江立輝,張霞,袁淑芳
(1.合肥學院數(shù)學與物理系,安徽 合肥230601;2. 合肥學院建筑與工程系,安徽 合肥230601)
線性代數(shù)作為應用型本科人才培養(yǎng)體系中一門重要的數(shù)學基礎(chǔ)課程,在加強學生邏輯思維和創(chuàng)造性思維、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面,起著至關(guān)重要的作用,其教學質(zhì)量的高低直接影響到學生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)[1].然而傳統(tǒng)線性代數(shù)教學往往停留在紙質(zhì)的一本書上,無論內(nèi)容如何調(diào)整,給學生的感覺總歸是死板、缺乏互動的.網(wǎng)絡信息化的發(fā)展,為線性代數(shù)課程的教與學提供了重要的資源和輔助的工具.因此,如何利用網(wǎng)絡資源創(chuàng)新大學課堂教育,成為當下教學改革工作的重心和關(guān)注的焦點.
線性代數(shù)中每一章都有很多基本概念、基本計算方法等新的知識點.學生學習了諸多概念后,抓不住重點、難點,理不清解題思路.在課堂教學中不少教師照本宣科,只是一味地羅列公式、選講例題,這樣很容易使學生失去了對線性代數(shù)這門學科學習的積極性.這就導致了在課后做作業(yè)時,學生很難將公式靈活地運用于題目中.由于難以掌握復雜的計算方法,往往會造成某個計算結(jié)果出現(xiàn)失誤.面對這些問題,究其原因,一方面是線性代數(shù)學時不夠多,另一方面是這門課的理論性強、概念和定理多、計算量大.由于增加學時不切實際,所以面對這一情況,只有在教學方法上進行一些大膽的改革[2].
網(wǎng)絡資源是在先進的教育思想及教育教學理論指導下,利用計算機通信設(shè)備傳播和網(wǎng)絡軟件管理,為廣大教師和學生提供教學信息的資源[3].
21世紀是一個網(wǎng)絡化的時代,基于網(wǎng)絡和多媒體的線性代數(shù)教學成為必然趨勢.例如,貼近大學生生活的手機數(shù)學軟件Mathhelper,主界面如圖1所示.
圖1 Mathhelper主界面
從圖1可見,Mathhelper的主界面內(nèi)雖然所有的菜單都用英語表示,但是通過圖像能夠很輕松地理解程序的操作步驟.Mathhelper具有很強實用性.首先,它可操作性強,一般手機便可安裝,攜帶方便;其次,操作起來簡單方便,軟件雖然都是由英語編寫,卻在菜單部分追加了形象生動的數(shù)學圖標;最后,此軟件適用于所有學習線性代數(shù)的學生.比如對線性代數(shù)知識掌握較全面的學生,可以通過此軟件對矩陣進行計算,從而節(jié)約了演算時間.而對理論或計算過程不了解的學生可以在Theory和Solution中得到詳細的了解.
矩陣運算是線性代數(shù)計算中出現(xiàn)率最高的一種運算,如圖2所示,只要在手機界面上輸入需要運算的矩陣行列位數(shù),并根據(jù)所在位置填寫相應數(shù)據(jù),一個“solve”鍵即可完成矩陣的相關(guān)運算,相當?shù)姆奖?即使對于運算過程不熟悉,也可以用“help”或“Theory”命令通過圖解方式(如圖3所示)來理解運算的詳細原理,這對于加深知識點的理解很有幫助.
圖2 轉(zhuǎn)置矩陣求解過程
圖3 轉(zhuǎn)置矩陣求解原理
建構(gòu)主義認為,知識不是通過教師傳授得到,而是學習者在一定的情境下,借助其他人(包括老師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過建構(gòu)的方式而獲得[4].網(wǎng)絡環(huán)境下的自主探索學習能夠提供輕松的學習氛圍,激發(fā)學生的學習興趣,從而相互交流,不斷探索,靈活地掌握知識點.
《線性代數(shù)及其應用》(高等教育出版社)教材中附帶的光盤便囊括了四類數(shù)字化資源:線性代數(shù)智能教學平臺、線性代數(shù)演算系統(tǒng)、線性代數(shù)求解模型及智能電子教案[5].在每一章的課堂教學結(jié)束后,學生可運用所學的知識,在線性代數(shù)智能教學平臺網(wǎng)絡版(圖4)上操作練習,從而提高自身的學習能力.網(wǎng)絡智能教學平臺能自動生成判斷題、填空題及操作題三種題型.
