关于线性代数教学与信息技术发展相适应的思考

吕露 段复建 吕元长

1 桂林电子科技大学数学与计算科学学院 广西 桂林 541004

2 桂林电子科技大学信息科技学院 广西 桂林 541004

关于线性代数教学与信息技术发展相适应的思考

吕露1段复建1吕元长2

1 桂林电子科技大学数学与计算科学学院 广西 桂林 541004

2 桂林电子科技大学信息科技学院 广西 桂林 541004

20世纪70年代以来，人类开始了信息技术全面发展的新时代，信息技术革命给教育带来了巨大的冲击和影响，“线性代数”作为高校理、工科的一门重要基础课，是对后续课程影响最大的一门课程，但其重要性并未在教学中得到充分的体现，为此，笔者从教师角色，教学内容，教育方式三个方面探讨了“线性代数”教学应当进行的转变，以应对信息技术革命带来的机遇和挑战。

信息技术革命；线性代数；改革；Matlab

1 信息技术革命下的时代背景

信息技术( IT), 其现代定义从技术的本质意义上是指借助以微电子学为基础的计算机技术和电信技术结合形成的手段, 对声音的、图像的、文字的、数字的和各种传感信号的信息进行获取、加工、处理、传播和使用的能动技术[1]; 而联合国教科文组织对信息技术的定义是: 应用在信息加工和处理中的科学、技术与工程的训练方法和管理技巧，这些方法和技巧的应用, 涉及人与计算机的相互作用,以及与之相应的社会、经济和文化等诸多事物[2]。

由于信息技术有着巨大的渗透力，是一个综合性、交叉性极强, 涉及范围极广的技术领域。其从自身的创新性、交互性、兼容性、复杂性、替代性、标准化和覆盖面等方面的更新速度之快,委实令人咋舌。这就对大学生跨学科的研究能力、不断学习、更新知识的能力提出了更高的要求。

2 线性代数教学应对信息技术革命应作的改革

二十一世纪的今天，高校教育在信息科技革命影响下的改革之路正在起步。尤其是线性代数的教学改革，在滞后了国外十多年的今天，更应该奋起直追，加快课程改革的步伐。在研究我国高等教育如何面向世界的问题时, 教育界的一些专家、学者提 出了“必须充分重视信息技术对高教的影响”这一具有战略意义的认识。厦门大学潘惫元教授认为“信息高速公路一旦进入教学过程, 必然冲击传统的教学模式。传统的课程编排、教材组织、教学方式和方法都将发生根本性变革。传统的完全以教室为阵地、以教材为载体的知识传授方式将被打破,大学的空间将被延伸”[3]。线性代数教学应抓住这个契机，加快课程改革的步伐，作为线性代数教学第一线上的主讲教师，笔者认为应从下面几个方面进行转变。

2.1 教师角色的转变

“教师在台上讲， 学生在台下听”是传统教学的课堂组织方式， 教师的讲授是教学的重点和中心，在整个教学过程中教师是“导演”， 学生扮演不同角色的“演员”。在这种教学模式下，很难引导学生思考，灵活应用所学知识，更无法引导学生去探寻特定的内容背后隐含的各种因素和发展变化的多种可能性。另外，在传统的课堂上，很难实现对发现新知识、分析、解决问题等能力的培养。而随着信息技术的发展、知识更新的加快以及各学科的相互交叉、互相渗透, 对大学生跨学科的研究能力、不断学习、更新知识的能力也提出了更高的要求，这就决定了高校教师必须进行角色转变，要从“导演”尽快转变为“导师”。

在教学过程中，教师可以根据教学进度，安排与授课内容相关的应用实例，供学生选择，分组完成，以调动学生学习的兴趣与积极性，甚至也可以让学生自行挖掘并解决相关的应用实例，在这个过程中，课堂学习延伸至课外，个人分析，小组讨论变为可能，在分析、建模、求解的过程中学生可以通过网络或利用答疑时间与老师进行交流、寻求帮助，从而真正地将教学过程变成一个双向互动的过程。实践证明，在这个过程中，会出现一些很好的选题或者完成情况较好的小组，例如，笔者曾收到过一份关于营养餐单的设计，这份学生自主选题的作业，内容比较新颖，学生在完成这个作业的过程中也表现出了较浓的兴趣与较高的积极性，对于这样的小组，我们可以进一步提出要求，加强指导。

