第一篇：線性代數(shù)教學(xué)改革研究

線性代數(shù)教學(xué)改革研究

摘 要 本文以大學(xué)線性代數(shù)課程的特點(diǎn)為切入點(diǎn)，結(jié)合本校大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展趨勢，通過精選的教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化的課程體系，提出了多種教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，增加應(yīng)用實(shí)例使理論聯(lián)系實(shí)際，提高自身素質(zhì)，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生由課堂上被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，成為課堂上的主體，逐漸喜歡上線性代數(shù)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 線性代數(shù) 邏輯思維 教學(xué)改革

高等院校把線性代數(shù)作為一門非常重要的基礎(chǔ)課程。這門課程不僅具有較強(qiáng)的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性特點(diǎn)，而且對(duì)于其它科目的學(xué)習(xí)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(yīng)用特色未能在教學(xué)中得到很好的體現(xiàn)，這門課程的重要性和應(yīng)用價(jià)值并沒有被學(xué)生認(rèn)識(shí)到。我們寫這篇文章主要想解決如下幾個(gè)問題，擬解決的關(guān)鍵問題：（1）如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？（2）如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情？（3）如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性？（4）如何讓學(xué)生學(xué)得輕松愉快？（5）如何讓學(xué)生學(xué)得清楚明白？（6）如何提高學(xué)生的學(xué)術(shù)鉆研精神？學(xué)生在學(xué)習(xí)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(jì)算量大，再加上許多高校的線性代數(shù)課程學(xué)時(shí)偏緊，傾向于數(shù)學(xué)知識(shí)的灌輸，輕視線性代數(shù)理論的產(chǎn)生背景，缺乏理論與實(shí)踐相結(jié)合，因此使學(xué)生接受起來比較困難。另外，線性代數(shù)的教學(xué)目標(biāo)不僅僅是要讓學(xué)生掌握系統(tǒng)完整的分析學(xué)知識(shí)，更要結(jié)合當(dāng)前數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展的新形勢，培養(yǎng)具有自我更新知識(shí)能力的終身學(xué)習(xí)者。這給教學(xué)方法的改革和探索提出更高的要求?？梢姡槍?duì)本校數(shù)學(xué)系的學(xué)生來探索、研究線性代數(shù)的新教學(xué)方法，并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善，有著重要意義。本項(xiàng)目將結(jié)合“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”和“問題教學(xué)法”來研究《空間解析幾何》的教學(xué)改革。結(jié)合以上幾點(diǎn)問題，本文主要從以下幾個(gè)方面探討了線性代數(shù)教學(xué)改革方向：從教學(xué)內(nèi)容方面對(duì)線性代數(shù)教學(xué)進(jìn)行改革

我們本校有數(shù)學(xué)專業(yè)和非數(shù)學(xué)專業(yè)，根據(jù)學(xué)科性質(zhì)的不同和要求的不同，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。當(dāng)前高校線性代數(shù)的教學(xué)比傳統(tǒng)的保姆式教學(xué)已經(jīng)進(jìn)步很多，但還是存在一些問題。例如，有的學(xué)生被動(dòng)完成老師布置的作業(yè)，不知道主動(dòng)鉆研數(shù)學(xué)知識(shí)；有的學(xué)生不適應(yīng)老師的教學(xué)方式，聽不懂課也不敢告訴老師，慢慢失去學(xué)習(xí)興趣；有的學(xué)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(xué)不好線性代數(shù)；有的老師在課堂上總是看到不少學(xué)生眼神迷茫，聽不懂課，久而久之就覺得學(xué)生水平太差，難以教導(dǎo)。其實(shí)，只要是智力正常的人，只要認(rèn)真學(xué)習(xí)，肯定可以學(xué)好高等數(shù)學(xué)。所以要讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)線性代數(shù)，讓學(xué)生學(xué)得輕松愉快、學(xué)得清楚明白，在線性代數(shù)的學(xué)習(xí)中增加智慧提高自信，就必須探索和改進(jìn)我們的教學(xué)方法。通過對(duì)線性代數(shù)課程的教學(xué)實(shí)踐，探索如何在數(shù)學(xué)中有效地開展理論和實(shí)踐相互結(jié)合的方法，并且在教學(xué)過程中利用數(shù)學(xué)軟件輔助教學(xué)，使教學(xué)變得直觀生動(dòng)，并在后續(xù)課程運(yùn)用此基本框架進(jìn)行檢驗(yàn)，不斷修正和完善，最終建立一套完整的教學(xué)模式和一套標(biāo)準(zhǔn)的提高學(xué)生興趣的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。我們還可以通過課堂練習(xí)來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。雖然課堂練習(xí)有點(diǎn)老套，也有點(diǎn)耗費(fèi)時(shí)間，但對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的熱情卻簡單有效。我校高等數(shù)學(xué)的期末總評(píng)成績的30%取決于平時(shí)分?jǐn)?shù)，我們可以通過獎(jiǎng)勵(lì)平時(shí)分的方法鼓勵(lì)學(xué)生上臺(tái)做練習(xí)。這個(gè)方法可以極大地提高學(xué)生在課堂教學(xué)中的思考效率，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

