探索大数据时代高校线性代数的教学改革

2021-04-04周义

信息记录材料 2021年1期

周义

（太原学院数学系山西太原 030032）

1 引言

大数据时代对各行各业各个领域都产生了明显的积极影响，2015 年国家曾发布过“促进大数据发展行动纲要”的一则通知，这个通知也标志着大数据时代的彻底到来，从那之后大数据技术便成为各领域的应用重点，教育领域自然也不例外。现代科学技术处于高速革新的状态，社会对具备大数据分析、数据挖掘技术能力的人才需求逐渐增多，高校作为培养多方面人才的重要场所，线性代数作为数据科学的基础，标志着大数据时代各项信息技术对现代代数教学改革的重要性。在大数据时代，随着各类信息技术的深入应用，智能设备的普及，传统的教学方法已无法满足现代化教学的需求。因此，在现代高校教学中，有必要在高校教学课堂中引入与大数据技术有关的教学技术，以便更好地培养大学生对数据的处理、分析与挖掘能力，扩宽思维，提高学习质量等。基于大数据时代的发展背景下，如何有效利用大数据相关技术实现线性代数教学的高校改革是广大教育者都在思考的问题。线性代数作为数学专业中的基础课程、其他专业的核心课程，在大数据时代的推动下，其教学改革势在必行。

2 大数据时代为高校线性代数教学带来的影响

目前在高校线性代数教学中，广泛存在教学模式陈旧，教师不注重对大数据技术的应用，忽略挖掘信息的重要性，且教学内容与社会实际应用脱轨、教学方法与手段落后，无法充分激发学生的学习兴趣。线性代数属于数学中的学科分支，其内容与高等代数类似，极为抽象，存在诸多公式与定理，计算规模极其复杂且庞大，在计算过程中出错几率极高，因此，大多数大学生对这门课程感兴趣程度并不高，导致教学课堂上的气氛沉闷，成绩也往往不理想，教学质量与学习质量均较差。

大数据与信息时代的各项现代科学技术在社会进步的推动下，逐渐被广泛应用。大数据技术已完全渗透高校教学课堂，MOOC、微课等新兴教学模式为教育领域带来了创新性的教学资源，也实现了教学资源的实时共享，为高校数学专业的线性代数教学模式带来了极大的机遇与挑战。机遇与挑战并存时，如何克服大数据技术的劣势，充分发挥其在线性代数课程中的应用优势，是广大数学教育工作者都应思考与探索的问题，高效推广大数据技术的合理应用，也是高校数学专业教学改革的重要目标与任务[1-2]。

3 大数据时代线性代数教学创新改革的思路

3.1 利用大数据创新教学观念

高校教师作为学生学习线性代数的引导者，在培养学生能力与掌握知识方面发挥着重要作用，出于此，该门课程的教师应利用大数据时代的现代化教育技术加深学生对本学科的理解与认知，明确该学科在数学专业教学中的重要性，结合学生对课堂教学的反馈，积极将大数据技术、信息技术等相关技术与线性代数课程进行有机融合，实现线性代数课程教学与大数据的高度契合，利用大数据的优势在潜意识中培养学生的大数据思维。现代社会的高速发展与行业需求，对学生在大数据应用方面的能力也有了更高的要求，传统教学传授方式与课堂教学模式使学生获取知识的途径受到限制，仅仅依靠单一教材与教师的传授与讲解，已经无法满足学生的发展需求。因此，高校线性代数教学改革应着眼于转变传统教学模式，充分认识到大数据在该课程教学中的应用优势，引导大学生利用大数据获取相关知识，明确教学目标，顺应时代发展，帮助学生在了解大数据实际应用的同时，学习质量与效率更上一层楼。

3.2 利用大数据打造多元化学习模式

为了提高线性代数的教学质量，首先要充分分析目前线性代数教学中存在的问题和不足，探讨产生问题的原因，利用各种信息技术与信息技术打造的学习平台，实现大学生多元化的学习模式。利用大数据对课程大纲和课程内容进行分析，提取知识结构，帮助学生掌握该课程的学习难点。一般而言，线性代数由线性方程组、行列式和矩阵三部分组成，计算规模较为庞大，计算程度较为复杂，教师应运用相应的计算机软件实现实际模拟，以最直观的方式让学生了解计算原理与过程，简化计算过程，实现学生吸取知识的多元化模式。

3.3 利用大数据创新教学手段和方法

在教学方面，应积极实现大数据与线性代数教学的有机结合，充分发挥大数据对线性代数教学带来的积极影响。运用大数据带来的优势优化教学手段与方法，比如结合实际案例分析、视频演示和探讨、PPT 展示等多元化的教学方式，以图文并茂的形式将线性代数较为抽象的知识点简单化，提高学生的学习兴趣。教师还可以利用大数据分析学生的学习现状，根据学习状况对教学重点难点进行改进，采用个性化、多元化教学模式，促进课堂的趣味性与互动性。此外，基于大数据的交互式教学，可以在在线平台上完成作业的布置与完成情况的检查等，实现教师与学生双方之间的实时互动，加深学生对知识点的消化与吸收能力[3]。