫、人浮于事、信息反饋遲緩等問(wèn)題。從結(jié)構(gòu)上,要形成一個(gè)縱橫交織的框架;從運(yùn)行機(jī)制上,要構(gòu)建持續(xù)性的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,特別是要構(gòu)建內(nèi)部規(guī)范、持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,使人才縱向轉(zhuǎn)換,橫向流動(dòng),人盡其才,才盡其用。
(二)結(jié)合自身特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行人力資源合理規(guī)劃
人力資源規(guī)劃是對(duì)人員的需求和供給作出分析和估計(jì)。一般包括崗位職務(wù)規(guī)劃、人員補(bǔ)充規(guī)劃、教育培訓(xùn)規(guī)劃、人力分配規(guī)劃、人才層次和專業(yè)規(guī)劃等。依據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)置,按檢測(cè)人員的比例和組織機(jī)構(gòu)的定員確定管理人員的需要量;按檢測(cè)人員的比例和技術(shù)人員的層次結(jié)構(gòu)確定專業(yè)技術(shù)人員需要量;根據(jù)產(chǎn)值、勞動(dòng)生產(chǎn)率、單位規(guī)模確定檢測(cè)人員的需要量;根據(jù)規(guī)劃,招聘適合各崗位的專業(yè)技術(shù)人才。
(三)柔性管理和剛性管理相結(jié)合,找到單位效益和員工個(gè)人利益雙贏的平衡點(diǎn)
剛性管理強(qiáng)調(diào)的是組織權(quán)威和專業(yè)分工。柔性管理強(qiáng)調(diào)的是組織的共同價(jià)值觀、人員技巧等軟性因素。
剛性管理適用于主要追求低層次需求的員工,適用于對(duì)創(chuàng)造性要求較低的、衡量標(biāo)準(zhǔn)容易量化的工作。這類員工往往希望有正規(guī)的組織與規(guī)章條例來(lái)要求自己,而不愿參與問(wèn)題的決策并承擔(dān)責(zé)任。
而當(dāng)員工的低層次需求基本得到滿足,高層次需求成為優(yōu)勢(shì)動(dòng)機(jī),當(dāng)工作標(biāo)準(zhǔn)不易量化,且對(duì)革新要求較高時(shí),員工往往歡迎柔性管理,以獲得更多發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)造性的機(jī)會(huì)。
柔性管理蘊(yùn)含著以關(guān)注人性為核心的文化建設(shè),以滿足員工良好情緒體驗(yàn)為目標(biāo)。而剛性需求則更多關(guān)注制度建設(shè),以調(diào)動(dòng)單位和職工兩個(gè)積極性為目標(biāo),最大限度提高職工效益和單位效益。
在績(jī)效管理中,首先是依據(jù)整體經(jīng)營(yíng)目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)分解,劃分到生產(chǎn)單位和職能部門,形成各自目標(biāo)。然后根據(jù)績(jī)效指標(biāo)和各崗位職責(zé),確定個(gè)人的績(jī)效指標(biāo)。最后對(duì)完成績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估和考評(píng),從而使個(gè)人的績(jī)效同部門乃至整個(gè)績(jī)效掛勾,使員工的利益與單位結(jié)合在一起。
(四)人才管理的動(dòng)態(tài)化要求不斷進(jìn)行有效的人力資源重組
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)是信息爆炸的的時(shí)代,外部環(huán)境的復(fù)雜性和易變性,一方面要求戰(zhàn)略決策必須整合各類人員的智慧,另一方面又要求戰(zhàn)略決策的作出必須迅速。根據(jù)市場(chǎng)定位,確定目標(biāo)后,就必須打破各部門的分工界限,抽調(diào)有關(guān)的人力、物力實(shí)行職能的重新組合。在柔性管理的激勵(lì)下,讓每個(gè)員工自覺、自愿地把自己的知識(shí)和智慧奉獻(xiàn)給公路檢測(cè),實(shí)現(xiàn)公路檢測(cè)目標(biāo)。
對(duì)于一線檢測(cè)人員,要把培訓(xùn)和崗位技能結(jié)合起來(lái),舉行崗位練兵、技能大賽等活動(dòng)。只有努力把單位的發(fā)展同員工的發(fā)展結(jié)合起來(lái),把員工的培訓(xùn)作為管理的一個(gè)重要部分,才能更好的激勵(lì)人才和留住人才。因此,檢測(cè)中心的各種培訓(xùn),對(duì)于其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。
在使用人才過(guò)程中,應(yīng)做到善于用人,將人才用到一個(gè)合適的位置上;應(yīng)堅(jiān)持“公平、平等、競(jìng)爭(zhēng)、擇優(yōu)”的原則,做到制度規(guī)范、透明公正、運(yùn)行有序;要合理地配置人才資源,造就讓人才脫穎而出的環(huán)境。
三、現(xiàn)代人才管理的核心
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,人才資源是一種潛力無(wú)窮、可以不斷再生的資源。作為管理者,要改變舊的思想觀念,營(yíng)造一種尊重人才,愛惜人才,提攜人才,保護(hù)人才,讓人才資源能夠生存的環(huán)境,讓人才脫穎而出。真正有雄才大略成大事業(yè)的人,都善于使用人才,也能夠容人才,舍得高價(jià)請(qǐng)人才,禮賢下士。
關(guān)鍵詞 線性代數(shù) 精品課程 數(shù)字化資源 教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號(hào):G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
自教育部在2003年啟動(dòng)精品課程建設(shè)以來(lái),精品課程建設(shè)迄今已走過(guò)十多個(gè)年頭。在這十多年的時(shí)間里,精品課程建設(shè)的思想已深入人心。如今,各高校對(duì)精品課程的建設(shè)已形成了共識(shí),就是建設(shè)具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材和一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程。線性代數(shù)是高等學(xué)校理工科專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課,它既是數(shù)學(xué)在其他學(xué)科應(yīng)用的必需基礎(chǔ)課程,又是提高學(xué)生數(shù)學(xué)修養(yǎng)的核心課程。我校的線性代數(shù)課程2005年被列為校級(jí)精品課程,2007年被評(píng)為湖北省精品課程,2009年又成功申報(bào)為國(guó)家級(jí)精品課程。在精品課程的建設(shè)過(guò)程中,我們結(jié)合自己的實(shí)際情況,開創(chuàng)了一條以數(shù)字化資源平臺(tái)為基礎(chǔ)的精品課程建設(shè)特色之路。
1線性代數(shù)數(shù)字化資源簡(jiǎn)介