數(shù)學(xué)課堂上的思考總是比較耗費(fèi)學(xué)生的腦力，這容易讓學(xué)生在課堂上懈怠，學(xué)生思考累了就會(huì)向往休息，然后就容易進(jìn)入“純聽眾”的低效率狀態(tài)。而課堂練習(xí)和獎(jiǎng)勵(lì)平時(shí)分就可以讓學(xué)生參與課堂的表演，提高學(xué)生的興趣和興奮度。更進(jìn)一步，我們可以利用“同宿舍的大學(xué)生十分團(tuán)結(jié)、榮譽(yù)感強(qiáng)”的特點(diǎn)，在課堂練習(xí)中采用同宿舍集體獎(jiǎng)勵(lì)平時(shí)分的方法，每次都激發(fā)出很多學(xué)生的思考熱情，提高教學(xué)效果。這種方法在實(shí)踐中十分有效，不同宿舍的學(xué)生往往表現(xiàn)出你爭我搶地上臺(tái)做課堂練習(xí)的熱情。將“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”用于極限語言的教學(xué)課堂。而對(duì)于數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生，由于對(duì)理論和應(yīng)用都有相對(duì)較高的要求，因此教師在講授過程中不但要強(qiáng)調(diào)計(jì)算，也要多加強(qiáng)調(diào)理論推導(dǎo)，培養(yǎng)數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生的邏輯推導(dǎo)能力。從教學(xué)方法角度進(jìn)行高校線性代數(shù)教學(xué)改革

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

2.1注重能力的培養(yǎng)

使用“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”來實(shí)施極限語言的教學(xué)實(shí)踐，是為了讓學(xué)生深入體會(huì)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(xué)計(jì)劃中，為這部分內(nèi)容的教學(xué)預(yù)留比傳統(tǒng)教學(xué)法多1/3的?r間，以期給學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。另外，為適應(yīng)“發(fā)現(xiàn)教學(xué)法”教學(xué)模式，擬引入“2+2”教學(xué)方案，包括4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：創(chuàng)設(shè)問題的情境―探索、解決問題―方案討論―總結(jié)評(píng)價(jià)。教師主要參與提出問題環(huán)節(jié)和總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，學(xué)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(qiáng)知識(shí)應(yīng)用的介紹

