第一篇：線性代數(shù)教學改革研究

線性代數(shù)教學改革研究

摘 要 本文以大學線性代數(shù)課程的特點為切入點，結(jié)合本校大學數(shù)學教學改革的發(fā)展趨勢，通過精選的教學內(nèi)容和優(yōu)化的課程體系，提出了多種教學手段激發(fā)學生的學習動力，增加應用實例使理論聯(lián)系實際，提高自身素質(zhì)，進而提高教學質(zhì)量，讓學生由課堂上被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，成為課堂上的主體，逐漸喜歡上線性代數(shù)的學習。

關(guān)鍵詞 線性代數(shù) 邏輯思維 教學改革

高等院校把線性代數(shù)作為一門非常重要的基礎課程。這門課程不僅具有較強的邏輯性、抽象性和廣泛的應用性特點，而且對于其它科目的學習也有至關(guān)重要的作用。然而，由于各種各樣的因素，該課程的應用特色未能在教學中得到很好的體現(xiàn)，這門課程的重要性和應用價值并沒有被學生認識到。我們寫這篇文章主要想解決如下幾個問題，擬解決的關(guān)鍵問題：（1）如何提高學生的學習興趣？（2）如何提高學生的學習熱情？（3）如何提高學生學習的積極主動性？（4）如何讓學生學得輕松愉快？（5）如何讓學生學得清楚明白？（6）如何提高學生的學術(shù)鉆研精神？學生在學習中也經(jīng)常感到困惑，原因在于這門課程本身就比較抽象，計算量大，再加上許多高校的線性代數(shù)課程學時偏緊，傾向于數(shù)學知識的灌輸，輕視線性代數(shù)理論的產(chǎn)生背景，缺乏理論與實踐相結(jié)合，因此使學生接受起來比較困難。另外，線性代數(shù)的教學目標不僅僅是要讓學生掌握系統(tǒng)完整的分析學知識，更要結(jié)合當前數(shù)學學科發(fā)展的新形勢，培養(yǎng)具有自我更新知識能力的終身學習者。這給教學方法的改革和探索提出更高的要求?？梢姡槍Ρ拘?shù)學系的學生來探索、研究線性代數(shù)的新教學方法，并在實踐中不斷總結(jié)和完善，有著重要意義。本項目將結(jié)合“發(fā)現(xiàn)教學法”和“問題教學法”來研究《空間解析幾何》的教學改革。結(jié)合以上幾點問題，本文主要從以下幾個方面探討了線性代數(shù)教學改革方向：從教學內(nèi)容方面對線性代數(shù)教學進行改革

我們本校有數(shù)學專業(yè)和非數(shù)學專業(yè)，根據(jù)學科性質(zhì)的不同和要求的不同，應區(qū)別對待。當前高校線性代數(shù)的教學比傳統(tǒng)的保姆式教學已經(jīng)進步很多，但還是存在一些問題。例如，有的學生被動完成老師布置的作業(yè)，不知道主動鉆研數(shù)學知識；有的學生不適應老師的教學方式，聽不懂課也不敢告訴老師，慢慢失去學習興趣；有的學生一遇到難題就害怕，缺乏自信，久而久之就覺得自己不夠聰明，學不好線性代數(shù)；有的老師在課堂上總是看到不少學生眼神迷茫，聽不懂課，久而久之就覺得學生水平太差，難以教導。其實，只要是智力正常的人，只要認真學習，肯定可以學好高等數(shù)學。所以要讓學生樂于學習線性代數(shù)，讓學生學得輕松愉快、學得清楚明白，在線性代數(shù)的學習中增加智慧提高自信，就必須探索和改進我們的教學方法。通過對線性代數(shù)課程的教學實踐，探索如何在數(shù)學中有效地開展理論和實踐相互結(jié)合的方法，并且在教學過程中利用數(shù)學軟件輔助教學，使教學變得直觀生動，并在后續(xù)課程運用此基本框架進行檢驗，不斷修正和完善，最終建立一套完整的教學模式和一套標準的提高學生興趣的教學質(zhì)量評價體系。我們還可以通過課堂練習來提高學生的學習熱情。雖然課堂練習有點老套，也有點耗費時間，但對于提高學生學習數(shù)學知識的熱情卻簡單有效。我校高等數(shù)學的期末總評成績的30%取決于平時分數(shù)，我們可以通過獎勵平時分的方法鼓勵學生上臺做練習。這個方法可以極大地提高學生在課堂教學中的思考效率，增加學生的學習熱情。

數(shù)學課堂上的思考總是比較耗費學生的腦力，這容易讓學生在課堂上懈怠，學生思考累了就會向往休息，然后就容易進入“純聽眾”的低效率狀態(tài)。而課堂練習和獎勵平時分就可以讓學生參與課堂的表演，提高學生的興趣和興奮度。更進一步，我們可以利用“同宿舍的大學生十分團結(jié)、榮譽感強”的特點，在課堂練習中采用同宿舍集體獎勵平時分的方法，每次都激發(fā)出很多學生的思考熱情，提高教學效果。這種方法在實踐中十分有效，不同宿舍的學生往往表現(xiàn)出你爭我搶地上臺做課堂練習的熱情。將“發(fā)現(xiàn)教學法”用于極限語言的教學課堂。而對于數(shù)學專業(yè)的學生，由于對理論和應用都有相對較高的要求，因此教師在講授過程中不但要強調(diào)計算，也要多加強調(diào)理論推導，培養(yǎng)數(shù)學專業(yè)學生的邏輯推導能力。從教學方法角度進行高校線性代數(shù)教學改革

