陳利霞 王學(xué)文

【摘要】針對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)下應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方向，分析了高等代數(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀及容易出現(xiàn)的問題，并針對(duì)這些問題，探討了改革途徑，以期提高高等代數(shù)教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

【關(guān)鍵詞】高等代數(shù) 應(yīng)用型人才 教學(xué)改革 科學(xué)計(jì)算

【基金項(xiàng)目】2014年桂林電子科技大學(xué)資助項(xiàng)目“視頻圖像處理課程群教改與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：2014GB446）。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）05-0151-01

高等代數(shù)是數(shù)學(xué)專業(yè)一年級(jí)的基礎(chǔ)課，它的任務(wù)是闡述代數(shù)學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，初步了解代數(shù)學(xué)的研究對(duì)象，使學(xué)生掌握代數(shù)學(xué)的基本思想和研究問題的基本方法。高等代數(shù)的內(nèi)容較多的體現(xiàn)數(shù)學(xué)中嚴(yán)密的邏輯推理方法和計(jì)算方法，同時(shí)，在培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力和科學(xué)計(jì)算能力等方面都發(fā)揮著舉足輕重的作用。而信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是以信息領(lǐng)域?yàn)楸尘?，?shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)信息管理相結(jié)合的交叉學(xué)科專業(yè)。該專業(yè)以“培養(yǎng)具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，能熟練地使用計(jì)算機(jī)，初步具備在信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的某個(gè)方向上從事科學(xué)研究，解決實(shí)際問題，設(shè)計(jì)開發(fā)有關(guān)軟件的能力”的學(xué)生。圍繞該目標(biāo)，本文結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的高等代數(shù)課程的教學(xué)改革進(jìn)行探討。

一、高等代數(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀

1.在教學(xué)內(nèi)容方面，目前的高等代數(shù)課程基本沿用20世紀(jì)的成果和思想。課程內(nèi)容重視數(shù)學(xué)的理論性，大部分都集中在講述概念、定理和方法，內(nèi)容偏于抽象和形式化，而對(duì)該理論的構(gòu)成過程以及相關(guān)的應(yīng)用沒進(jìn)行討論，從而使得學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)時(shí)，不能靈活運(yùn)用該門課程的知識(shí)點(diǎn)。

2.在教學(xué)方式上，大多采用“教師講，學(xué)生聽”的傳統(tǒng)模式，這種被動(dòng)的填鴨式教學(xué)使得學(xué)生的主動(dòng)參與性不高，課堂氣氛不活躍，一定程度上阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高。這種教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力，與當(dāng)今社會(huì)對(duì)人才的需求相違背，阻礙了學(xué)生的未來發(fā)展。

3.在學(xué)生學(xué)習(xí)方面，學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)行為上表現(xiàn)不佳，課下只完成基本作業(yè)要求，基本沒有預(yù)習(xí)及復(fù)習(xí)的環(huán)節(jié)，課堂上聽課時(shí)也不積極思考，學(xué)生很少主動(dòng)提問，不習(xí)慣主動(dòng)與教師進(jìn)行互動(dòng)。課外拓展性不強(qiáng)，不主動(dòng)開展相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用及課外研究。

4.在考核方面，較多高校采取的“總評(píng)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)”的形式進(jìn)行考核，其比重一般4：6或者3：7。我校平時(shí)成績(jī)占20%，主要包括上課出勤率、作業(yè)情況及期中考試情況。這種考核方式重視結(jié)果，主要側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；忽略過程，對(duì)學(xué)習(xí)過程中分析問題、解決問題的能力考核力度不夠。有部分學(xué)生臨時(shí)突擊，考過即忘，不利于知識(shí)的掌握。

二、高等代數(shù)教學(xué)改革的途徑

（一）從思想上改變教育觀念

如今，高等教育是大眾教育，在以學(xué)生發(fā)展為本的教育理念下，直面學(xué)生學(xué)習(xí)的增值。因此，管理者、教師和學(xué)生都應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，將應(yīng)用的思想貫穿到整個(gè)教育過程中，加快構(gòu)建能為更多的學(xué)生提供更具綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)造性的實(shí)踐環(huán)境，以便使學(xué)生在校學(xué)習(xí)中盡可能接受多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和開拓精神。