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

2.3利用多媒體教學(xué)法

在現(xiàn)代的線性代數(shù)教學(xué)中，有許多定理需要進(jìn)行推導(dǎo)。但由于教學(xué)改革需要，線性代數(shù)的課時(shí)數(shù)減了不少，由以前的每周4課時(shí)減少到每周3課時(shí)，這樣課時(shí)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(xì)介紹了。為了解決這一現(xiàn)實(shí)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(xué)中有效地開展理論和實(shí)踐相互結(jié)合的方法，并且在教學(xué)過程中利用數(shù)學(xué)軟件輔助教學(xué)，使教學(xué)變得直觀生動(dòng)，并在后續(xù)課程運(yùn)用此基本框架進(jìn)行檢驗(yàn)，不斷加以修正和完善，最終建立一套完整的教學(xué)模式和一套標(biāo)準(zhǔn)的提高學(xué)生興趣的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。因此，多媒體的引入既節(jié)約了上課時(shí)間也提高了工作效率，顯著增強(qiáng)教學(xué)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(chǔ)課程。這門課程不僅具有較強(qiáng)的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性特點(diǎn)，而且對(duì)于其它科目的學(xué)習(xí)也有至關(guān)重要的作用。線性代數(shù)的教學(xué)改革是一個(gè)深遠(yuǎn)的問題，為了讓學(xué)生學(xué)好這門課程，教師要花很多的時(shí)間和精力。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)這些問題進(jìn)行了教學(xué)探索。通過我們的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性日益高漲，并且一些學(xué)生由此產(chǎn)生繼續(xù)深造的想法，取得較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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第二篇：轉(zhuǎn)型背景下線性代數(shù)課程教學(xué)改革研究

轉(zhuǎn)型背景下線性代數(shù)課程教學(xué)改革研究

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

關(guān)鍵詞： 線性代數(shù)課程 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)模式

在轉(zhuǎn)型背景下應(yīng)用技術(shù)型本科院校的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)越來越強(qiáng)調(diào)實(shí)用性。數(shù)學(xué)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(yán)謹(jǐn)性、完整性，忽視了應(yīng)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(xué)內(nèi)容整體化、教學(xué)模式慕課化的思想。

一、教學(xué)內(nèi)容整體化

數(shù)學(xué)教材的編寫傾向于理論本身的完整性、知識(shí)銜接的有序性等因素。因此，開學(xué)初第一次課應(yīng)將教材內(nèi)容重新整合，告知學(xué)生這門數(shù)學(xué)課程講什么，核心內(nèi)容、主要方法，使學(xué)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(gè)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(shí)際問題，實(shí)例一定要選擇與學(xué)生的專業(yè)密切相關(guān)的，例如經(jīng)管類專業(yè)的學(xué)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(xué)方式使用多媒體課件進(jìn)行展示，使用EXCEL、MATLAB軟件進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行課程的線上學(xué)習(xí)。（3）講解過程中典型實(shí)例一定是深入淺出，點(diǎn)到為止，目的是拋磚引玉，制造懸念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)生引導(dǎo)，提出一些具有代表性的，與線性代數(shù)課程相關(guān)的實(shí)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(yù)覽”。拓展課是緒論課內(nèi)容的呼應(yīng)，也是課程內(nèi)容的拓廣、延續(xù)。

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

二、教學(xué)模式慕課化

MOOC對(duì)當(dāng)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(xué)生期望傳統(tǒng)教學(xué)模式的變化，因此線性代數(shù)課程在教學(xué)模式上的改革勢在必行。

1.傳統(tǒng)課堂與MOOC學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師控制整個(gè)教學(xué)進(jìn)度，通過面對(duì)面的講解進(jìn)行知識(shí)傳輸，最終完成教學(xué)任務(wù)。MOOC教學(xué)提供豐富的數(shù)字化教學(xué)資源和靈活的教學(xué)空間，有利于學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)，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(xué)和MOOC教學(xué)各有優(yōu)劣，而信息化高度發(fā)達(dá)的資源環(huán)境下的線下與線上相結(jié)合的混合教學(xué)模式將兩者結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。

2.線下與線上相結(jié)合的混合教學(xué)模式

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

（1）線下教學(xué)

線下的課堂教學(xué)，教學(xué)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(diǎn)、精講多練。棄其“糟粕”，并非真的棄除，而是將那些學(xué)生可以自學(xué)完成部分作為選講，選講部分教師應(yīng)提供具體的學(xué)習(xí)提綱、講課視頻、推薦MOOC學(xué)習(xí)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(xué)