在線性代數(shù)教學中，為了確保其教學質(zhì)量和效果，我們從以下幾方面進行研究和探討。

2.1注重能力的培養(yǎng)

使用“發(fā)現(xiàn)教學法”來實施極限語言的教學實踐，是為了讓學生深入體會極限語言的本質(zhì)特征。由于極限語言在線性代數(shù)中極為重要，我們將在教學計劃中，為這部分內(nèi)容的教學預留比傳統(tǒng)教學法多1/3的?r間，以期給學生打下扎實的基礎。另外，為適應“發(fā)現(xiàn)教學法”教學模式，擬引入“2+2”教學方案，包括4個教學環(huán)節(jié)：創(chuàng)設問題的情境―探索、解決問題―方案討論―總結(jié)評價。教師主要參與提出問題環(huán)節(jié)和總結(jié)評價環(huán)節(jié)，學生主要參與解決問題環(huán)節(jié)和方案討論環(huán)節(jié)。

2.2加強知識應用的介紹

問題教學法，就是以問題為載體貫穿教學過程，使學生在設問和釋問的過程中萌生自主學習的動機和欲望，進而逐漸養(yǎng)成自主學習的習慣，并在實踐中不斷優(yōu)化自主學習的方法，提高自主學習能力的一種教學方法。問題教學法充分體現(xiàn)學生的主體地位，能有效地激發(fā)學生自主學習的主動性和積極性。由于數(shù)學知識的掌握，不僅僅在于發(fā)現(xiàn)問題，以問題貫徹學習的始末，還需要掌握嚴謹?shù)淖C明過程。因此，我們將在定理的教學過程中滲入問題教學，而并非從始而終都使用問題教學法。故需要設計好科學的教學環(huán)節(jié)。結(jié)合傳統(tǒng)問題教學法的幾個步驟，我們擬將課堂分解為4個教學環(huán)節(jié)：教師提出問題（例如怎樣求參數(shù)曲線的長度）―學生在教師引導下思考解決途徑（例如用擇線段去逼近曲線長度）―嚴謹?shù)淖C明（證明曲線長度公式）―鞏固練習（求解若干曲線的長度）。

2.3利用多媒體教學法

在現(xiàn)代的線性代數(shù)教學中，有許多定理需要進行推導。但由于教學改革需要，線性代數(shù)的課時數(shù)減了不少，由以前的每周4課時減少到每周3課時，這樣課時的減少大大影響了定理證明過程介紹，很多證明就不能在像以前那樣詳細介紹了。為了解決這一現(xiàn)實問題，我們就需借助于多媒體，多媒體的引入大大提升了工作效率，探索如何在數(shù)學中有效地開展理論和實踐相互結(jié)合的方法，并且在教學過程中利用數(shù)學軟件輔助教學，使教學變得直觀生動，并在后續(xù)課程運用此基本框架進行檢驗，不斷加以修正和完善，最終建立一套完整的教學模式和一套標準的提高學生興趣的教學質(zhì)量評價體系。因此，多媒體的引入既節(jié)約了上課時間也提高了工作效率，顯著增強教學成效。結(jié)論

高等院校把線性代數(shù)作為一門非常重要的基礎課程。這門課程不僅具有較強的邏輯性、抽象性和廣泛的應用性特點，而且對于其它科目的學習也有至關(guān)重要的作用。線性代數(shù)的教學改革是一個深遠的問題，為了讓學生學好這門課程，教師要花很多的時間和精力。在此基礎上，針對這些問題進行了教學探索。通過我們的教學實踐，發(fā)現(xiàn)學生的學習積極性日益高漲，并且一些學生由此產(chǎn)生繼續(xù)深造的想法，取得較好的教學效果。

參考文獻

[1] 馬德炎.談創(chuàng)新與大學數(shù)學教學[J].大學數(shù)學，2003（1）.[2] 李大潛.關(guān)于高校數(shù)學教學改革的一些宏觀思考[J].中國大學教學，2010（1）.[3] 楊學志，職占江.高等數(shù)學課程教學改革探討[J].學理論，2011（16）.[4] 姜啟源，謝金星.一項成功的高等教育改革實踐[J].中國高教研究，2011（12）.[5] Steven J.Leon.Linear Algebra with Applications，Sixth Edition[M].Pearson Education.Inc，2002：22-23.

第二篇：轉(zhuǎn)型背景下線性代數(shù)課程教學改革研究

轉(zhuǎn)型背景下線性代數(shù)課程教學改革研究

摘 要： 本文以線性代數(shù)課程為例，闡述了教學內(nèi)容整體化、教學模式慕課化的思想。

關(guān)鍵詞： 線性代數(shù)課程 教學內(nèi)容 教學模式

在轉(zhuǎn)型背景下應用技術(shù)型本科院校的大學數(shù)學教學越來越強調(diào)實用性。數(shù)學類課程受到本身理論抽象的束縛，在講解過程中過于重視理論演繹推理的嚴謹性、完整性，忽視了應用性。為了改變現(xiàn)狀，本文以線性代數(shù)課程為例，闡述了教學內(nèi)容整體化、教學模式慕課化的思想。

一、教學內(nèi)容整體化

數(shù)學教材的編寫傾向于理論本身的完整性、知識銜接的有序性等因素。因此，開學初第一次課應將教材內(nèi)容重新整合，告知學生這門數(shù)學課程講什么，核心內(nèi)容、主要方法，使學生從宏觀上了解這門課程，使零散的教材內(nèi)容整體化。因此，我建議在講解理論內(nèi)容前、后分別增加緒論課環(huán)節(jié)、拓展課環(huán)節(jié)。

1.增加緒論課環(huán)節(jié)

