地方应用型高校以培养学生创新思维和实践能力为核心的矩阵论课程教学改革研究

杨惠娟

(昭通学院 数学与统计学院，云南 昭通 657000)

1 研究意义

我国高等教育的规模不断扩大，大学教育已经转为大众教育，随之而来的一个突出问题是高等教育毕业生的就业变得越来越难，大多数毕业生在工作岗位中表现出应变能力差的问题。主要原因是大学培养的毕业生未能将自己所学知识灵活运用于工作中，缺乏创新能力和解决实际问题的能力，具体表现形式是其动手能力较差，专业学习不扎实。这些问题的出现与我国长期以来形成的较为封闭、传统的教育模式有关。虽然从教学方式方法上看，大量的多媒体教学已经出现在课堂教学上，但是教学方式仍是以“教师为中心、以书本为中心以及以课堂为中心”的单向式地灌输，学生被动接受知识，缺乏对学生思维方法、分析和解决问题方法以及研究方法的训练。

地方本科院校是我国高等学校的重要组成部分，担负着为地方经济发展培养人才的任务，但由于办学条件受限，加之政府投入的经费有限，缺少先进的教学设备、网络资源，同时生源质量也不是很理想，所以，新型的教学模式及丰富的网络教学资源并不能一成不变地照搬于地方院校的本科教育课堂中。

矩阵论是应用型本科院校理工科各专业的重要学科基础课程，主要以线性代数和微积分为基础，全面讲述了线性空间及线性空间上的线性映射、矩阵分解、范数和极限、矩阵函数与矩阵值函数、广义逆矩阵等内容。它不仅是常微分方程、应用统计学等后续课程的基础，也是考研必须掌握的重要课程，是解决实际问题的重要工具，学好这门课程对学生后续的学习和发展是非常重要的。

2 教学现状

应用型本科是高等教育大众化的产物，其主要的目标是培养应用型创新人才，重点是培养学生的创新精神和实践能力。作为数学专业基础课程的矩阵论课程有着不可替代的重要地位，其教学活动蕴藏着强大的创新教育功能。但在目前的教学中存在着很多问题，主要表现为教学过分注重对学生概念、理论分析、运算技巧的培养，教学形式比较单一，教学设计不能满足学生的发展需求，甚至只注重知识的讲解及教学内容是否能顺利完成，忽略了学生对知识的掌握程度及运用能力。教学方式不能与时俱进，不能有效地利用多媒体等现代教学资源。

矩阵论作为线性代数和微积分的后续课程，具有更强的理论性，教学内容具有高度的概括性和抽象性，更能培养学生的创新思维和实践能力。但由于该课程内容多，课时少，因此在具体教学实施过程中，部分教师仍采用传统的 “黑板+粉笔”、“满堂灌”的单向式教学方式。对教学内容处理又多采用“定义---定理---计算”这一形式，定义、定理证明、例题的讲解占据大量时间，受学时的影响，使得教学内容中缺少针对不同专业特点的应用型例题的讲解和实践训练，淡化了该课程的实际应用，以致于学生逐渐失去了学习兴趣，对课程产生了排斥的心理，丧失了学习的主动性。因此，进一步加强矩阵论课程教学质量，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力与应用创新能力，是应用型本科院校矩阵论课程教学改革面临的首要问题。

近年来，国内学术界关于矩阵论课程教学改革的研究非常活跃，取得了丰富的研究成果。但他们的侧重点是研究生及工科类的矩阵论课程教学改革。本研究重点考虑的是应用型地方本科院校数学与应用数学专业及应用统计学专业的矩阵论课程教学改革。

3 具体改革内容和目标

3.1 改革内容

教学内容的改革：在学时有限的情况下，根据地方应用型本科院校数学与应用数学专业及应用统计学专业的人才培养方案中该课程的培养目标，结合学生的实际情况及专业特色，对教学内容进行精化和深化，精选有广度有深度的教学内容，编制教学大纲，制作课件、电子教案，同时及时更新和补充矩阵理论的新方法和最新成果，拓展学生的知识面。

教学中嵌入数学软件：虽然矩阵论课程有大量的理论知识，但是也涉及大量的矩阵计算(矩阵特征值、矩阵分解、矩阵范数等)，而人工计算只能算低阶矩阵，所以，将MATLAB、Mathematica等数学软件融入教学中，增设实验部分的教学是很有必要的。

教学模式的改革：根据不同教学内容的设置，在教学实践中运用启发式、探究式、讨论式、主动参与式、学生合作式等教学方法，调动学生学习的积极性、主动性、能动性，实现从被动接受到主动学习方式的转变。重视教学手段的更新，积极运用信息化技术，实现教育技术现代化。尝试将翻转课堂、智慧课堂、对分课堂等新型授课方式应用于课堂教学。选取若干典型内容，录制课堂教学视频，作为线上教学资源提供给学习者或作为交流推广之用。

将思政教育和矩阵论课程有机融合在一起：矩阵论课程中有大量的定义、定理、公式等，教师要认真备课，结合课程发展的历史等因素充分挖掘教材中潜在的“思政元素”，把思政教育贯穿于知识传授过程中。

教学评价体系的改革：对学生的考核要突出能力和创新的目标，克服应试考核的弊端，将学生的课堂讨论、作业、课程论文、读书报告、实验报告等纳入学生的成绩考核。

3.2 改革目标

完成适用于地方应用型本科高校的以培养学生创新应用能力为核心的课堂教学模式的理论构建，优化矩阵论课程教学内容，使教师具有培养学生创新思维的意识。在教学过程中，实现对学生创新思维、探索精神和实践能力的培养，不仅让学生学到课本知识并通过考试，更重要的是让学生各方面的能力都得到显著提高。

在教学理念上实现三个转变，即从以教师为中心转向以学生为中心，从以知识传授为中心转向以能力培养为中心，学生由接受式学习为主转向主动探究式学习为主。

挖掘课程思政元素并将它融入课堂，让学生在数学欣赏中涵养人文精神和道德情怀，提升看问题的高度，不断调整知识结构，综合掌握相应的探究能力，以适应现代化建设的需求。

4 结语

随着社会对人才需求的变化，矩阵论课程教学也应随之改革。改革的主要目的是通过该课程的教学提高学生的创新思维和实践能力，在教学中要不断深入研究矩阵论课程教学特点，不断进行教学改革，从而提高本科生的教学质量。