線上教學(xué)過程中教師不能與學(xué)生面對(duì)面互動(dòng)，因此線上互動(dòng)平臺(tái)的選擇、互動(dòng)機(jī)器語言的使用至關(guān)重要。①選用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為師生線上互動(dòng)平臺(tái)。Blackboard平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)在線互動(dòng)，做答疑、練習(xí)、測試、拓展討論等。②使用Matlab軟件語言作為互動(dòng)機(jī)器語言。由于答疑的內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)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(xué)生進(jìn)行交流。對(duì)于線下教學(xué)中的重點(diǎn)部分，建議教師錄好視頻放在Blackboard平臺(tái)中。

綜上，本文以線性代數(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)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(yīng)用技術(shù)型本科高校大學(xué)數(shù)學(xué)的其他課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]何德，劉敏思.大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)方法改革的原則與實(shí)踐[M].第五屆大學(xué)數(shù)學(xué)課程報(bào)告論壇論文集，2009.[2]潘珊珊，山美娟.MOOC背景下的教學(xué)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(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革[J].高師理科學(xué)刊，2015.6.[4]李鳳霞.線性代數(shù)課程之教學(xué)模式改革[J].科技風(fēng)，2015.6.[5]陳藏.高校數(shù)學(xué)課程慕課探討[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.12.基金項(xiàng)目：黑龍江外國語學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目（YN2014-30，YN2014-31），黑龍江外國語學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目（Yn-26）。

第三篇：線性代數(shù)課程教學(xué)改革的探索（xiexiebang推薦）

線性代數(shù)課程教學(xué)改革的探索

摘要：線性代數(shù)在社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用，但線性代數(shù)課堂教學(xué)與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系有一定脫節(jié)，還不能較好地將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段引入到教學(xué)中。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及提高教學(xué)質(zhì)量與效率，結(jié)合在教學(xué)實(shí)踐中的體會(huì)，主要從教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式兩方面，對(duì)線性代數(shù)課程教學(xué)改革進(jìn)行一些思考。

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

中圖分類號(hào)：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：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(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課的基礎(chǔ)，如電路、力學(xué)、化學(xué)等課程中都要用線性代數(shù)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型解決問題，也是學(xué)生繼續(xù)深造的基礎(chǔ)之一。線性代數(shù)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力、邏輯推理能力、運(yùn)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(jì)算復(fù)雜，使部分學(xué)生對(duì)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(xué)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(xué)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(yīng)注重線性代數(shù)應(yīng)用背景，加強(qiáng)習(xí)題訓(xùn)練，采用啟發(fā)式、互動(dòng)式教學(xué)方法，妥善處理重點(diǎn)、難點(diǎn)等。2013年，齊紫薇等在文[2]中提出突顯數(shù)學(xué)應(yīng)用、培養(yǎng)科學(xué)信念、整合教學(xué)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(xué)中應(yīng)善于用例，消化抽象;合理推理，精講理論;聯(lián)系實(shí)際，展示應(yīng)用等。1999年，張志讓等在文[4]中強(qiáng)調(diào)了矩陣初等變換的突出作用，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、開設(shè)實(shí)驗(yàn)課等。2012年，趙俊芳等在文[5]中提出知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系法、多概念比較法、啟發(fā)誘導(dǎo)法、與MATLAB等數(shù)學(xué)軟件的使用有機(jī)結(jié)合、融入數(shù)學(xué)建模的思想等。本文主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式兩方面，提出線性代數(shù)課程教學(xué)改革的一些想法。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.介紹知識(shí)的背景，提高學(xué)習(xí)興趣。由于線性代數(shù)內(nèi)容較多，但教學(xué)學(xué)時(shí)較少，教師在上課時(shí)，急于趕教學(xué)進(jìn)度，忽視線性代數(shù)的實(shí)際背景，從而造成學(xué)生對(duì)線性代數(shù)的應(yīng)用不了解，認(rèn)為學(xué)無所用。所以在線性代數(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)該注重介紹線性代數(shù)的實(shí)際背景。比如用好平面和空間這兩個(gè)幾何背景;比如含兩個(gè)方程兩個(gè)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(duì)應(yīng)該線性方程組無解，兩條直線相交對(duì)應(yīng)該方程組有唯一解，兩條直線重合對(duì)應(yīng)該線性方程組有無窮多組解;含三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù)的線性方程組解的情況就是空間里三個(gè)平面的關(guān)系。通過這樣的形式，讓學(xué)生明白線性方程組的幾何背景，從而講課的時(shí)候不至于空洞枯燥，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和解決實(shí)際問題的能力。