線性代數(shù)緒論課環(huán)節(jié)，需要解決幾個問題：講什么，以什么方式講，如何講。（1）明確課程的核心內(nèi)容、主要方法，又要突出線性代數(shù)課程的解決實際問題，實例一定要選擇與學生的專業(yè)密切相關(guān)的，例如經(jīng)管類專業(yè)的學生可以引用生產(chǎn)管理上的指派問題中的效益矩陣，投入產(chǎn)出模型等。（2）教學方式使用多媒體課件進行展示，使用EXCEL、MATLAB軟件進行準確計算，利用Blackboard網(wǎng)絡教學平臺進行課程的線上學習。（3）講解過程中典型實例一定是深入淺出，點到為止，目的是拋磚引玉，制造懸念，激發(fā)學生學習課程的興趣。

2.增加拓展課環(huán)節(jié)

在課程結(jié)束 前，增加拓展課環(huán)節(jié)，主要是在深度、廣度上給予學生引導，提出一些具有代表性的，與線性代數(shù)課程相關(guān)的實際問題拓展討論課題。

緒論課用宏觀視角做了內(nèi)容、方法的“預覽”。拓展課是緒論課內(nèi)容的呼應，也是課程內(nèi)容的拓廣、延續(xù)。

課堂教學的講解就要提到教學內(nèi)容、教學模式等問題。關(guān)于教學內(nèi)容的說明可以參看文獻，下面僅就教學模式做補充說明。

二、教學模式慕課化

MOOC對當前的高等教育是一種挑戰(zhàn)。在MOOC資源不斷更新的情況下，學生期望傳統(tǒng)教學模式的變化，因此線性代數(shù)課程在教學模式上的改革勢在必行。

1.傳統(tǒng)課堂與MOOC學習

傳統(tǒng)課堂教學中，教師控制整個教學進度，通過面對面的講解進行知識傳輸，最終完成教學任務。MOOC教學提供豐富的數(shù)字化教學資源和靈活的教學空間，有利于學生開展自主探究學習，從而培養(yǎng)自我控制能力和探索創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)課堂教學和MOOC教學各有優(yōu)劣，而信息化高度發(fā)達的資源環(huán)境下的線下與線上相結(jié)合的混合教學模式將兩者結(jié)合起來，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

2.線下與線上相結(jié)合的混合教學模式

線下與線上相結(jié)合混合教學模式中的線下就是數(shù)學教學認知過程的第一階段，而線上就是第二階段。需要強調(diào)的是混合教學模式中有主次之分，線下是基礎，線上是線下的延續(xù)。如果線下教學沒有達到第一階段的要求，那么線上效果也會不理想，猶如“皮之不存，毛將焉附”的道理。

（1）線下教學

線下的課堂教學，教學內(nèi)容不能像教材一樣面面俱到，只能取其“精華”作為必講，必講部分要突出重點、精講多練。棄其“糟粕”，并非真的棄除，而是將那些學生可以自學完成部分作為選講，選講部分教師應提供具體的學習提綱、講課視頻、推薦MOOC學習等。由于內(nèi)容屬于選講部分，難度不能過大，要求與必講部分有區(qū)別。

（2）線上教學

線上教學過程中教師不能與學生面對面互動，因此線上互動平臺的選擇、互動機器語言的使用至關(guān)重要。①選用Blackboard網(wǎng)絡教學平臺作為師生線上互動平臺。Blackboard平臺能夠?qū)崿F(xiàn)在線互動，做答疑、練習、測試、拓展討論等。②使用Matlab軟件語言作為互動機器語言。由于答疑的內(nèi)容涉及數(shù)學公式，而利用公式編輯器錄入內(nèi)容極為繁瑣，為了克服輸入的困擾，教師可以利用Matlab軟件語言與學生進行交流。對于線下教學中的重點部分，建議教師錄好視頻放在Blackboard平臺中。

綜上，本文以線性代數(shù)課程的教學內(nèi)容、教學模式為研究視角，提出的整體化、慕課化思想普遍適用于轉(zhuǎn)型背景下應用技術(shù)型本科高校大學數(shù)學的其他課程。

參考文獻：

[1]何德，劉敏思.大學數(shù)學課程教學方法改革的原則與實踐[M].第五屆大學數(shù)學課程報告論壇論文集，2009.[2]潘珊珊，山美娟.MOOC背景下的教學改革思考[J].電子制作，2015.5.[3]李鳳霞.工科線性代數(shù)課程實踐教學內(nèi)容改革[J].高師理科學刊，2015.6.[4]李鳳霞.線性代數(shù)課程之教學模式改革[J].科技風，2015.6.[5]陳藏.高校數(shù)學課程慕課探討[J].華北科技學院學報，2014.12.基金項目：黑龍江外國語學院科學研究項目（YN2014-30，YN2014-31），黑龍江外國語學院教育教學改革項目（Yn-26）。

第三篇：線性代數(shù)課程教學改革的探索（xiexiebang推薦）

線性代數(shù)課程教學改革的探索

摘要：線性代數(shù)在社會科學與自然科學中發(fā)揮著越來越重要的作用，但線性代數(shù)課堂教學與實踐應用聯(lián)系有一定脫節(jié)，還不能較好地將現(xiàn)代科學技術(shù)手段引入到教學中。為了激發(fā)學生的學習興趣，以及提高教學質(zhì)量與效率，結(jié)合在教學實踐中的體會，主要從教學內(nèi)容及教學方式兩方面，對線性代數(shù)課程教學改革進行一些思考。