我校自1998年開始就由方文波教授組織牽頭進(jìn)行線性代數(shù)數(shù)字化教學(xué)資源的研發(fā)建設(shè),在十多年的時(shí)間,課題組采用邊研究、邊實(shí)踐的方式進(jìn)行線性代數(shù)數(shù)字化資源的建設(shè),先后攻克多個(gè)技術(shù)難關(guān),最終建立了較為完備的數(shù)字化資源系統(tǒng),滿足了新時(shí)期教育教學(xué)改革的需要。在我們所開發(fā)的數(shù)字化資源系統(tǒng)中,一共包括六個(gè)子系統(tǒng),分別是線性代數(shù)演算系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱演算系統(tǒng))、線性代數(shù)求解模型(簡(jiǎn)稱求解模型)、線性代數(shù)學(xué)習(xí)模型(簡(jiǎn)稱學(xué)習(xí)模型)、線性代數(shù)智能在線測(cè)試系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱測(cè)試系統(tǒng))、線性代數(shù)在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng))以及線性代數(shù)智能電子教案(簡(jiǎn)稱智能教案)。在整個(gè)數(shù)字化教學(xué)資源系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)功能相互獨(dú)立又具有一定的聯(lián)系,形成了一個(gè)有機(jī)的整體。演算系統(tǒng)是專門為教學(xué)而設(shè)計(jì),其輸入輸出界面與教師寫黑板的格式完全一致,操作簡(jiǎn)單、界面直觀;而在線測(cè)試系統(tǒng)不需題庫(kù)支撐,能隨機(jī)生成試題和完整的解答過(guò)程,同時(shí)能自動(dòng)評(píng)卷并記錄學(xué)生成績(jī),易于學(xué)生自主學(xué)習(xí);在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,我們?cè)O(shè)計(jì)了豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這些內(nèi)容涉及到工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科。通過(guò)這些內(nèi)容,我們把線性代數(shù)中的抽象理論通過(guò)大量的幾何直觀來(lái)解釋,便于學(xué)生理解,同時(shí)系統(tǒng)也支持實(shí)驗(yàn)情景自主創(chuàng)設(shè)、自主探究,能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;而智能教案則是把演算系統(tǒng)、求解模型、學(xué)習(xí)模型和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái),使教案具有強(qiáng)大的智能計(jì)算功能,便于教師教學(xué);求解模型和學(xué)習(xí)模型則分別是為教師和學(xué)生開發(fā)的兩個(gè)系統(tǒng),前者有利于教師提高課堂效率及教學(xué)質(zhì)量,后者則有利于學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)。
近年來(lái),為了充分利用數(shù)字化教學(xué)資源為教學(xué)服務(wù),我們將上述的六大資源系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)了線性代數(shù)智能教學(xué)平臺(tái),突破了在線性代數(shù)教學(xué)中有效使用信息技術(shù)的難點(diǎn),營(yíng)造了一種適應(yīng)信息時(shí)代學(xué)習(xí)特征的教學(xué)環(huán)境。
2 線性代數(shù)精品課程建設(shè)的實(shí)施情況
2.1教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)
線性代數(shù)是工科數(shù)學(xué)的三門主要基礎(chǔ)課程之一,由于開設(shè)時(shí)間較短,課程教學(xué)內(nèi)容的安排,授課方式及方法仍處在不斷探索、調(diào)整、完善的過(guò)程中。目前,大多數(shù)理工類大學(xué)線性代數(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容基本相同,主要包括行列式、矩陣、n維向量、線性方程組、特征值與特征向量以及二次型等六塊,不同的只是教授的先后次序。但近年來(lái),專家們?cè)絹?lái)越傾向于將空間解析幾何的內(nèi)容揉進(jìn)線性代數(shù)課程中,采用代數(shù)與幾何相結(jié)合的方法來(lái)講授線性代數(shù)課程。這主要基于兩個(gè)事實(shí):一是國(guó)外先進(jìn)的線性代數(shù)教材都比較注重代數(shù)與幾何的聯(lián)系;二是代數(shù)與幾何本身就有著密不可分的關(guān)系。所以考慮到線性代數(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的這些變革趨勢(shì),同時(shí)結(jié)合我校的實(shí)際情況(40學(xué)時(shí)),在不增加教學(xué)學(xué)時(shí)的情況下,我們通過(guò)自主研發(fā)的智能教學(xué)平臺(tái)對(duì)代數(shù)與幾何的內(nèi)容進(jìn)行了有效整合。我們主要是從四個(gè)方面設(shè)計(jì)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,以此來(lái)體現(xiàn)代數(shù)與幾何的結(jié)合。
2.1.1行列式與幾何的關(guān)系
事實(shí)上,在行列式中,二階行式的絕對(duì)值可以看作是其列向量所構(gòu)成的平行四邊的面積;三階行列式的絕對(duì)值可看作是其列向量所構(gòu)成的平行六面體的體積?;谶@個(gè)結(jié)論,在智能教學(xué)平臺(tái)的測(cè)試及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,我們?cè)O(shè)計(jì)了如下的案例:使用二階行列式判別平面向量是否平行以及計(jì)算平面多邊形的面積,使用三階行列式判別空間向量是否共面以及計(jì)算四面體和四棱截錐體的體積。
2.1.2矩陣與幾何圖形的關(guān)系
矩陣方法是線性代數(shù)的重要方法,在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中,圖形的處理就是用矩陣方法進(jìn)行處理。在智能教學(xué)平臺(tái)中,為了讓學(xué)生對(duì)矩陣有直觀的認(rèn)識(shí),我們介紹了如何使用矩陣來(lái)表示平行四邊形以及平行六面體。
2.1.3方程組理論與幾何的關(guān)系
方程組是線性代數(shù)研究的主要內(nèi)容之一,在線性代數(shù)課程中,對(duì)于線性方程組解的討論通常都是采用代數(shù)的方法來(lái)進(jìn)行的,幾乎沒有涉及幾何的內(nèi)容。解析幾何在討論平面、直線間的位置關(guān)系時(shí),也只是用幾何的方法進(jìn)行討論,沒有用到方程組理論。而實(shí)際上,三元線性方程組解的結(jié)論我們是可以通過(guò)平面的位置關(guān)系來(lái)解釋的,而平面的位置關(guān)系也可以通過(guò)三元線性方程組解的結(jié)論來(lái)表達(dá)。所以在智能教學(xué)平臺(tái)的測(cè)試及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,我們?cè)黾恿诉@方面的案例,幫助學(xué)生通過(guò)幾何的方式來(lái)理解方程組解的理論。
2.1.4初等矩陣與線性變換的關(guān)系