（二）教學(xué)內(nèi)容的改革

我校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)高等代數(shù)課程所用的課本是北大版《高等代數(shù)》，講授主要內(nèi)容是由一元多項(xiàng)式、行列式、矩陣、線性方程組、二次型、線性空間、線性變換、λ-矩陣和歐氏空間等內(nèi)容組成。 在講授時(shí)，引入知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐來源及相應(yīng)著名數(shù)學(xué)家背景的介紹，以基礎(chǔ)理論知識(shí)講授為核心，注重?cái)?shù)學(xué)思維與邏輯推理能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化與后繼數(shù)字圖像處理等研究應(yīng)用型課程的有序銜接。例如，在講授一元多項(xiàng)式時(shí)，可與泰勒展開相結(jié)合，應(yīng)用于圖像有損壓縮等領(lǐng)域；在講行列式時(shí)，結(jié)合行列式的意義，先從二階行列式入手，二階行列式就相當(dāng)于以第一行和第二行元素為向量張成的平行四邊形的面積；在講矩陣時(shí)，以數(shù)字圖像的表示為例，這在日常生活得到廣泛應(yīng)用。在講線性方程組時(shí)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)中問題、化學(xué)方程配衡等內(nèi)容來講授；線性變換內(nèi)容結(jié)合動(dòng)漫中的位移、圖片修飾中的伸縮等內(nèi)容。與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，既可以形象的講授課程內(nèi)容，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力

2009年，教育部高教司設(shè)立了“使用信息技術(shù)工具改造課程項(xiàng)目”，西安電子科技大學(xué)陳懷琛教授申報(bào)“用MATLAB和建模實(shí)踐改造線性代數(shù)課程”的目標(biāo)是將數(shù)學(xué)軟件充分地應(yīng)用于工科線性代數(shù)課程的改造中，強(qiáng)化實(shí)踐，提高學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力，并討論了科學(xué)計(jì)算能力在工科數(shù)學(xué)中的重要性。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生要求掌握較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析和處理的能力，因此對(duì)數(shù)學(xué)軟件的要求比較高，高等代數(shù)的教學(xué)也應(yīng)該傾向于這方面的內(nèi)容，一方面能幫助學(xué)生從繁瑣的手算上解救出來，另一方面，有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)來解決實(shí)際問題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在具體實(shí)施方面，可先借鑒工科線性代數(shù)課程的改革經(jīng)驗(yàn)，將數(shù)學(xué)軟件MATLAB應(yīng)用到高等代數(shù)的計(jì)算中，提高學(xué)生的科學(xué)計(jì)算能力。

（四）考核方式

1.多元化的考核。除了到課率、作業(yè)情況、期中測(cè)試及期末考核成績(jī)外，可增加專題討論、章節(jié)考核、隨堂提問及課后思考等形式進(jìn)行考核。

2.加大平時(shí)成績(jī)的比例，更好的激發(fā)學(xué)生平時(shí)的積極性和主動(dòng)性，從而達(dá)到以考促學(xué)的目的。

3.改進(jìn)期末考試的命題形式，加大知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用的題型。在題型設(shè)計(jì)上，可設(shè)計(jì)開放題型，并平衡主觀與客觀題型的比例，使考核由基礎(chǔ)知識(shí)的掌握向知識(shí)的靈活應(yīng)用上轉(zhuǎn)變。

（五）多媒體輔助教學(xué)

高等代數(shù)內(nèi)容多，課時(shí)少。要能系統(tǒng)講完基本理論，又要進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用拓展，可借助多媒體教學(xué)，一方面，多媒體教學(xué)使得教學(xué)過程中涉及到除了文字以外的圖像、動(dòng)畫等信息載體，能豐富教學(xué)內(nèi)容，可提高課程的吸引力；另一方面，能節(jié)約板書時(shí)間，提高教學(xué)效率。特別在講授概念、定理、例題時(shí)，利用多媒體教學(xué)，可節(jié)省時(shí)間講授其他重要內(nèi)容，而不用浪費(fèi)在板書定理、例題等內(nèi)容上。

（六）網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的引入

引入網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的教學(xué)，可以將課程預(yù)習(xí)、課后思考等以網(wǎng)絡(luò)的形式提前公布，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，由于學(xué)生在課前已有了自己的思考，課堂上的學(xué)習(xí)效率會(huì)大大提高，也避免被動(dòng)學(xué)習(xí)的乏味。另外，課后可借助QQ群和微信群等網(wǎng)絡(luò)手段進(jìn)行分組討論及課后答疑，提高輔導(dǎo)效率，引導(dǎo)學(xué)生互助學(xué)習(xí)和開放思考。 三、結(jié)論

本文針對(duì)目前高等院校中高等代數(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Τ霭l(fā)，探討了信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)高等代數(shù)的教學(xué)改革的途徑，為提高教學(xué)質(zhì)量提出幾點(diǎn)建議。

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作者簡(jiǎn)介：

陳利霞（1979-），女，漢族，湖北省浠水縣人，博士，桂林電子科技大學(xué)副教授，研究方向：圖像處理中的數(shù)學(xué)方法。

王學(xué)文（1979-），男，漢族，湖北省浠水縣人，碩士，桂林電子科技大學(xué)講師，研究方向：數(shù)字圖像處理。