關(guān)鍵詞：線性代數(shù);教學內(nèi)容改革;教學方式改革

中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1674-9324（2018）20-0108-02

目前，線性代數(shù)是高等院校理、工、農(nóng)、經(jīng)管類等專業(yè)的一門非常重要課程，不僅是學習后續(xù)專業(yè)課的基礎，如電路、力學、化學等課程中都要用線性代數(shù)知識建立數(shù)學模型解決問題，也是學生繼續(xù)深造的基礎之一。線性代數(shù)對于培養(yǎng)學生抽象思維能力、邏輯推理能力、運算能力、分析問題和解決問題能力有極大的幫助。但是，由于線性代數(shù)內(nèi)容抽象、計算復雜，使部分學生對線性代數(shù)的許多概念難以理解，以致喪失興趣，所以，開展線性代數(shù)課程教學改革是非常值得思考的問題。

長期以來，我國教育工作者就線性代數(shù)教學中存在的問題提出了一些改革方案，取得了一些成績。2009年，孟麗娜等在文[1]中提出應注重線性代數(shù)應用背景，加強習題訓練，采用啟發(fā)式、互動式教學方法，妥善處理重點、難點等。2013年，齊紫薇等在文[2]中提出突顯數(shù)學應用、培養(yǎng)科學信念、整合教學手段的改革理念等。2000年，秦靜在文[3]中提出在線性代數(shù)教學中應善于用例，消化抽象;合理推理，精講理論;聯(lián)系實際，展示應用等。1999年，張志讓等在文[4]中強調(diào)了矩陣初等變換的突出作用，同時應加強計算機輔助教學、開設實驗課等。2012年，趙俊芳等在文[5]中提出知識點聯(lián)系法、多概念比較法、啟發(fā)誘導法、與MATLAB等數(shù)學軟件的使用有機結(jié)合、融入數(shù)學建模的思想等。本文主要從教學內(nèi)容、教學方式兩方面，提出線性代數(shù)課程教學改革的一些想法。

一、教學內(nèi)容

1.介紹知識的背景，提高學習興趣。由于線性代數(shù)內(nèi)容較多，但教學學時較少，教師在上課時，急于趕教學進度，忽視線性代數(shù)的實際背景，從而造成學生對線性代數(shù)的應用不了解，認為學無所用。所以在線性代數(shù)教學中，教師應該注重介紹線性代數(shù)的實際背景。比如用好平面和空間這兩個幾何背景;比如含兩個方程兩個未知數(shù)的線性方程組解得情況就是平面上兩條直線的關(guān)系，兩條直線平行對應該線性方程組無解，兩條直線相交對應該方程組有唯一解，兩條直線重合對應該線性方程組有無窮多組解;含三個方程三個未知數(shù)的線性方程組解的情況就是空間里三個平面的關(guān)系。通過這樣的形式，讓學生明白線性方程組的幾何背景，從而講課的時候不至于空洞枯燥，能提高學生的學習興趣和解決實際問題的能力。

2.增加實用例題，理論與實踐相結(jié)合。目前，國內(nèi)的很多教材，盡管理論知識完整，但缺少實用例題，這使得學生普遍反映線性代數(shù)概念抽象、計算量大、理論太強、枯燥乏味，從而導致教學質(zhì)量下降。所以在線性代數(shù)教學中，教師應先提供一些實用例題，讓學生通過閱讀、仔細觀察、認真思考、師生討論等途徑掌握相應的理論，這樣，使學生在掌握理論知識的同時，可以了解線性代數(shù)在實際問題中的應用，引發(fā)學生思考，調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。

3.強調(diào)知識點之間的聯(lián)系，激發(fā)學習動力。在學習線性代數(shù)中的概念或定理時，可先簡單介紹其在其他知識點中的應用及聯(lián)系，以此激發(fā)學生的學習動力。例如，在學習矩陣初等變換法時，先介紹利用初等變換法可求矩陣的秩、求逆矩陣、解矩陣方程、解線性方程組、判斷向量組的線性相關(guān)性、求向量組的秩及其最大無關(guān)組等。

二、教學方式

1.采用啟發(fā)式教學，調(diào)動學生的求知欲。啟發(fā)式教學是指教師在教學過程中根據(jù)教學任務，從學生的實際出發(fā)，采用多種方式，啟發(fā)學生思維，調(diào)動學生的學習主動性和積極性，促使他們高效學習的一種教學指導思想。由于線性代數(shù)內(nèi)容抽象，若教師在上課時，直接給出概念或定理，可能會導致部分學生對概念理解不透、對定理應用不明。線性代數(shù)在教學中應采用啟發(fā)式教學方法，可由淺入深，由具體到抽象，循序漸進，啟發(fā)學生的思維，引導學生積極獨立思考，調(diào)動學生求解問題的求知欲，使學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣。

2.施行分層教學，因材施教。分?詠萄?是指針對學生的差異，設計不同層次的教學目標，提出不同的學習要求等的一種有效教學方法。分層教學能充分調(diào)動各個層面學生的學習積極性，充分發(fā)揮學生學習的自主性，培養(yǎng)學生的數(shù)學興趣。從大學擴招以來，大學的教育從精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃?，擴招導致學生的數(shù)學基礎水平逐年降低，學生的層次和水平也參差不齊，同時擴招后師資力量沒有得到及時補充，某些專業(yè)的數(shù)學課只能以大班的形式上課，這就降低了教學效果，這樣就要求分層教學。教學分層目的在于引導學生學習、維持學生的學習興趣、激發(fā)學生的學習能力。線性代數(shù)分層教學主要考慮學生分層與教學分層兩個方面?？筛鶕?jù)學生的數(shù)學成績、興趣及能力等因素將學生分為三層進行教學。教學分層是針對各層次的學生制定不同的教學大綱、實施不同的教學目的、采用不同的教學手段等進行因材施教。