2.增加實(shí)用例題，理論與實(shí)踐相結(jié)合。目前，國內(nèi)的很多教材，盡管理論知識(shí)完整，但缺少實(shí)用例題，這使得學(xué)生普遍反映線性代數(shù)概念抽象、計(jì)算量大、理論太強(qiáng)、枯燥乏味，從而導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量下降。所以在線性代數(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)先提供一些實(shí)用例題，讓學(xué)生通過閱讀、仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、師生討論等途徑掌握相應(yīng)的理論，這樣，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，可以了解線性代數(shù)在實(shí)際問題中的應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

3.強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。在學(xué)習(xí)線性代數(shù)中的概念或定理時(shí)，可先簡單介紹其在其他知識(shí)點(diǎn)中的應(yīng)用及聯(lián)系，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。例如，在學(xué)習(xí)矩陣初等變換法時(shí)，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(xué)方式

1.采用啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。啟發(fā)式教學(xué)是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)任務(wù)，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，采用多種方式，啟發(fā)學(xué)生思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促使他們高效學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。由于線性代數(shù)內(nèi)容抽象，若教師在上課時(shí)，直接給出概念或定理，可能會(huì)導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)概念理解不透、對(duì)定理應(yīng)用不明。線性代數(shù)在教學(xué)中應(yīng)采用啟發(fā)式教學(xué)方法，可由淺入深，由具體到抽象，循序漸進(jìn)，啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生積極獨(dú)立思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生求解問題的求知欲，使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

2.施行分層教學(xué)，因材施教。分?詠萄?是指針對(duì)學(xué)生的差異，設(shè)計(jì)不同層次的教學(xué)目標(biāo)，提出不同的學(xué)習(xí)要求等的一種有效教學(xué)方法。分層教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)各個(gè)層面學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣。從大學(xué)擴(kuò)招以來，大學(xué)的教育從精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃瑪U(kuò)招導(dǎo)致學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)水平逐年降低，學(xué)生的層次和水平也參差不齊，同時(shí)擴(kuò)招后師資力量沒有得到及時(shí)補(bǔ)充，某些專業(yè)的數(shù)學(xué)課只能以大班的形式上課，這就降低了教學(xué)效果，這樣就要求分層教學(xué)。教學(xué)分層目的在于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。線性代數(shù)分層教學(xué)主要考慮學(xué)生分層與教學(xué)分層兩個(gè)方面?？筛鶕?jù)學(xué)生的數(shù)學(xué)成績、興趣及能力等因素將學(xué)生分為三層進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)分層是針對(duì)各層次的學(xué)生制定不同的教學(xué)大綱、實(shí)施不同的教學(xué)目的、采用不同的教學(xué)手段等進(jìn)行因材施教。

3.采用多媒體教學(xué)，提高教學(xué)效果。由于線性代數(shù)課程教學(xué)中板書量較大，粉筆板書會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，不僅影響教學(xué)進(jìn)度，還降低教學(xué)效果。多媒體課件可以直觀清晰地展示出教學(xué)中需要的效果，可以在課堂上隨時(shí)調(diào)用所需要的資源，既可以節(jié)省時(shí)間，又可以提高課堂效率。當(dāng)然，因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)的講課速度較快，學(xué)生的思維和反應(yīng)容易跟不上，做筆記不完整，所以在采用多媒體教學(xué)的同時(shí)，也不能舍棄板書教學(xué)，板書教學(xué)可提高學(xué)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(yīng)該板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合。