在代數(shù)中,初等矩陣具有重要的作用,代數(shù)學(xué)中的很多重要結(jié)論可以由初等矩陣的性質(zhì)得出。與此類似,在幾何中初等矩陣也有重要的應(yīng)用。事實(shí)上,代數(shù)中三種初等矩陣分別對(duì)應(yīng)幾何學(xué)中的三種基本變換:對(duì)稱變換、伸縮變換、錯(cuò)切變換。于是代數(shù)中很多抽象的結(jié)論,在幾何中就有生動(dòng)的應(yīng)用。所以在智能教學(xué)平臺(tái)中,我們也增加了不少這方面的案例。
2.2師資隊(duì)伍建設(shè)與師德、教風(fēng)建設(shè)
師資隊(duì)伍的建設(shè)和師資素質(zhì)的提高是精品課程建設(shè)的關(guān)鍵。在我校線性代數(shù)精品課程的建設(shè)中,我們制定了明確的師資隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃,在引進(jìn)高水平、高學(xué)歷青年教師的同時(shí)鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員在職攻讀博士學(xué)位。經(jīng)過(guò)幾年的隊(duì)伍建設(shè),我校線性代數(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員的學(xué)歷、年齡、職稱結(jié)構(gòu)已趨于合理。目前團(tuán)隊(duì)的所有人員均具有研究生及以上學(xué)歷,其中具有博士學(xué)位的3人,在讀博士5人;成員中具有高級(jí)職稱的教師6人、中級(jí)職稱5人、平均高校教齡10年以上,教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富。幾年來(lái),團(tuán)隊(duì)中的教師有多人獲得湖北省及學(xué)校的教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)和青年教師講課比賽獎(jiǎng)。
加強(qiáng)師德建設(shè)和教風(fēng)建設(shè),形成良好的教師風(fēng)范,培養(yǎng)一支愛崗敬業(yè)、教書育人、教學(xué)和科研水平高的一流師資隊(duì)伍。自2000年以來(lái),團(tuán)隊(duì)成員共完成國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)教研項(xiàng)目40余項(xiàng),發(fā)表教學(xué)研究論文60多篇,主編或參編國(guó)家級(jí)和科學(xué)出版社“十一五”規(guī)劃教材各一本。
2.3線性代數(shù)課程立體化教材的建設(shè)
立體化教材的概念在國(guó)內(nèi)已提了很多年,很多教材都號(hào)稱是立體化教材,其實(shí)只是“紙質(zhì)主教材+教學(xué)輔導(dǎo)書+電子教案”。在這種立體化教材中缺少了很主要的一個(gè)內(nèi)容――教學(xué)網(wǎng)站,我們認(rèn)為立體化教材的一個(gè)主要標(biāo)志應(yīng)該是與主教材配套的教學(xué)網(wǎng)站。所以在教材改革工作剛開始時(shí),我們就把主教材、數(shù)字化資源和教學(xué)網(wǎng)站統(tǒng)一打包進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),但是整個(gè)建設(shè)過(guò)程我們還是本著循序漸進(jìn)、逐步過(guò)渡的原則來(lái)進(jìn)行。在課程建設(shè)初期,紙質(zhì)教材我們選用的是國(guó)家級(jí)獲獎(jiǎng)教材,同濟(jì)大學(xué)主編的《線性代數(shù)》,保持了教材的先進(jìn)性和連續(xù)性;同時(shí)我們也精選1-2主題,設(shè)計(jì)部分幾何命題和應(yīng)用案例放在數(shù)字化資源和教學(xué)網(wǎng)站上面,以體現(xiàn)我們的教改思想。經(jīng)過(guò)多年的積累,目前完全體現(xiàn)我們教改思想的線性代數(shù)數(shù)字化資源和教學(xué)網(wǎng)站已基本建設(shè)完畢,主教材《線性代數(shù)及其應(yīng)用》幾經(jīng)修改也已在高等教育出版社出版,并已在武漢紡織大學(xué)正式使用。同時(shí)輔助教材《線性代數(shù)及其應(yīng)用智能電子教案》也一同在高教出版社出版。
2.4課程教學(xué)方法與手段以及教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系的改革
智能教學(xué)平臺(tái)的使用改善了課堂教學(xué)、課外學(xué)習(xí)、交流答疑和課程考核等四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)現(xiàn)狀,在六年多的實(shí)踐應(yīng)用和上百所高校的推廣中,形成了線性代數(shù)“四結(jié)合”的教學(xué)新模式:傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代信息技術(shù)的結(jié)合;啟發(fā)式教學(xué)與自主探究性學(xué)習(xí)的結(jié)合;知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的結(jié)合以及理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合。此新模式包括CSL課堂教學(xué)模式、ISIG學(xué)習(xí)模式、SSF評(píng)價(jià)模式。
CSL是Calculus System(演算系統(tǒng))、Solving Model(求解模型)、Learning Model(學(xué)習(xí)模型)的縮寫。所謂CSL課堂教學(xué)模式是指教學(xué)時(shí)通過(guò)智能電子教案把數(shù)字化資源中的演算系統(tǒng)、求解模型、學(xué)習(xí)模型和教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程板書的電子化,學(xué)生學(xué)習(xí)行為的主動(dòng)化,提高了課堂教學(xué)效率、學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。ISIG是Interest(興趣)、Support(支持)、Incentive(激勵(lì))和Guide(引導(dǎo))的縮寫。所謂ISIG學(xué)習(xí)模式則是指通過(guò)數(shù)字化資源中的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試以及交流答疑系統(tǒng)給學(xué)生提供一個(gè)有趣、生動(dòng)的自主學(xué)習(xí)環(huán)境,引導(dǎo)、激勵(lì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、應(yīng)用能力。所謂SSF是Test System(測(cè)試系統(tǒng))、Experiment System(實(shí)驗(yàn)系統(tǒng))、Final Exams(期末考試)的縮寫。而SSF評(píng)價(jià)模式則是通過(guò)把測(cè)試系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的成績(jī)按總評(píng)成績(jī)=測(cè)試系統(tǒng)平均成績(jī)w1+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平均成績(jī)w2+期末考試成績(jī)w3的方式記入總評(píng)成績(jī),通過(guò)不同的權(quán)值可得不同的評(píng)價(jià)模式以適應(yīng)于不同學(xué)校、不同專業(yè)、不同層次的考試要求,實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)過(guò)程的完美結(jié)合。
