新建地方應用型高校線性代數課程改革實踐研究

喬興 馬丹 紀方 李越男

摘要??? 學生為中心、成果為導向，建立健全面向產出的人才培養體系是我國工程教育專業認證的基本要求，新建地方應用型高校大多數專業的線性代數課程是少學時類型。因此，利用現代化教學設施及網絡平臺，改革傳統高校線性代數課程的教學內容、教學手段、教學方法，系統構建適應現代科技發展需求和專業需要、易于掌握、實用性強、密切聯系科技進步、講授方法新穎、適應于新建地方應用型本科院校少學時類型的線性代數立體化課程體系，使之成為課堂教學的有益補充，從而提高課堂教學效果，培養學生自主學習的能力。

關鍵詞??? 應用型;線性代數;課程體系

中圖分類號：G424??? 文獻標識碼：A??? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2022.04.032

Research on the practice of Linear Algebra Curriculum Reform in Newly-built Local Applied Universities

QIAO Xing1，MA Dan1，JI Fang2，LI Yuenan2

（1.School of Mathematical Sciences，Daqing Normal University，Daqing，Heilongjiang 163712;

2.Daqing 36th Middle School，Daqing，Heilongjiang 163712）

Abstract It is the basic requirement of engineering education professional certification in our country to establish and perfect the talent training system which is student-centered and product-oriented. The linear algebra courses of most majors in Newly-built Local Application-oriented Universities are of the type of less class hours. Therefore，using modern teaching facilities and network platforms，reform the teaching content，teaching means and teaching methods of traditional linear algebra course in Colleges and universities. Systematically build a three-dimensional linear algebra curriculum system that meets the needs of modern scientific and Technological Development and professional needs，is easy to master，has strong practicability，is closely related to scientific and technological progress，has novel teaching methods，and is suitable for the type of less class hours in newly-built local application-oriented undergraduate colleges and universities. Make it a useful supplement to classroom teaching，so as to improve the effect of classroom teaching and cultivate students' ability of autonomous learning.

Keywords application type;linear algebra;curriculum system

自從中國正式加入《華盛頓協議》成為成員國以來，中國高等院校的工程教育專業認證也就開始啟動了。學生為中心、成果為導向和持續改進是工程教育專業認證的核心理念和基本要求，因此在工程教育專業認證背景和基于OBE理念下，制定和優化人才培養體系，以促成培養滿足社會發展需求的新型工程人才至關重要。成果導向教育已成為西方發達國家教育改革的主流理念，被工程教育專業認證完全采納。用成果導向教育理念引導我國工程教育專業改革，具有非常重要的現實意義。[1]

2020年新學期之初，國內正處于疫情防控期，教育部出臺了普通高校在疫情防控期間在線教學和管理若干指導意見，保證學生在疫情防控期間“停課不停學”。疫情過后“線上線下”混合教學模式的應用及推廣是我們更加關注的內容。線性代數課程采用少學時、少學分的院校和專業越來越多，目前學習這類數學課程的學生數占高校學生總數的百分之七十以上。此外，新建應用型本科院校的學生數學基礎相對較差。由于專業對數學的需求情況、有效的授課時間等與傳統的多學時課程類型有很大的差別，目前一般高校（特別是新建應用型本科院校）線性代數課程體系不能適應這種需要。因此，新建應用型本科高校迫切需要一套高效、易教易學、充滿時代氣息、能自助學習的線上線下線性代數精品課程體系。

1??? 新建地方應用型高校線性代數課程體系和教學內容存在的問題

新建地方應用型高校理工科專業的線性代數課時設置多數為32學時理論教學，在有限的32學時中，包括行列式、矩陣、n維向量與向量空間、線性方程組、矩陣的特征值與二次型、線性空間與線性變換等眾多教學內容，導致授課教師教學任務重，另外該課程沒有設置單獨的實踐教學環節，使得學生所學的理論知識與運用數學知識解決實際問題的實踐能力沒有很好的結合。[2]而且線性代數也是理工科專業的專業基礎課，學習有些難度，很多學生缺乏學習興趣。雖然現在多數院校線性代數課堂多采用多媒體教學，課堂信息容量增加了，彌補了學時少的問題，但與傳統課堂教學相比，問題就更加突出，信息量大，講授節奏快，學生吸收理解的時間少，課堂教學效果不是很理想。