圖4 線性代數(shù)智能教學平臺網(wǎng)絡版(在線測試試題)
學生在規(guī)定時間內(nèi)完成試卷,系統(tǒng)便會對學生提交的試卷進行批改,并給出相應的答案分析,這樣使學生能夠清楚地意識到自己的做題思路在哪個步驟出現(xiàn)了差錯.另外,如果在做網(wǎng)絡試題中遇到較棘手的問題時,學生也可以借助線性代數(shù)智能教學平臺單機版找到相似的試題進行練習,從而達到熟能生巧的目的.同時,授課教師根據(jù)系統(tǒng)批閱的分數(shù),對學生的平時成績有更加直觀、明確的了解.
隨著網(wǎng)絡資源的快速發(fā)展,網(wǎng)絡使用的參考資源已愈來愈多.按信息資源傳播的范圍可大致分為光盤局域網(wǎng)信息、傳統(tǒng)的Internet網(wǎng)絡信息和近年愈發(fā)紅火的手機網(wǎng)絡信息資源;按信息加工層次劃分可分為網(wǎng)絡資源指南和搜索引擎、聯(lián)機館藏目錄、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫、電子期刊、電子圖書、電子報紙、參考工具書和其他動態(tài)信息[6].
最貼近大學生生活,也是最便捷的網(wǎng)絡資源則常見于手機軟件,如Mathhelper,由于現(xiàn)在的大學生手機絕大多數(shù)都是Android系統(tǒng),所以許多手機軟件安裝操作起來很方便.大家也可以借助微信、QQ群等聊天工具,集體探討線性代數(shù)學習中的問題,互相學習、共同進步.相信學生們課余時間大多與電腦為伴,也可利用一些電腦軟件來進行線性代數(shù)的輔助學習.
現(xiàn)代學習理論對網(wǎng)絡資源的學習是一個主動探索知識的過程,學習者并非被動地灌輸知識,而應積極地探索、思考.知識不是對現(xiàn)實的純粹客觀的反映,不能以實體的形式存在于個體之外,學生對知識的接受,只能由他自己來構(gòu)建完成,以他自己的經(jīng)驗為背景,來分析知識的合理性.因此當學生們借助網(wǎng)絡資源這一助手學習線性代數(shù)時,應該遵循學習的認知過程,結(jié)合自己所掌握的知識點去了解,加深自身的學習經(jīng)驗.
網(wǎng)絡工具在不斷地淘汰更新.利用網(wǎng)絡資源教學時,我們不能忽略學生所處的真實情境.當使用最貼近大學生生活的網(wǎng)絡資源時,有利于學生在原有認知結(jié)構(gòu)和生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,不知不覺地對線性代數(shù)這一學科產(chǎn)生興趣.例如,線性代數(shù)QQ群的建立,可以使習慣于網(wǎng)聊的學生聚集在一塊,在閑聊之余也會時常討論線性代數(shù)學習中遇到的問題.針對不同層次的學生,不同的教學內(nèi)容,應當創(chuàng)設(shè)不同的教學環(huán)境,有不同的安排.每件事物都有兩面性,網(wǎng)絡資源給了學生良好的網(wǎng)絡交互平臺,靈活方便,有著個性化的服務.相對于傳統(tǒng)教育而言,網(wǎng)絡也存在一些不足,如老師無法對學生的行為進行有效的監(jiān)督.所以,將傳統(tǒng)教學手段的優(yōu)點與現(xiàn)代教學手段的優(yōu)勢有機滲透,多種教學手段綜合運用,才能提高教學的質(zhì)量與效率[7].
在網(wǎng)絡的時代中,教育被賦予了新的色彩.網(wǎng)絡成功地克服了傳統(tǒng)教學時間、空間上的約束,使學生對原本無趣乏味的線性代數(shù)產(chǎn)生了求知欲,對求解線性代數(shù)有了更好的理解和記憶,從而進入了一個豐富有趣的“數(shù)字化”世界.
參考文獻:
[1]江立輝,胡雁玲,汪潘義.應用型本科院校線性代數(shù)課程建設(shè)的思考[J].合肥學院學報:自然科學版,2012,22(2):88-92.
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[7]卞如軍.運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段優(yōu)化中學政治教育課堂[J].考試周刊,2008,35(10):23-24.