3線性代數(shù)精品課程建設(shè)以來(lái)取得的成果
自精品課程建設(shè)以來(lái),我們先后在高等教育出版社出版了四套智能電子教案:《線性代數(shù)演算系統(tǒng)》(同濟(jì)三版)、《線性代數(shù)(第二版)智能電子教案》(經(jīng)管類)、《高等代數(shù)智能電子教案》(北大三版)和《線性代數(shù)電子教案》(同濟(jì)五版)。2009在教育部舉辦的全國(guó)多媒體課件大賽中榮獲一等獎(jiǎng);同年教研成果《高等數(shù)學(xué)數(shù)字化教學(xué)資源的研究與實(shí)踐》經(jīng)湖北省教育廳組織的專家鑒定,結(jié)論為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先;2010年的教研成果《線性代數(shù)智能教學(xué)平臺(tái)(網(wǎng)絡(luò)軟件)》經(jīng)湖北省科技廳組織的專家鑒定,結(jié)論為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。2009年教學(xué)成果“基于智能教學(xué)平臺(tái)的線性代數(shù)課程教學(xué)模式的研究與實(shí)踐”獲國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、湖北省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)、武漢科技學(xué)院教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。2013年,教學(xué)成果“教育信息化背景下線性代數(shù)數(shù)字化課程建設(shè)的探索與實(shí)踐”獲湖北省湖北省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)、武漢科技學(xué)院教學(xué)成果特等獎(jiǎng)。
4結(jié)語(yǔ)
精品課程的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),在課程的建設(shè)中,我們將始終如一的堅(jiān)持以“學(xué)生為本”的教學(xué)理念,堅(jiān)持教學(xué)研究和教學(xué)改革,為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]理解性教學(xué) 數(shù)學(xué)理解 問(wèn)題解決 線性代數(shù)
[中圖分類號(hào)] G421 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2014)01-0091-03
線性代數(shù)是一種語(yǔ)言.在現(xiàn)代社會(huì),除了算術(shù)以外,線性代數(shù)是應(yīng)用最廣泛的數(shù)學(xué)學(xué)科了.[1]線性代數(shù)課程目標(biāo)的取向是幫助學(xué)生追求智力的卓越發(fā)展,數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升.瑞典數(shù)學(xué)家LarsGarding指出:“如果不熟悉線性代數(shù)的概念,要去學(xué)習(xí)自然科學(xué),現(xiàn)在看來(lái)就和文盲差不多,然而按照現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),線性代數(shù)是通過(guò)公理化來(lái)表述的,它是第二代數(shù)學(xué)模型……這就帶來(lái)了教學(xué)上的困難.”如何讓學(xué)生更好地掌握線性代數(shù)的基本理論,熟練運(yùn)用線性代數(shù)的核心思想與技術(shù),一直是備受關(guān)注的課題.
自20世紀(jì)80年代以來(lái),人們倡導(dǎo)將知識(shí)與其應(yīng)用情境聯(lián)系起來(lái)的教育方法,建議通過(guò)支持探究、應(yīng)用、問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)來(lái)支持發(fā)展21世紀(jì)技能。[2]在這樣的背景下,我們的具體做法是:以教學(xué)問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),從課程、教材和教法三方面做了全方位探索,精心設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題,認(rèn)真組織、實(shí)施教學(xué),既有理論研究,又有實(shí)踐創(chuàng)新.
一、準(zhǔn)確定位,構(gòu)建線性代數(shù)課程體系
“問(wèn)題解決”被教育專家稱作“21世紀(jì)課程的基礎(chǔ)”.在此觀點(diǎn)下,課程的基本單位就是“問(wèn)題”,課程改革的主要任務(wù)是“重新組織”課程,即通過(guò)問(wèn)題設(shè)計(jì)來(lái)組織課程內(nèi)容.自2007年以來(lái),我們從線性代數(shù)課程結(jié)構(gòu)、與相關(guān)課程的關(guān)系等方面開展了課程內(nèi)容研究.
(一)基于問(wèn)題解決理論,構(gòu)建線性代數(shù)課程內(nèi)容體系
我們運(yùn)用“問(wèn)題解決”理論對(duì)線性代數(shù)課程內(nèi)容作了梳理,將科學(xué)研究方法融入課程教學(xué),以期在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中對(duì)促進(jìn)學(xué)生的概念性理解起一定的作用.對(duì)于非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)講,線性方程組的求解、矩陣的對(duì)角化判定和二次型的化簡(jiǎn)是該課程的三個(gè)核心問(wèn)題.針對(duì)以上三個(gè)問(wèn)題,從知識(shí)準(zhǔn)備的角度將行列式、矩陣和向量等基礎(chǔ)知識(shí)作為課程的基礎(chǔ)內(nèi)容,循著知識(shí)發(fā)展的軌跡,逐一展開三個(gè)核心問(wèn)題,形成“基礎(chǔ)知識(shí)+問(wèn)題解決+應(yīng)用”的課程內(nèi)容框架.[3]這樣,有利于幫助學(xué)生建立線性代數(shù)知識(shí)體系架構(gòu),形成對(duì)課程的整體性的認(rèn)知.知識(shí)模塊順序及關(guān)系如圖1:
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圖1 知識(shí)模塊關(guān)系圖
教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)再將每個(gè)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容拆解為若干易于理解的單元問(wèn)題,而具體概念或定理的教學(xué),采用構(gòu)建問(wèn)題“鏈”來(lái)組織,這種問(wèn)題鏈的作用正像一顆顆珍珠串成一串,彎一個(gè)小指頭就能把它輕輕提起來(lái).這種加工,在加強(qiáng)知識(shí)聯(lián)系的同時(shí),提高了教學(xué)效率.[3]同時(shí)方便在課堂教學(xué)中采用問(wèn)題來(lái)引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、思路和行為.