2??? 新建地方應用型高校線性代數課程改革目標

堅持以產出為導向，以學生為中心，以持續改進教學理念?；诖私虒W理念如何進行線性代數課程教學模式改革與實踐，梳理線性代數課程的教學內容，淘汰“水課”、打造“金課”，全面提升應用型本科高校學生的學業挑戰度、課程難度和深度，讓課程教學質量提高落到實處。培養具備較扎實工程數學基礎知識的人才，以達到培養工程技術人才的目的要求，改革新建應用型本科高校傳統線性代數課程體系，通過一系列綜合改革做法，實現線性代數課程的變革，解決理工科專業在人才培養過程中存在的問題與差距。充分發揮線性代數課程在工程教育專業認證中的支撐作用。為實現工程教育專業人才培養目標和畢業要求發揮線性代數課程的效應，也為培養合格的工程技術人才奠定基礎。

3??? 新建地方應用型高校線性代數課程體系建設

改革傳統高校線性代數課程的教學內容、教學手段、教學方法，系統構建適應現代科技發展需求和專業需要、易于掌握、實用性強、密切聯系科技進步、講授方法新穎、適應于新建地方應用型本科院校少學時類型的線性代數立體化課程體系（如圖1所示）。使之成為課堂教學的有益補充，從而提高課堂教學效果，培養學生自主學習的能力，形成以提高學生應用能力和創新能力為目的的創新應用型人才培養方式。

3.1??? 課程目標

基于各新建地方應用型高?！靶抻啽究茖I人才培養方案的原則意見”，本著體現學校自身定位、培養目標和辦學特色的原則，設定了能夠達成設定畢業要求的線性代數課程體系。線性代數課程理論教學32學時，2學分。通過該課程學習，學生能夠掌握線性代數的基本概念、基本理論和基本方法。獲取計算行列式，矩陣求解一般線性方程組，向量組的線性相關性及其有關的基礎知識。培養并提高學生的數學修養，掌握數學的基本思想方法，提升學生的綜合素質能力。使學生能夠綜合運用相關線性代數知識解決計算機應用領域復雜的工程問題。

3.2??? 教學大綱

遵循應用型本科高校專業人才培養方案實施意見中提出的課程教學大綱制定原則，制定符合應用型本科高校人才培養方案的培養目標和畢業要求的線性代數課程教學大綱。課程目標即為學生通過該課程的學習所能夠掌握線性代數的基本概念、基本理論和基本方法;獲取計算行列式，矩陣求解一般線性方程組，向量組的線性相關性及其有關的基礎知識;培養并提高學生的數學修養，掌握數學的基本思想方法，提升學生的綜合素質能力。使學生能夠綜合運用相關線性代數解決計算機應用領域復雜的工程問題。具體分目標為：（1）使學生獲得矩陣理論的系統知識，掌握矩陣理論基本概念和基本方法，具備應用矩陣理論基本方法解決相關問題的能力。（2）使學生獲得行列式理論的系統知識，掌握n階行列式的定義和基本計算方法，具備應用行列式理論基本方法解決線性方程組解問題的能力。（3）使學生獲得向量理論和線性方程組解結構的系統知識，掌握向量線性相關性和向量組的秩以及矩陣的秩的基本概念和基本方法，具備應用向量理論的基本方法解決相關問題的能力。

3.3??? 考核評價

探索新的考核方式，結合線上網絡在線學習課程和學習通網絡在線學習平臺，制定適合應用型本科院校的網絡學習考核與課后考核評價體系，破除應用型本科院校理工科專業線性代數課程評價體系陳舊的問題。

線下考核一般包含課堂出勤考核、課后作業完成情況考核、期中測驗和期末考試等常規考評方式。

線上考核采用多種方式方法，比如學習平臺中試題庫（課堂隨機測驗、單元測驗、試卷等）、討論專區的話題討論、課堂隨機點名與簽到、在線學習視頻和教學課件觀看時間等多種方式綜合運用，充分利用網絡學習平臺中的教學資源。

3.4??? 教學活動

教學活動包括線上自學和課堂教學兩個主要部分。學生可以充分利用課后空余時間在學習通網絡在線學習平臺重復觀看教學視頻和教學課件（PPT），線上自學的優勢一是在實體課堂中沒有完全聽懂的知識點，可以利用課后時間重復觀看教學視頻，直到學會弄懂為止，是實體課堂的一個有益補充。二是學習方式靈活方便，不受時間地點的限制，只要學生有時間，就可以隨時隨地利用手機APP進行在線學習。