4.增加MATLAB實(shí)驗(yàn)課，提高教學(xué)質(zhì)量。由于線性代數(shù)計(jì)算量比較大且較復(fù)雜，因此線性代數(shù)對(duì)學(xué)生的計(jì)算能力要求很高。為了提高學(xué)生多方面的素質(zhì)，教師應(yīng)引進(jìn)一些數(shù)學(xué)軟件，例如MATLAB，MATLAB是一款集數(shù)值運(yùn)算、符號(hào)運(yùn)算、計(jì)算結(jié)果和編程可視化等于一體的計(jì)算類軟件，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于語句簡潔、功能強(qiáng)大等，將MATLAB應(yīng)用于線性代數(shù)課程教學(xué)中，可以使某些概念形象化、簡化計(jì)算過程，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)線性代數(shù)的興趣，也提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，從而提高教學(xué)質(zhì)量等。

5.充分利用網(wǎng)絡(luò)，輔導(dǎo)課堂教學(xué)。線性代數(shù)課程的特點(diǎn)是概念比較抽象，計(jì)算比較煩瑣，要學(xué)好這門課程需要做大量的習(xí)題，而且線性代數(shù)教學(xué)學(xué)時(shí)較少，上課時(shí)教師與學(xué)生交流較少，不能及時(shí)解決學(xué)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(shí)間，除此，還通過微信、QQ答疑，并且利用手機(jī)答疑是最受學(xué)生歡迎的，特別是對(duì)那些膽子比較小的學(xué)生。另外開展答疑活動(dòng)可以增進(jìn)師生之間的感情，讓學(xué)生熱愛線性代數(shù)課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]猛麗娜，范廣慧，曲紹平.線性代數(shù)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究，2009，（8）：57-59.[2]齊紫薇，羅俊芝，鞠紅.“線性代數(shù)”課程教學(xué)改革的思考與實(shí)踐[J].高等數(shù)學(xué)研究，2013，（3）：47-49.[3]秦靜.線性代數(shù)教學(xué)改革點(diǎn)滴[J].工科數(shù)學(xué)，2000，（16）：95-97.[4]張志讓，薛長虹.《線性代數(shù)》課程教學(xué)改革探討[J].工科數(shù)學(xué)，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(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].中國地質(zhì)教育，2012，（2）：100-102.

第四篇：教學(xué)改革研究工作總結(jié)

計(jì)算物理與MATLAB相結(jié)合的教學(xué)改革總結(jié)

李曉莉（物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院）

計(jì)算物理學(xué)是運(yùn)用許多基礎(chǔ)數(shù)學(xué)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(jìn)的計(jì)算技術(shù)（如性能優(yōu)良的計(jì)算機(jī)和優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算軟件）對(duì)物理學(xué)研究前沿的挑戰(zhàn)性問題進(jìn)行大規(guī)模數(shù)值模擬和分析的學(xué)科。計(jì)算物理學(xué)的發(fā)展對(duì)統(tǒng)計(jì)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(xué)科的研究與發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用；同時(shí)，計(jì)算物理學(xué)的發(fā)展也帶動(dòng)了光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的教學(xué)及實(shí)驗(yàn)的發(fā)展；另外，計(jì)算物理學(xué)在各種工程項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)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(chǔ)。

然而，傳統(tǒng)計(jì)算物理教學(xué)模式存在許多問題，主要是課程內(nèi)容多而教學(xué)時(shí)數(shù)少，很難做到在有限的學(xué)時(shí)里使學(xué)生對(duì)數(shù)值計(jì)算的基本方法和基本原理有深刻的了解和認(rèn)識(shí)；另外，傳統(tǒng)的計(jì)算物理教學(xué)模式只重視對(duì)數(shù)值計(jì)算方法和原理的講解，強(qiáng)調(diào)理論上的高度抽象性與嚴(yán)密邏輯性，而忽視應(yīng)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(xué)推導(dǎo)，易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，不容易收到良好的教學(xué)效果。因此，我們有必要進(jìn)行計(jì)算物理的教學(xué)方法的研究和實(shí)踐，使計(jì)算物理課的自身價(jià)值得到體現(xiàn)，而計(jì)算物理與MATLAB軟件相結(jié)合的教學(xué)方法可以有效的改變當(dāng)前的困境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，明顯改善教學(xué)效果。