(二)加強(qiáng)相關(guān)課程聯(lián)系,高觀點(diǎn)理清數(shù)與形的關(guān)系
根據(jù)教學(xué)的需要,我們開展了線性代數(shù)與解析幾何、微積分、概率統(tǒng)計(jì)、矩陣論等課程之間聯(lián)系的研究,打破大學(xué)數(shù)學(xué)課程之間的界限,利用綜合問(wèn)題加強(qiáng)相關(guān)課程內(nèi)容上的聯(lián)系與整合.從“行列式的幾何意義及其應(yīng)用”和“幾何直觀在線性代數(shù)教學(xué)中的應(yīng)用”等視角,引導(dǎo)學(xué)生利用幾何直觀來(lái)理解抽象的代數(shù)概念.從“如何用函數(shù)思想解線性代數(shù)問(wèn)題”探討了微積分與線性代數(shù)的聯(lián)系.借助數(shù)學(xué)模型介紹矩陣在概率統(tǒng)計(jì)課程中的應(yīng)用.相關(guān)課程關(guān)系結(jié)構(gòu)如圖2:
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圖2 課程聯(lián)系關(guān)系圖
對(duì)于線性代數(shù)與矩陣論(后續(xù)課程)關(guān)系的研究,則是從矩陣范數(shù)、矩陣的若爾當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型和線性空間等概念入手,進(jìn)行討論.目的是讓學(xué)生了解課程的發(fā)展趨勢(shì),接受課程的熱點(diǎn)問(wèn)題,在接受課程前沿知識(shí)的過(guò)程中體驗(yàn)創(chuàng)新的方法、創(chuàng)新的方向.這是對(duì)學(xué)生知識(shí)體系的完善,有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。
二、精益求精,打造線性代數(shù)精品教材
教材是整個(gè)教育教學(xué)工作的重要組成部分,高質(zhì)量的教材及教學(xué)資源是培養(yǎng)高質(zhì)量人才的基本保證.線性代數(shù)教材作為該課程教學(xué)的知識(shí)載體和教學(xué)的基本工具,直接關(guān)系到課程教學(xué)能否為培養(yǎng)創(chuàng)新人才服務(wù).依據(jù)教育部頒發(fā)的“線性代數(shù)課程教學(xué)基本要求”和“碩士研究生入學(xué)考試大綱”,結(jié)合普通綜合性大學(xué)學(xué)生的實(shí)際情況,編寫了線性代數(shù)教材.2007年,由機(jī)械工業(yè)出版社出版的《線性代數(shù)(第2版)》是國(guó)家十一五規(guī)劃教材.2011年,我們吸收研究成果,再次對(duì)教材作了修訂,形成如下特色:
(一)內(nèi)容宏觀組織合理,邏輯結(jié)構(gòu)清晰明了
“問(wèn)題解決”作為教學(xué)目的,教學(xué)過(guò)程要求把課程的基本概念、原理及特有的研究方法編入教材.以矩陣為編寫主線,輔以線性空間,遵循了由淺入深、難點(diǎn)分散的原則,做到了刪繁就簡(jiǎn),加強(qiáng)基礎(chǔ).圍繞矩陣的等價(jià)、相似和合同,把線性方程組求解、矩陣對(duì)角化判定和二次型標(biāo)準(zhǔn)形問(wèn)題與之相對(duì)應(yīng),利用矩陣的分塊將主要內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系起來(lái).“矩陣的秩”和“向量組的秩”分章而居,難點(diǎn)分解.向量與線性方程組合并編在同一章,有利于用非齊次線性方程組理解線性表示,用齊次線性方程組理解線性相關(guān)和線性無(wú)關(guān),讓矩陣的初等變換很好地為線性相關(guān)性理論服務(wù).二次型和矩陣的相似對(duì)角化內(nèi)容單立成章,突出課程問(wèn)題.內(nèi)容闡述采用“幾何觀點(diǎn)”和“矩陣方法”并重,便于學(xué)生通過(guò)幾何背景理解代數(shù)概念,從幾何背景中獲得解決問(wèn)題的啟示.
(二)反映數(shù)學(xué)文化價(jià)值,展示課程應(yīng)用背景
數(shù)學(xué)文化是促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)的有效工具,數(shù)學(xué)從生活中來(lái),最終應(yīng)該回歸于生活.我們以線性代數(shù)知識(shí)為載體,挖掘了課程若干知識(shí)點(diǎn)的文化內(nèi)涵,為教學(xué)中能更好地滲透數(shù)學(xué)文化,達(dá)到“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的教學(xué)目標(biāo)作了資源上的準(zhǔn)備.教材中設(shè)置“歷史尋根”欄目,選擇行列式、矩陣、向量和線性方程組等概念,對(duì)線性代數(shù)課程做出貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家凱萊、克萊姆、范德蒙、萊布尼茲和若爾當(dāng)?shù)茸鳛槿谌朦c(diǎn),讓學(xué)生開闊眼界,提高素養(yǎng).
數(shù)學(xué)應(yīng)用的恰當(dāng)介紹能幫助學(xué)生產(chǎn)生數(shù)學(xué)情感和強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).教材以線性代數(shù)知識(shí)為載體,通過(guò)“方法索引”和“背景聚焦”欄目,介紹重要的數(shù)學(xué)方法(解析幾何中的行列式、數(shù)學(xué)歸納法等)和數(shù)學(xué)應(yīng)用(矩陣密碼法、天氣的馬爾科夫鏈、面貌空間等).[4]為學(xué)生深刻理解數(shù)學(xué)、正確運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,感受數(shù)學(xué)的威力提供素材.由于教材使用的專業(yè)較廣,所以在實(shí)際使用中,對(duì)促進(jìn)大學(xué)生文理知識(shí)的交融也發(fā)揮著積極的作用.