4??? 新建地方應用型高校線性代數課程體系建設實施路徑

4.1??? 教材建設

新建地方應用型高校普遍升本時間比較短，線性代數課程所用教材與建校歷史悠久的本科高校具有相同的知識體系，教材內容邏輯性和知識理論的系統性強，邏輯推理和運算技巧教學比重過大，在授課學時少的情況下，這樣安排很不合理。作為新建地方應用型高校線性代數課程的教材沒有必要面面俱到，過分強調數學知識的系統性，而是要結合各自專業特點，使教材內容與各專業學生的畢業要求及課程目標切實結合起來。根據聽課學生的專業需要，減少運算技巧方面的教學，刪掉不合理的教學內容，重新構建線性代數教材的知識結構體系，重點滲透現代數學思想，達到以現代的數學觀念、思想和方法來理解傳統教材知識的目的。[3]

4.2??? 教學方法改革

發現教學法。在大學線性代數課堂教學過程中發現教學法是一種常用的教學基本方法。它與講授法結合，取長補短，可以充分體現以學生的自主探究、合作學習為主要特征，更好地調動學生積極參與到線性代數課堂教學過程中，從而達到提升學生學習線性代數的興趣和積極性的目的。[4]

分層教學法。由于新建地方應用型高校學生數學基礎知識能力的參差不齊，接受能力存在顯著差異，為解決這一突出矛盾，在線性代數課堂教學中采用分層教學法，可以更好地調動學生學習線性代數的熱情，提高課堂授課效果。

4.3??? 教學模式改革

利用現代化網絡學習平臺學習通、網絡在線開放課程等網絡學習方式，實現線上線下結合，混合教學模式（如圖2所示，P101），解決授課內容多無法在有限的課堂教學時間完成的問題，使之適應應用型本科院校理工科專業課堂教學的要求。

4.4??? 考核方式改革

基于OBE理念，線性代數課程目標要與畢業要求一一對應，課程目標的達成具有明確的方法和評價依據，所以可以運用這些方法和評價依據作為課程考核評價體系?？己朔绞接稍瓉淼恼n堂考勤、作業完成情況和期末試卷成績改革為課堂考勤、課堂測驗、課堂筆記、課后作業和期末試卷等幾個方面來進行綜合考核評價?？己朔绞接稍瓉淼膯我恍问睫D變為多種形式的綜合。[5]

理論知識考核。針對課堂學習的基本概念、基本理論，在學習通網絡學習平臺中錄入和這些基本概念、理論相關的題庫，每次學完本節課內容之后要求學生利用課余時間在規定時間節點內完成章節測驗。

實踐能力考核。針對章節中提升學生實踐能力的知識點，在學習通網絡學習平臺中錄入和這些知識點相關的題目，通過單元測驗題來考核學生運用代數知識解決實際問題的能力。

網絡學習情況考核。學習通網絡學習平臺具有統計功能，任課教師可以利用此功能，定期登陸平臺查詢任課班級學生課后時間登錄次數、觀看教學視頻的時長、章節測驗的成績、單元測驗成績以及參與課堂討論等網絡學習任務的情況，以此來考核任課班級學生的網絡學習成績。

5? ? 結語

以學生為中心，產出為導向構建線性代數課程體系，充分考慮不同專業、不同層次學生的需求，強化專業需求，真正使線性代數這門課程成為各個專業學生學習后續專業課的基礎，強化實踐教學環節，有意識培養各個專業學生運用數學知識解決實際問題的能力和數學文化素養?？傊?，新建地方應用型高校線性代數課程教學應用結合各理工科、經管類專業應用型人才培養目標需求，考慮不同專業學生的特點、線性代數課程與其他專業課程的聯系，在教學方式方法、教學內容、課程體系以及考核方式等進行探索實踐。[6]

參考文獻

[1]李志義.解析工程教育專業認證的成果導向理念[J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[2]方智利，王平.工程教育認證下的少課時有機化學教學模式研究[J].教育教學論壇，2019（13）：155-156.

[3]付夕聯，付博生.構建大學數學課程的幾個原則[J].洛陽理工學院學報（社會科學版），2013.28（1）：90-92.

[4]喬希民.發現教學法在線性代數課堂教學中的實施策略[J].貴陽學院學報（自然科學版），2016，11（02）：62-65.

[5]朱洪.基于應用型人才培養的線性代數課程改革研究[J].教育教學論壇，2018（43）：128-129.

[6]趙琪.應用型本科院校數學課程體系重構與教學內容改革的研究[J].科教導刊（上旬刊），2019（28）：111-113.