3.采用多媒體教學，提高教學效果。由于線性代數(shù)課程教學中板書量較大，粉筆板書會耗費大量時間，不僅影響教學進度，還降低教學效果。多媒體課件可以直觀清晰地展示出教學中需要的效果，可以在課堂上隨時調(diào)用所需要的資源，既可以節(jié)省時間，又可以提高課堂效率。當然，因為多媒體教學的講課速度較快，學生的思維和反應容易跟不上，做筆記不完整，所以在采用多媒體教學的同時，也不能舍棄板書教學，板書教學可提高學生的形象思維能力，課堂上可以跟上老師的思路，因此，我們應該板書教學與多媒體教學相結(jié)合。

4.增加MATLAB實驗課，提高教學質(zhì)量。由于線性代數(shù)計算量比較大且較復雜，因此線性代數(shù)對學生的計算能力要求很高。為了提高學生多方面的素質(zhì)，教師應引進一些數(shù)學軟件，例如MATLAB，MATLAB是一款集數(shù)值運算、符號運算、計算結(jié)果和編程可視化等于一體的計算類軟件，它的主要優(yōu)點在于語句簡潔、功能強大等，將MATLAB應用于線性代數(shù)課程教學中，可以使某些概念形象化、簡化計算過程，不僅激發(fā)了學生學習線性代數(shù)的興趣，也提高學生學習的積極性，從而提高教學質(zhì)量等。

5.充分利用網(wǎng)絡，輔導課堂教學。線性代數(shù)課程的特點是概念比較抽象，計算比較煩瑣，要學好這門課程需要做大量的習題，而且線性代數(shù)教學學時較少，上課時教師與學生交流較少，不能及時解決學生的疑問。所以很有必要開展各種形式的答疑，筆者的做法是每周有固定的答疑時間，除此，還通過微信、QQ答疑，并且利用手機答疑是最受學生歡迎的，特別是對那些膽子比較小的學生。另外開展答疑活動可以增進師生之間的感情，讓學生熱愛線性代數(shù)課程。

參考文獻：

[1]猛麗娜，范廣慧，曲紹平.線性代數(shù)教學改革的實踐與探索[J].數(shù)學教學研究，2009，（8）：57-59.[2]齊紫薇，羅俊芝，鞠紅.“線性代數(shù)”課程教學改革的思考與實踐[J].高等數(shù)學研究，2013，（3）：47-49.[3]秦靜.線性代數(shù)教學改革點滴[J].工科數(shù)學，2000，（16）：95-97.[4]張志讓，薛長虹.《線性代數(shù)》課程教學改革探討[J].工科數(shù)學，1999，（15）：92-95.[5]趙俊芳，陳旭東，廉海榮.關(guān)于“線性代數(shù)”課程教學改革的幾點思考[J].中國地質(zhì)教育，2012，（2）：100-102.

第四篇：教學改革研究工作總結(jié)

計算物理與MATLAB相結(jié)合的教學改革總結(jié)

李曉莉（物理科學與技術(shù)學院）

計算物理學是運用許多基礎數(shù)學理論（如偏微分方程理論、線性代數(shù)、非線性規(guī)劃等）和先進的計算技術(shù)（如性能優(yōu)良的計算機和優(yōu)秀的數(shù)值計算軟件）對物理學研究前沿的挑戰(zhàn)性問題進行大規(guī)模數(shù)值模擬和分析的學科。計算物理學的發(fā)展對統(tǒng)計物理、核物理、高能物理、粒子物理、生物物理、凝聚態(tài)物理、地球物理、大氣物理等學科的研究與發(fā)展起著重要的推動作用；同時，計算物理學的發(fā)展也帶動了光學、力學、電磁學等基礎學科的教學及實驗的發(fā)展；另外，計算物理學在各種工程項目中得到了廣泛應用，并為其他相關(guān)技術(shù)（如圖像處理技術(shù)和通信技術(shù)）的發(fā)展奠定了基礎。

然而，傳統(tǒng)計算物理教學模式存在許多問題，主要是課程內(nèi)容多而教學時數(shù)少，很難做到在有限的學時里使學生對數(shù)值計算的基本方法和基本原理有深刻的了解和認識；另外，傳統(tǒng)的計算物理教學模式只重視對數(shù)值計算方法和原理的講解，強調(diào)理論上的高度抽象性與嚴密邏輯性，而忽視應用的廣泛性和高度技術(shù)性，涉及內(nèi)容多為繁雜的數(shù)學推導，易使學生產(chǎn)生厭學情緒，不容易收到良好的教學效果。因此，我們有必要進行計算物理的教學方法的研究和實踐，使計算物理課的自身價值得到體現(xiàn)，而計算物理與MATLAB軟件相結(jié)合的教學方法可以有效的改變當前的困境，提高學生學習積極性，明顯改善教學效果。

一、結(jié)合本院的實際情況，對計算物理的教學內(nèi)容和教學方法實施了一系列改革措施，總結(jié)如下：

（1）分析課程特點，強化教學主線

①通過介紹計算物理學的發(fā)展歷史告訴學生學習計算物理的必要性，通過介紹計算物理學在凝聚態(tài)物理等科研領域的應用而取得的科研成果激發(fā)學生學習本門課的興趣。例如，簡單介紹物理學領域最具有代表性的三類數(shù)值計算方法——分子動力學方法、蒙特卡羅方法和基于第一性原理的能帶計算方法，為學生后續(xù)的研究生階段的學習打下良好基礎。②通過實例告訴學生本門課中的每一個數(shù)值計算模型都有它的工程背景，每一種數(shù)值算法都直接或間接與工程應用相關(guān)，并為其他相關(guān)技術(shù)（如圖像處理技術(shù)和通信技術(shù)）的發(fā)展奠定了基礎。強調(diào)本門課是一種強大的科學計算工具，掌握一類計算方法即能解決一類工程實際問題。