(3)習(xí)題設(shè)置難易得當(dāng),補(bǔ)充內(nèi)容定位恰當(dāng)
數(shù)學(xué)習(xí)題是解決問(wèn)題的載體,它在幫助學(xué)生掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想與方法,發(fā)展學(xué)生的情感、態(tài)度與價(jià)值觀方面有著不可替代的作用.如果把數(shù)學(xué)知識(shí)作為解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的工具,把“解決問(wèn)題”作為數(shù)學(xué)教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),那么,習(xí)題就是學(xué)生把知識(shí)用于實(shí)際的初步實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)自我的夢(mèng)工場(chǎng).我們從知識(shí)掌握功能、應(yīng)用背景分析和文化教育價(jià)值三方面探討,提出習(xí)題設(shè)計(jì)重視課程內(nèi)涵,反映知識(shí)的層次;習(xí)題設(shè)計(jì)關(guān)注生活背景,反映課程的應(yīng)用;習(xí)題設(shè)計(jì)體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化背景,增加習(xí)題的趣味性等觀點(diǎn).[5]
運(yùn)用研究成果,精心設(shè)計(jì)、編寫了線性代數(shù)課程的教材習(xí)題、配套訓(xùn)練題、專題解析典型例題和考研模擬題.習(xí)題設(shè)計(jì)時(shí),注意溝通各部分知識(shí)技能之間的聯(lián)系;反映習(xí)題在現(xiàn)實(shí)生活中原型,編入適當(dāng)合理的有教學(xué)情境的生活背景內(nèi)容;注意觸及學(xué)生的心理現(xiàn)實(shí).根據(jù)課程的特點(diǎn),通過(guò)趣味性的習(xí)題設(shè)置懸念,揭示矛盾,引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,引導(dǎo)學(xué)生生疑、釋疑.把思維教育作為潛在目的,把數(shù)學(xué)理解作為新目標(biāo).
三、更新觀念,營(yíng)造豐富多彩的數(shù)學(xué)課堂
教學(xué)只有符合受教育者的心理發(fā)展特點(diǎn)和規(guī)律,才有可能取得良好的教學(xué)效果.日本教育學(xué)家菊池章夫曾經(jīng)指出:“心理發(fā)展的水平與特點(diǎn)是教育的起點(diǎn)和依據(jù),是教育的前提.”在對(duì)課程內(nèi)容研究、打造教材的同時(shí),根據(jù)大學(xué)生的心理特點(diǎn),我們需要更新教學(xué)理念、精心編排教學(xué)案例、積極嘗試研究性教學(xué).
(一)更新教學(xué)理念,讓學(xué)生成為問(wèn)題的解決者
數(shù)學(xué)問(wèn)題解決,指學(xué)習(xí)者面對(duì)初次碰到的問(wèn)題時(shí),在對(duì)原有數(shù)學(xué)概念、原理重新組合過(guò)程中進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的過(guò)程.[6]在教學(xué)過(guò)程中,尊重學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,在問(wèn)題解決和現(xiàn)代建構(gòu)主義教學(xué)理論指導(dǎo)下,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,我們開展了啟發(fā)式、探究式、發(fā)現(xiàn)式教學(xué),努力將線性代數(shù)內(nèi)容的學(xué)術(shù)形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃问?
與傳統(tǒng)教學(xué)相比,基于問(wèn)題解決的線性代數(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)成功地確立了學(xué)生的主體地位和教師主導(dǎo)角色.教學(xué)中遵循“學(xué)習(xí)是一種過(guò)程,而不是結(jié)果[7]”的原則,教師給學(xué)生提供的是探究知識(shí)的問(wèn)題情境,而不僅僅是知識(shí).教師為學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)而營(yíng)造知識(shí)環(huán)境、挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能,學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程,在問(wèn)題解決的過(guò)程中親身實(shí)踐.學(xué)生的主體地位和教師主導(dǎo)角色得以確立.課程教學(xué)遷移模式如圖3:
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圖3 課程教學(xué)遷移模式圖
在教學(xué)中,我們不是以學(xué)生學(xué)會(huì)線性代數(shù)中某種方法作為教學(xué)的終點(diǎn),而是鼓勵(lì)學(xué)生自己生成學(xué)習(xí)項(xiàng)目.比如矩陣等價(jià)理論的教學(xué),從初等變換的引入,初等矩陣概念的形成,到等價(jià)標(biāo)準(zhǔn)型定理的證明,都圍繞問(wèn)題“矩陣求逆方法的改進(jìn)”來(lái)組織,根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)問(wèn)題,引起學(xué)生對(duì)結(jié)論迫切追求的愿望,激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突.將問(wèn)題結(jié)論的尋求過(guò)程、方法的思考過(guò)程、規(guī)律的揭示過(guò)程等還給學(xué)生,讓數(shù)學(xué)“冰冷的形式”背后的數(shù)學(xué)思想呈現(xiàn)給學(xué)生,在進(jìn)行了火熱的思考后實(shí)現(xiàn)代數(shù)知識(shí)與技能的“同化”和“順應(yīng)”.另外,解題是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,我們?cè)O(shè)計(jì)了一些特定問(wèn)題作為學(xué)生鞏固和消化所學(xué)知識(shí)并轉(zhuǎn)化成為技能,吸收線性代數(shù)思想的重要環(huán)節(jié).
(二)滲透數(shù)學(xué)理論的文化內(nèi)涵,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)
課堂教學(xué)中,我們以介紹重要概念的創(chuàng)建和演變、重訪定理的發(fā)現(xiàn)時(shí)刻、再現(xiàn)問(wèn)題的解決過(guò)程等形式作為數(shù)學(xué)文化有機(jī)融入方法,以潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的方式來(lái)傳遞數(shù)學(xué)理論的文化內(nèi)涵,呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)豐富的課堂,給學(xué)生以廣博的文化浸染.如初等行變換概念的教學(xué)引入,提供了《九章算術(shù)》中解方程組的“直除法”和高斯的“消元法”的問(wèn)題背景,學(xué)生在學(xué)會(huì)知識(shí)的同時(shí)了解到概念的來(lái)龍去脈,讓問(wèn)題背景下的線性代數(shù)課程中的教學(xué)內(nèi)容變得“鮮活”起來(lái).讓學(xué)生在文化層面體驗(yàn)了數(shù)學(xué)的價(jià)值和魅力,提升了數(shù)學(xué)修養(yǎng).
