【摘 要】線性代數(shù)是一門重要的大學(xué)基礎(chǔ)課。筆者針對(duì)線性代數(shù)課程的特點(diǎn),結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐,提出如何變線性代數(shù)“難”為“不難”。
【關(guān)鍵詞】線性代數(shù) 教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2014)26-0090-01
一 線性代數(shù)的重要性
數(shù)學(xué)作為最古老的學(xué)科之一,對(duì)于人類社會(huì)的發(fā)展、科學(xué)的進(jìn)步起著舉足輕重的作用。隨著知識(shí)的細(xì)化,數(shù)學(xué)領(lǐng)域有了許多分支,線性代數(shù)就是其中之一。線性代數(shù)是大學(xué)必修的一門數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課,它以其理論上的嚴(yán)謹(jǐn)性、方法上的靈活多樣性以及與其他學(xué)科之間的滲透性,使得它在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)及工程技術(shù)等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。且線性代數(shù)對(duì)學(xué)生邏輯思維能力、抽象思維能力及事物認(rèn)知能力的培養(yǎng)也至關(guān)重要。另外,線性代數(shù)可為解決實(shí)際問(wèn)題提供重要方法,因?yàn)樵诂F(xiàn)代研究中我們不僅要研究單個(gè)變量之間的關(guān)系,還要研究多個(gè)變量之間的關(guān)系,而各種實(shí)際問(wèn)題可以線性化,由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,線性化了的問(wèn)題又可以計(jì)算出來(lái),線性代數(shù)正是解決這些問(wèn)題的有力工具。同時(shí)線性代數(shù)也是學(xué)習(xí)其他許多課程不可缺少的基本工具。
二 線性代數(shù)的“難”
線性代數(shù)具有高度抽象、邏輯嚴(yán)密、符號(hào)獨(dú)特、方法靈活等特點(diǎn),概念多、定理多、結(jié)論也多。學(xué)生普遍反映線性代數(shù)學(xué)起來(lái)難度較大,較吃力。理論性過(guò)強(qiáng),感覺(jué)沒(méi)有實(shí)際用處,普遍印象空洞枯燥,教材實(shí)例太少。部分學(xué)生反映聽(tīng)課狀況良好,但前后知識(shí)聯(lián)系不起來(lái),形不成知識(shí)體系,面對(duì)題目束手無(wú)策。
三 變線性代數(shù)“難”為“不難”
1.及時(shí)對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)概括
對(duì)于學(xué)生認(rèn)為不易掌握的方法、技巧,在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行總結(jié)。如行列式的計(jì)算是初學(xué)者學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是難點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中,對(duì)行列式部分在簡(jiǎn)單介紹行列式的定義及性質(zhì)后,重點(diǎn)要求學(xué)生掌握計(jì)算,由于行列式的類型多種多樣,使得行列式的計(jì)算有很大的難度,通過(guò)總結(jié)行列式的解法,使學(xué)生更好地掌握這一重難點(diǎn),在教學(xué)過(guò)程中,與學(xué)生總結(jié)幾種求解行列式的方法。(1)定義法:利用行列式按某行(列)展開(kāi)公式,將高階行列式降成低階行列式。(2)化三角形行列式法:利用行列式性質(zhì)將行列式化為上三角或下三角形行列式,從而得出結(jié)論,這是一種常用的方法。(3)逆推法:這種方法的一般步驟是從原行列式出發(fā),找到高階行列式和一個(gè)或幾個(gè)同型低階行列式間的關(guān)系式后,再歸納運(yùn)算結(jié)果。(4)拆開(kāi)法:當(dāng)行列式中某行元素有兩數(shù)相加時(shí),將行列式拆成幾個(gè)簡(jiǎn)單的行列式加以計(jì)算。(5)范德蒙行列式法:這種方法是將行列式利用性質(zhì)化為范德蒙行列式,再利用其結(jié)果計(jì)算出原行列式的值。
在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)告訴學(xué)生各種方法并不局限于某種行列式,而且一個(gè)行列式也不只局限于某種方法,鼓勵(lì)學(xué)生利用不同方法解決同一問(wèn)題,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力及綜合能力。
2.幫助學(xué)生消除抽象感
抽象性是困擾學(xué)生學(xué)習(xí)線性代數(shù)的最大障礙?,F(xiàn)行的線性代數(shù)教材普遍有一個(gè)缺點(diǎn),就是缺少知識(shí)背景,編寫上完全采用邏輯演繹的形式,從定義到定理,從概念到結(jié)論,不是按問(wèn)題解決的方式來(lái)展開(kāi)知識(shí)內(nèi)容,而且,定理往往是成堆地集中出現(xiàn),讓學(xué)生應(yīng)接不暇,這是抽象的主要根源。這樣就導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)始終處于一種迷惘狀態(tài)。因?yàn)槿魏蔚某橄蠖际莵?lái)自具體的,每一種抽象又是可分層次的,由低向高逐級(jí)而來(lái)的,所以,要找到每一個(gè)問(wèn)題的源頭,使所講內(nèi)容具體化、形象化。
第一,類比法。雖然線性代數(shù)的內(nèi)容很難找到生活實(shí)例,但和中學(xué)的代數(shù)還是有一定聯(lián)系的。在講解某些概念時(shí),可以與初等代數(shù)中的概念進(jìn)行類比。
第二,引導(dǎo)法。先給出一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生將其逐漸復(fù)雜化,當(dāng)復(fù)雜到一定程度用以往知道的概念已經(jīng)很難描述時(shí),再給出新的概念。如講矩陣的秩的概念時(shí),先讓學(xué)
生觀察一個(gè)方程組,如 ,問(wèn)學(xué)生這3
個(gè)方程之間是否有聯(lián)系,是否可相互推出,有的同學(xué)就會(huì)發(fā)現(xiàn)第三個(gè)方程可以由前兩個(gè)方程推出,即3個(gè)方程中“有效方程只有2個(gè)”。然后再舉稍復(fù)雜的方程組,讓學(xué)生繼續(xù)觀察,說(shuō)明有效方程的個(gè)數(shù)即是階梯形矩陣中非零行的個(gè)數(shù)的重要性。需要下個(gè)定義,最后再拋出矩陣的秩的概念。
3.幫助學(xué)生總結(jié)一些結(jié)論
在具體教學(xué)中應(yīng)該注意多幫助學(xué)生總結(jié)短小、簡(jiǎn)練、朗朗上口的結(jié)論。如講行列式的性質(zhì)時(shí)可以總結(jié)為:特殊性質(zhì)——換行、轉(zhuǎn)置,一般性質(zhì)——數(shù)乘、代數(shù)和、數(shù)乘+代數(shù)和。
四 結(jié)束語(yǔ)
教好線性代數(shù)是我們必須重視的一項(xiàng)任務(wù),既需要學(xué)校的高度重視、支持,也需要任課教師不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),及時(shí)解決教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題,更新教學(xué)理念,將老師的教和學(xué)生的學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。只有這樣,才能變線性代數(shù)“難”為“不難”。
參考文獻(xiàn)
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〔責(zé)任編輯:龐遠(yuǎn)燕〕