2.2 教学内容的转变

“线性代数”是工科院校最重要的数学基础课程之一，也是对高校后续课程影响最大的一门课程。开设这门课程的主要目的是通过对它的学习，使学生不仅要掌握“线性代数”的基本概念和基本理论，而且要掌握代数中提出问题、分析问题和解决问题的思想方法，也就是说，不但要使学生掌握好“线性代数”的教学内容，而且更重要的是要使他们掌握运用“线性代数”的数学语言处理实际问题的能力与方法。

目前，笔者所在的教学团队正在做的主要工作是将MATLAB 引入课堂，并为各种知识点配上相关的实例，将线性代数的教学与建模进行有机的结合，这无疑是一个很好的方法，应该长期、深入地进行下去。笔者认为这样做的主要目的有两个：

第一，就目前所用的教材来看，有具体实例的很少，即使有也是在课本最后作为附录列出，不能引起学生与教师的足够重视，再加上课时少，任务重，用线性代数的思想建模、解决实际问题的内容在课堂上的涉及就少之又少了，这就加剧了培养“用线性代数的数学语言处理实际问题的能力与方法”的难度。针对这一现象，笔者所在教学团队进行了一些改革，在教学改革中，我们首先在48学时的线性代数课堂中引入了MATLAB 实验[4]，教师通过设计与学生专业相关的具体问题供学生思考与解决，为学生解答了线性代数“做什么”与“怎么做”的问题，初见成效。

第二，目前大部分学生在学习线性代数过程中，将主要的精力放在了计算上，对求解过程的追求远远超出了对问题本质的分析与思考，分析问题的能力普遍欠佳。为了引导学生去更好地理解问题“背后”的原因以及问题的各种变化，帮助学生理清思路，了解原理，首先要做的就是将学生从“手工计算”中释放出来，而MATLAB强大的科学计算能力可以做到这一点。

2.3 教育方式的转变

传统教育体制下，通常采用班级制教学，“一言堂”式的课堂教学模式使得全班学生只能面对一个老师，接受统一的教学内容、程序和进度，这种整齐划一的授课形式严重影响了学生的自主性、能动性、创造性等个性的培养。我们可以借着信息时代的契机，充分利用网络教学，为此，笔者所在团队建立了网络教学平台，在该平台上引入了国外优秀教学片断，实例演示，相关电子书等丰富的资源，也开发了师生交流板块，使得教师帮助成为更为贴身的全天候服务。该网络平台仅仅是一个引导，它可以引导学生在浩瀚的网络资料中搜寻所需信息与资料，学会发现问题，学会寻求帮助，学会交流，学会协作。

3 结束语

在信息技术革命开创的信息技术全面发散发展的新时代下，作为高校教师要培养“具有较高的信息素质和获取、处理、利用信息的能力”的学生，这不得不促使我们去审视传统的教学方式，教育体制、教育观念。在信息浪潮中转变观念，建立起与学生平等的关系，开创对话的局面，同时，努力提高自己的水平与能力，以自身的能力与人格魅力树立起在学生心目中的“权威”形象，带领学生共同前进。

让我们携手信息技术革命，与时俱进，开拓创新，使信息技术教学更好地走进学生，用我们的激情和智慧，去领略信息技术教育带来的机遇和挑战，努力营造一个新的教学环境。

[1]姚伟力, 杨德礼.信息技术与管理变革[J].科研管理.1998(3)

[2]大卫·霍克里奇著;王晓明译.教育中的新信息技术[M].北京: 中央民族学院出版社.1986(p5)

[3]杨晓龙.高校发展与信息技术革命相适应的思考[J].石油教育.70(3) , 1998

[4]李绍刚, 段复建, 陈利霞.线性代数中Ma tlab实验教学的探索与实践[J]长春大学学报.Vol.20 No.6 June 2010

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.174

广西区“工科数学教学团队”建设项目

吕露：博士研究生，讲师，研究方向：信息与通信工程。