③向?qū)W生介紹本門課的課程體系，使學生明確數(shù)值計算方法中算法的精度、計算復雜性、數(shù)值穩(wěn)定性以及誤差分析是本門課研究的基本問題，使學生理解構(gòu)造算法的三大要素——逼近、離散化、迭代是本門課的靈魂。通過計算物理課程教會學生一種全新的思維方式，使學生認識到遇到一個數(shù)學問題，不能解析求解并不意味著走入絕境，我們可利用已有的數(shù)學知識去近似、簡化原來的問題，獲得原來問題的近似解。

（2）更新課堂教學手段，豐富課堂教學內(nèi)容

以往的計算物理授課方式一直采用多年延續(xù)下來的黑板加粉筆方式，通過在黑板上進行大篇幅公式推導的方式講解數(shù)值計算方法和原理，沒有與計算機相結(jié)合。但是，計算物理是一門理論與實際結(jié)合緊密的課程，僅采用傳統(tǒng)方式教學，不向?qū)W生進行程序演示，使學生很難體會到課程的實用性，更談不上對各種數(shù)值計算方法的深刻理解了，因此，必須對計算物理的教學手段進行改革。

改革后的課堂教學創(chuàng)建并完善了教學演示程序，充分利用MATLAB軟件的可視化教學突出講授典型的、具有代表性的并能體現(xiàn)其思想的常用數(shù)值計算方法和理論，將與教學內(nèi)容相關(guān)的物理問題通過教學演示程序進行了演示和計算，達到了比較好的教學效果。而且自行開發(fā)和創(chuàng)建的教育教學軟件系統(tǒng)《基于Matlab平臺的自操作教學演示系統(tǒng)》在“河北省第十五屆多媒體教育軟件大獎賽”中獲高等教育組三等獎。

加入教學演示程序后的課堂教學內(nèi)容和教學手段發(fā)生了很大變化： ①教學內(nèi)容的組織和設計上，首先，針對每一個主題講解其背景、目的和算法設計的出發(fā)點，并通過對實際應用的描述，激發(fā)學生的學習欲望，提供建立數(shù)值方法的實際應用源泉，體現(xiàn)數(shù)值方法的價值和意義。以實例啟示學生為什么建立數(shù)值方法、應該如何引進數(shù)值方法。例如，本科物理基礎教學中學過的帶電粒子在電磁場中的運動軌跡問題，其數(shù)學模型為常微分方程，可以通過教學演示程序輸入不同的電場強度和磁場強度的值，輕松計算并畫出粒子運動的軌跡。學生了解了實際應用背景后就會對常微分方程的數(shù)值計算方法更感興趣，也會更有動力來學。這樣的啟發(fā)式加互動式教學，促進了學生深入掌握電磁場理論和常微分方程的數(shù)值求解過程。其次，在講解完每個主題的背景之后，要詳細介紹相關(guān)章節(jié)的各種算法之間的區(qū)別與聯(lián)系，啟發(fā)學生在教師講解前進行獨立思考，指導學生如何使用這些理論和算法，并分析算法的適用前提和優(yōu)缺點，驗證和改進已有的算法。最后，提出幾個具體的物理問題，啟發(fā)學生借助MATLAB軟件去自行解決。

②在教學環(huán)節(jié)上，將計算機多媒體技術(shù)及MATLAB的實驗設計分析引進課堂，與傳統(tǒng)教學方式優(yōu)勢互補，將抽象的數(shù)學知識直觀地呈現(xiàn)在學生們面前，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。例如，用迭代法求解非線性方程，通過教學演示程序，可以動態(tài)地演示近似解序列的推進過程，使學生直觀地理解迭代法的收斂性與收斂速度問題。又如，為了突出分段低次插值的實用性，可以通過教學演示程序形象直觀地展示高次插值的龍格現(xiàn)象，使學生觀察到高次插值多項式的振蕩現(xiàn)象，深刻理解高次多項式插值的病態(tài)問題。

（3）加強上機實踐，提高動手能力

作為計算物理課堂教學的輔助教學環(huán)節(jié)——上機實踐教學，借助計算機和MATLAB軟件可以加深學生對數(shù)值算法思想原理的理解，提高學生解決實際問題的能力。實踐教學環(huán)節(jié)將對培養(yǎng)具有科學計算能力的創(chuàng)新人才起到關(guān)鍵作用。

①增加學生課下上機實踐的機會。為保證上機質(zhì)量，在每次上機之前均布置上機作業(yè)，并要求學生按上機目的、算法原理、源程序、計算結(jié)果及結(jié)果分析寫出上機報告。例如，要求學生通過上機實踐分別編寫解線性方程組的高斯消去法和列主元消去法的MATLAB程序，通過計算理解高斯消去法的局限性，以及在特殊情況下采用列主元消去法的必要性。