(三)以課程網(wǎng)站為平臺(tái),關(guān)注學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成
問(wèn)題背景下的現(xiàn)代化教學(xué)手段的運(yùn)用,以課程網(wǎng)站為平臺(tái),拓展課程資源.借線性代數(shù)是校級(jí)精品建設(shè)課程的契機(jī),推進(jìn)課程網(wǎng)站建設(shè),設(shè)置了課時(shí)講稿、電子課件、反例倉(cāng)庫(kù)、模型介紹和考研輔導(dǎo)等有特色的欄目,給學(xué)生提供更多的課程資源和個(gè)性化學(xué)習(xí)空間,努力讓學(xué)生在自己構(gòu)建知識(shí)系統(tǒng)的過(guò)程中,鍛煉獲取知識(shí)的能力.教學(xué)手段的改善,不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,還豐富了教學(xué)方法,提升了課程內(nèi)涵.[7]
(四)強(qiáng)化應(yīng)用意識(shí),培育大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力
知行統(tǒng)一是人才培養(yǎng)的要求,也是社會(huì)對(duì)人才能力的期望.根據(jù)大學(xué)生思維的辯證性成分增多、創(chuàng)造性程度提高,能夠更好地調(diào)節(jié)和控制自己的思維活動(dòng)的特點(diǎn),我們通過(guò)對(duì)一些具體問(wèn)題(如矩陣加密,F(xiàn)ibonacci數(shù)列通項(xiàng)公式,面貌空間等)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,讓學(xué)生在運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程中思維得到鍛煉,創(chuàng)新意識(shí)得到加強(qiáng).如特征值和特征向量的教學(xué)中,引入求Fibonacci數(shù)列的通項(xiàng)公式問(wèn)題.利用二維向量及二階矩陣表示Fibonacci數(shù)列的本質(zhì)關(guān)系fn+2=fn+1+fn,求數(shù)列通項(xiàng)公式問(wèn)題轉(zhuǎn)化為計(jì)算矩陣的高次冪問(wèn)題.如何計(jì)算呢?矩陣相似對(duì)角化條件的討論成為教學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求,這樣矩陣特征值和特征向量便成為呼之欲出的教學(xué)內(nèi)容.在“基于全息元的線性代數(shù)課程的教學(xué)研究”中帶領(lǐng)學(xué)生研究全息現(xiàn)象在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,探討如何運(yùn)用數(shù)學(xué)全息現(xiàn)象充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而提高教學(xué)效率.學(xué)生在經(jīng)歷問(wèn)題解決的過(guò)程中,接受了數(shù)學(xué)建模的思想,增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí).在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,“理解”無(wú)疑是第一位的,而“數(shù)學(xué)理解”已成為繼“問(wèn)題解決”之后當(dāng)今世界數(shù)學(xué)教育界所關(guān)注的又一中心話題(PMENews May 1997 edition,Mathematics Forum).本研究是大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課建設(shè)的一次嘗試,“問(wèn)題解決”理論運(yùn)用于課程教學(xué)的一次實(shí)踐.雖然“為理解而教(Teaching for Understanding)”作為一種重要教學(xué)思想已經(jīng)逐漸被數(shù)學(xué)教育界所接受,但是真正實(shí)現(xiàn)理解性教學(xué),提升大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課教學(xué)質(zhì)量仍任重道遠(yuǎn).
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] COMAP著,申大維等譯.數(shù)學(xué)的原理與實(shí)踐[M].高等教育出版社,1998.
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[5] 陳建華,李立斌.線性代數(shù)課程習(xí)題設(shè)計(jì)研究[J].教育與教學(xué)研究,2011(10).
[6] 包蕾.數(shù)學(xué)問(wèn)題解決研究的主要問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2008(9).
Abstract: Analyzes the necessity and feasibility of bilingual education of Linear Algebra,discusses the realization of the bilingual education pattern which is suitable for our college,and puts forward the goal and evaluation methods about the bilingual education.
關(guān)鍵詞:線性代數(shù);雙語(yǔ)教學(xué);教學(xué)模式;評(píng)價(jià)方法
Key words: Linear Algebra;bilingual education;educational pattern;evaluation methods
中圖分類號(hào):G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)22-0285-01
0引言
雙語(yǔ)教學(xué)是近年高校教學(xué)改革的重點(diǎn)之一。教育部早在[2001]4號(hào)文件《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中就已提出,為更好地適應(yīng)我國(guó)加入WTO后經(jīng)濟(jì)、科技和教育發(fā)展需要,本科教育要?jiǎng)?chuàng)造條件,引進(jìn)原版外語(yǔ)教材,使用英語(yǔ)等外語(yǔ)進(jìn)行公共課和專業(yè)課教學(xué),力爭(zhēng)三年內(nèi),外語(yǔ)教學(xué)課程達(dá)到所開課程的5%-10%,培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才,實(shí)現(xiàn)我國(guó)高等教育的可持續(xù)發(fā)展。此外,國(guó)家教育部將雙語(yǔ)教學(xué)納入普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估指標(biāo)體系。大學(xué)數(shù)學(xué)課是大學(xué)生的公共基礎(chǔ)必修課,本身難懂難學(xué),其雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)現(xiàn),不僅對(duì)學(xué)生而且對(duì)教師無(wú)疑都是一巨大挑戰(zhàn)。
但是,我們?yōu)槭裁催€要嘗試呢?