②增開了相應的課程設計課。在計算物理的授課結(jié)束以后，鼓勵對本門課感興趣、富有創(chuàng)新精神和具有較強計算編程能力的同學選修與本門課相關(guān)的課程設計課。學生可以自主選題，針對自己感興趣的某一物理問題或物理現(xiàn)象建立數(shù)學模型，自己動手設計算法、編寫程序、上機調(diào)試以及對最終結(jié)果作數(shù)值分析。目前已經(jīng)有學生利用MATLAB軟件對光學課程中的干涉和衍射現(xiàn)象實現(xiàn)了圖像再現(xiàn)，還有同學利用MATLAB編程對量子力學課程中一些特殊勢場（諸如一維線性諧振子）的波函數(shù)及位置概率密度進行了計算，并完成了圖形繪制。實踐證明，課程設計課調(diào)動了學生的學習積極性，培養(yǎng)了學生運用學過的知識解決基本物理問題的能力。這種方式變被動灌輸為主動參與，激發(fā)了學生的學習熱情，有利于發(fā)揮學生的主觀能動性，同時也提高了學生的動手能力。

③我院有良好的實驗室平臺和眾多從事前沿領域科研工作的教師，一些學習優(yōu)秀、學有余力的本科生可以直接參加相關(guān)科研活動，利用課上所學知識進行實際操作。目前已經(jīng)有本科生直接參與了教師的科研工作，例如有部分同學協(xié)助老師對非線性光學中的電磁誘導透明等現(xiàn)象和半導體物理中的載流子輸運問題進行了計算和分析，提高了自身素質(zhì)和創(chuàng)新能力。還有部分學生將課上所學編程知識用于大學生創(chuàng)新大賽和挑戰(zhàn)杯設計比賽中，并取得了優(yōu)異的成績。

（4）改革考試方法，全面、綜合地評價學生的學習情況

將基于MATLAB的實驗設計作為考核內(nèi)容之一，引導學生重視理論和實踐相結(jié)合，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)它們的科學計算能力。

二、上述改革措施在推進和執(zhí)行過程中得到了學院領導和許多教師的大力支持，所以執(zhí)行和推廣工作進行順利，并取得了一些成果：

（1）系統(tǒng)研究了計算物理與MATLAB相結(jié)合的教學方法，創(chuàng)建了教學演示程序；

（2）通過指導學生的課下上機實踐和學年論文，確立上機實踐教學；根據(jù)我院開設的相關(guān)物理課程，制定了上機實踐內(nèi)容，編寫了上機實踐任務指導書；

（3）總結(jié)了計算物理與MATLAB相結(jié)合的教學經(jīng)驗，并撰寫了教學改革成果的論文；

（4）將計算物理與MATLAB相結(jié)合的教學方法進行了推廣。在學生的幫助下，參加了“河北省第十五屆多媒體教育軟件大獎賽”，并獲高等教育組三等獎；參加了由國家自然科學基金委員會資助，教育部高等學校物理學類專業(yè)教學指導分委員會主辦，昆明理工大學理學院承辦的“2011年全國高等學校計算物理課程骨干教師培訓班”，并在會上展示了本教改項目的部分成果。

三、在計算物理與MATLAB相結(jié)合的教學方法推廣過程中也暴露出一些問題，并亟待解決。

（1）學生的理論知識和上機實踐相結(jié)合的能力還有待進一步提高 目前只有部分學生對經(jīng)典的物理規(guī)律理解透徹，并具備扎實的數(shù)值計算知識和具有較強的計算編程能力，自覺選修了與計算物理相關(guān)的課程設計課，并通過自己動手設計算法、編寫程序、上機調(diào)試最終得到了計算結(jié)果。而另一部分學生由于數(shù)值計算知識掌握不扎實或計算編程能力的欠缺，還無法自主利用MATLAB軟件對簡單物理現(xiàn)象進行數(shù)值計算或圖形繪制。因此，如何調(diào)動全體學生的學習積極性，使他們盡快盡好的掌握數(shù)值計算知識和MATLAB編程知識，并通過MATLAB上機計算解決基本物理問題，成為本課題最急待解決的問題。

（2）為自主學習能力強的本科生提供參加相關(guān)科研活動的機會

由于計算物理課程的特點要求學生只有多參與應用性程序設計和上機計算，才能真正掌握各種數(shù)值計算方法和MATLAB編程。目前有部分優(yōu)秀學生具備扎實的數(shù)值計算知識和具有較強的計算編程能力，但是缺乏實踐鍛煉的機會。而我院良好的實驗室平臺應該多為本科生開放，為自主學習能力較強的本科生提供參與各種科研活動的機會，使他們將課上所學知識通過實踐得到鞏固和提高。

第五篇：“數(shù)字電路”教學改革研究

“數(shù)字電路”教學改革研究

摘要：本文根據(jù)筆者在數(shù)字電路的教學實踐，提出一系列的適合本科生學習“數(shù)字電路”課程理論教學方法，充分調(diào)動學生學習積極性、主動性，提高教學效果，培養(yǎng)學生自學與創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；雙語教學；教學方法

中圖分類號：G642 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）013-000-01

一、引言

“數(shù)字電路”課程是通信工程、電子信息工程、計算機科學、自動化、電子科學技術(shù)、光電信息工程等理工科專業(yè)的主要技術(shù)基礎課，是一門理論與實踐密切結(jié)合的課程。其課程特點是：數(shù)學知識多，系統(tǒng)性強，邏輯思維強。其課程作用與任務是：通過學習數(shù)字系統(tǒng)邏輯分析與設計的基本理論和方法，使學生學會使用標準的集成電路，掌握典型數(shù)字電路的分析方法以及常用數(shù)字電路的分析和設計方法，使其逐步具備獨立分析與設計數(shù)字邏輯電路的能力，為后續(xù)電子類課程的學習打下堅實的基礎。“數(shù)字電路”課程作為理工科電子信息類、電氣類各專業(yè)的專業(yè)基礎課，對培養(yǎng)“技能型、應用型、創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型”人才有著舉足輕重的作用。如何培養(yǎng)學生的學習興趣，提高解決實際問題的能力，做到學以致用，是我們一直以來研究探索的問題。