1開展線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的必要性與可行性
1.1 中外線性代數(shù)思想體系有著較大的差異。國(guó)外原版教材都是先引入線性方程組,然后就是向量,空間,矩陣,行列式……而這和我們接受的線性代數(shù)的思路或者說(shuō)與中國(guó)的線性代數(shù)授課體系是不一樣的!中國(guó)的絕大多數(shù)教材一般都是第一章是行列式,然后是矩陣,線性方程組,向量,極大無(wú)關(guān)組...但經(jīng)過(guò)研究教材,我們似乎感覺國(guó)外的這樣的順序更容易讓學(xué)生“懂”線性代數(shù),讓學(xué)生理解抽象的意義!而我們硬性引入行列式,矩陣,秩等概念,剩下
的就是強(qiáng)調(diào)計(jì)算,除了計(jì)算還是計(jì)算,所以學(xué)生學(xué)完了也不知到底線性代數(shù)是干什么的,有什么用,這樣的講授無(wú)異于泯滅學(xué)生的創(chuàng)造性,削弱主動(dòng)思考問(wèn)題的能力。
1.2 雙語(yǔ)教學(xué)的目的不僅是用英語(yǔ)板書講授,提高學(xué)生的英語(yǔ)水平,也不是被異化為學(xué)英語(yǔ)而學(xué)英語(yǔ),為出國(guó)而學(xué)英語(yǔ),為顯擺而學(xué)英語(yǔ)。我們知道大學(xué)數(shù)學(xué)基本上是一套用數(shù)學(xué)符號(hào)進(jìn)行推理和演算的邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,其中文字?jǐn)⑹霾欢?,因而?duì)應(yīng)的英語(yǔ)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,專業(yè)詞匯也不多,所以從用中文教學(xué)過(guò)渡到雙語(yǔ)教學(xué)這一步并不像想象的那樣不可逾越。而且數(shù)學(xué)具有較強(qiáng)的國(guó)際共通性,其表述、詞義、專業(yè)術(shù)語(yǔ)、符號(hào)的理解與詮釋基本一致,而且線性代數(shù)絕大部分?jǐn)?shù)學(xué)概念的符號(hào)都是其英文的第一個(gè)字母或者縮寫,雙語(yǔ)教學(xué)能幫助學(xué)生更好的理解知識(shí)。
2線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)
線性代數(shù)的雙語(yǔ)教學(xué)首先必須達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo),使學(xué)生掌握線性代數(shù)的思想和方法.課題組認(rèn)為線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)應(yīng)是下列3種目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合:
2.1 基本目標(biāo):使學(xué)生達(dá)到與中文授課相同的知識(shí)和能力目標(biāo);
2.2 直接目標(biāo):使學(xué)生獲得應(yīng)用英語(yǔ)進(jìn)行數(shù)學(xué)思維攝取知識(shí)和傳遞信息的能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì);
2.3 間接目標(biāo):使教師在雙語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)過(guò)程中學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)理念,借鑒國(guó)際上先進(jìn)的教學(xué)方法和教育方式,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量.使學(xué)科能力得到發(fā)展,提高教師的教學(xué)科研能力,造就一支高素質(zhì)的教師隊(duì)伍。
3開展線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的實(shí)施方案―循序漸進(jìn)法
3.1 教學(xué)方式當(dāng)前線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的面臨的主要問(wèn)題是如何更有效的開展。用循序漸進(jìn)法則有良好的效果:把學(xué)生分為三種層次,對(duì)于不同層次的學(xué)生繼推廣后,都需要實(shí)行不同的教學(xué)模式,能夠循序地對(duì)線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)進(jìn)行推廣,并且有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。詳細(xì)的實(shí)施方案可表述為:至于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好而英語(yǔ)基礎(chǔ)差,甚至兩者基礎(chǔ)都很差的學(xué)生,我們不應(yīng)急于求成,而要循序漸進(jìn)。能夠利用中文的教材和語(yǔ)言和英文的板書。鑒于數(shù)學(xué)的特殊性,很多使用英語(yǔ)的語(yǔ)法及其格式趨近一致,在循序地進(jìn)行中文授課時(shí),可以書寫英語(yǔ)板書,一方面能夠讓學(xué)生清楚數(shù)學(xué)的含義;另一方面提升學(xué)生英語(yǔ)知識(shí)水平,這對(duì)于上述所述情況的學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性以及主動(dòng)性的加強(qiáng)和提高喲正關(guān)鍵的作用,另外,不至于使學(xué)生知難而退。至于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差而英語(yǔ)基礎(chǔ)好的學(xué)生,要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),能夠利用英文原版教材,中文語(yǔ)言和板書,這樣一來(lái),學(xué)生不僅拓展了知識(shí)層次,加強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的能力,而且調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,可謂雙贏!至于二者基礎(chǔ)都好的學(xué)生,在授課的過(guò)程中不妨利用中文語(yǔ)言,英文原版教材和板書,待學(xué)生可以接受此種授課方式后,能夠利用全英文進(jìn)行授課。
3.2 教學(xué)評(píng)價(jià)建立雙語(yǔ)教學(xué)的評(píng)價(jià)制度,對(duì)雙語(yǔ)課程及時(shí)地進(jìn)行教學(xué)效果評(píng)價(jià),及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和解決雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題,確保雙語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量采取的評(píng)價(jià)有:
①比較評(píng)價(jià):在期中或者期末考試時(shí),與漢語(yǔ)授課班采用相同題目(雙語(yǔ)班的卷面為英語(yǔ)),對(duì)考試結(jié)果進(jìn)行試卷分析,評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果;
②學(xué)生評(píng)價(jià):學(xué)期結(jié)束前發(fā)放調(diào)查表,由學(xué)生對(duì)教學(xué)做出評(píng)價(jià);
③教師評(píng)價(jià):課程結(jié)束后,任課教師對(duì)本期課程的教學(xué)進(jìn)行全面評(píng)價(jià),課程組綜合各項(xiàng)評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)改進(jìn)。
4結(jié)語(yǔ)
課題組進(jìn)行的線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)試點(diǎn)工作,探索了實(shí)現(xiàn)線性代數(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的途徑,為以后全方位實(shí)施大學(xué)數(shù)學(xué)的雙語(yǔ)教學(xué)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn).然而,雙語(yǔ)教學(xué)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,還有很多的問(wèn)題需要去研究和實(shí)踐,任重而道遠(yuǎn).在學(xué)校的大力支持下,通過(guò)課題組的努力,相信一定能夠盡快實(shí)現(xiàn)全校線性代數(shù)的雙語(yǔ)教學(xué).線性代數(shù)是許多專業(yè)學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),對(duì)其進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)必將有益于其他專業(yè)課的雙語(yǔ)教學(xué)。通過(guò)循序漸進(jìn)教學(xué)法,逐步推廣雙語(yǔ)教學(xué)可以事半功倍。開展雙語(yǔ)教學(xué)工作,是加快我國(guó)高等教育國(guó)際化進(jìn)程的需要。是培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高質(zhì)量人才和提高我國(guó)綜合國(guó)力的迫切需要,是高等院校素質(zhì)教育不可分割的組成部分。
參考文獻(xiàn):