目前，隨著計算機的普及應用以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是計算機仿真技術(shù)的日益成熟，各式各樣的計算機輔助教學軟件（CAI）應運而生。筆者合在課堂上大膽創(chuàng)新，摸索出了一系列適合本科學生學習的“數(shù)字電路”課程教學方法，即在保證數(shù)字電路基本理論體系的前提下，合理取舍教學內(nèi)容，把握教學重點，加強分析與設計方法學習的教學，使學生具備一定的自學能力和課后查閱資料的能力以應對日新月異的新技術(shù)、新器件。加深學生對“數(shù)字電路”課程理論知識的理解，建立其與該專業(yè)其他課程的聯(lián)系，強化學生對數(shù)字電路課程地位的了解，激發(fā)學生學習積極性。

二、教學改革的內(nèi)容

1.增加仿真軟件的實踐

數(shù)字電路是應用型的學科，有很多老師都專注于書本上的內(nèi)容，習題等，當然這個肯定沒有錯。但是我們應該花更多時間讓學生動手來讓所學的知識應用于實踐，從而加深對知識的理解。增加仿真軟件的使用可以達到事半功倍的效果，與此同時，學生也會對學科更加感興趣。比如：Multisim等軟件的仿真。Multisim軟件里面有數(shù)字電路的很多元器件，而且功能相當強大。利用元器件的簡單連接，通過邏輯分析工具就可以直接得出真值表以及邏輯表達式，還能夠?qū)壿嫳磉_式進行化簡。通過對電路的軟件仿真，同學們能夠深刻的理解邏輯表達式，真值表，電路的聯(lián)系，從而為以后設計電路打好基礎。

2.實踐討論式教學法

課堂上老師用講授的方式教學，學生很多時候會覺得非?？菰?，很容易就失去學習興趣，最后形成了老師說老師的，學生在下面做自己的事情，白白浪費了時間，教學效果不佳。在教學的過程中，要適當?shù)奶岢鰡栴}讓學生們思考，特別是書本上的一些典型電路圖比如鎖存器，觸發(fā)器等。這些器件是比較難理解的，電路連接相對復雜。在講解這部分的電路的時候，就可以讓同學們分組討論，不同電位輸入下的時候，輸出會是什么樣子。在討論的過程中，學生們有自己的思考，在探討的過程中，將自己對電路的理解加深。

3.增加雙語教學

數(shù)字電路是電子類專業(yè)的基礎課程，后續(xù)還有相當多的專業(yè)課，比如：微機原理，單片機，VHDL硬件語言等課程，這一系列的課程中應用到的專業(yè)詞匯非常多。而電子類的畢業(yè)生多數(shù)是服務于企業(yè)的。企業(yè)里面都做著比較前沿的研發(fā)工作。很多同學到了好的企業(yè)里面去，時常會覺得英文跟不上，因為工作中很多資料是英文的。雖然專業(yè)知識過硬，可是一遇到這些英文就感覺力不從心，以至于在工作中失去優(yōu)勢。所以在學校的時候就必須強化學生的英文能力，特別是專業(yè)英文能力。剛開始找一些英文資料在課堂上做講解，學生會覺得負擔很大，看到英文就頭痛，但是等學生慢慢適應了瀏覽英文資料，情況會好很多。適當?shù)脑黾佑⑽慕虒W，對于以后學生的發(fā)展會起到很好的作用。在雙語教學的過程中，我們也進行了相應的問卷調(diào)查，從問卷調(diào)查可以看出學生對教材先行性、授課方式、考核方式認可比較一致，大部分學生都認為教學效果很好，收獲較大，認為在正確理解和領會課程內(nèi)容的基礎上，有助于鍛煉學生英文科技文獻閱讀和寫作能力。而個別學生反映看不懂英文教材，聽不懂教師講授內(nèi)容，其主要原因是英語基礎水平太差。教學實踐表明，有選擇地面向部分學生進行雙語教學，不但有利于提高教學質(zhì)量，也有助于提高科技英語的閱讀能力、寫作能力及學生的綜合素質(zhì)，真正做到了因材施教。

4.成立智電協(xié)會，充分發(fā)揮學生的能動性

為了加強學生的學習興趣，我們成立了智電協(xié)會，在掌握了一些基本電路的知識以后，我們成立相應的項目研究小組，做一些項目的開發(fā)。小組里面又分為硬件類的和軟件類的，讓學生在課余時間鞏固自己所學的內(nèi)容，同時又增加一些拓展知識，比如最近幾年流行的arduino開發(fā)案例。里面有電路的知識，又有相應的軟件驅(qū)動知識。同學們可以根據(jù)已有的硬件模塊，進行一些簡單的控制編程做出一些小制作，小發(fā)明。這些小制作還可以拿去參加比賽，極大地增加了學生的學習熱情。而且協(xié)會里面有不同屆的學生，通過老帶新，讓剛接觸到數(shù)字電路的同學得到了很多知識和啟發(fā)，實現(xiàn)老師帶學生，學生帶學生，項目實踐促進學習的良性循環(huán)。

三、結(jié)束語

我們還將不斷努力，不斷探索，在教學模式、教學方法、教學內(nèi)容、教學手段等方面進行深入研究，積極推進教學改革和課程改革，不斷完善我們的教育工作。

參考文獻：

[1]韓桂英.數(shù)字電路與邏輯設計實用教程[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008.[2]譚愛國.多層次開放式電工與電子實驗教學模式[J].實驗室研究與探索，2010.[3]賀利芳，張剛，周圍.關(guān)于高等院校專業(yè)課程雙語教學的探討[J].高等教育研究，2007.