一、結(jié)合本院的實(shí)際情況，對(duì)計(jì)算物理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法實(shí)施了一系列改革措施，總結(jié)如下：

（1）分析課程特點(diǎn)，強(qiáng)化教學(xué)主線

①通過介紹計(jì)算物理學(xué)的發(fā)展歷史告訴學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算物理的必要性，通過介紹計(jì)算物理學(xué)在凝聚態(tài)物理等科研領(lǐng)域的應(yīng)用而取得的科研成果激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本門課的興趣。例如，簡單介紹物理學(xué)領(lǐng)域最具有代表性的三類數(shù)值計(jì)算方法——分子動(dòng)力學(xué)方法、蒙特卡羅方法和基于第一性原理的能帶計(jì)算方法，為學(xué)生后續(xù)的研究生階段的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。②通過實(shí)例告訴學(xué)生本門課中的每一個(gè)數(shù)值計(jì)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(yīng)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(chǔ)。強(qiáng)調(diào)本門課是一種強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算工具，掌握一類計(jì)算方法即能解決一類工程實(shí)際問題。

③向?qū)W生介紹本門課的課程體系，使學(xué)生明確數(shù)值計(jì)算方法中算法的精度、計(jì)算復(fù)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(xué)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(jì)算物理課程教會(huì)學(xué)生一種全新的思維方式，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到遇到一個(gè)數(shù)學(xué)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(xué)知識(shí)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(xué)手段，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容

以往的計(jì)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(jìn)行大篇幅公式推導(dǎo)的方式講解數(shù)值計(jì)算方法和原理，沒有與計(jì)算機(jī)相結(jié)合。但是，計(jì)算物理是一門理論與實(shí)際結(jié)合緊密的課程，僅采用傳統(tǒng)方式教學(xué)，不向?qū)W生進(jìn)行程序演示，使學(xué)生很難體會(huì)到課程的實(shí)用性，更談不上對(duì)各種數(shù)值計(jì)算方法的深刻理解了，因此，必須對(duì)計(jì)算物理的教學(xué)手段進(jìn)行改革。

改革后的課堂教學(xué)創(chuàng)建并完善了教學(xué)演示程序，充分利用MATLAB軟件的可視化教學(xué)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(jì)算方法和理論，將與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的物理問題通過教學(xué)演示程序進(jìn)行了演示和計(jì)算，達(dá)到了比較好的教學(xué)效果。而且自行開發(fā)和創(chuàng)建的教育教學(xué)軟件系統(tǒng)《基于Matlab平臺(tái)的自操作教學(xué)演示系統(tǒng)》在“河北省第十五屆多媒體教育軟件大獎(jiǎng)賽”中獲高等教育組三等獎(jiǎng)。

加入教學(xué)演示程序后的課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段發(fā)生了很大變化： ①教學(xué)內(nèi)容的組織和設(shè)計(jì)上，首先，針對(duì)每一個(gè)主題講解其背景、目的和算法設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，并通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用的描述，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，提供建立數(shù)值方法的實(shí)際應(yīng)用源泉，體現(xiàn)數(shù)值方法的價(jià)值和意義。以實(shí)例啟示學(xué)生為什么建立數(shù)值方法、應(yīng)該如何引進(jìn)數(shù)值方法。例如，本科物理基礎(chǔ)教學(xué)中學(xué)過的帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡問題，其數(shù)學(xué)模型為常微分方程，可以通過教學(xué)演示程序輸入不同的電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度的值，輕松計(jì)算并畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡。學(xué)生了解了實(shí)際應(yīng)用背景后就會(huì)對(duì)常微分方程的數(shù)值計(jì)算方法更感興趣，也會(huì)更有動(dòng)力來學(xué)。這樣的啟發(fā)式加互動(dòng)式教學(xué)，促進(jìn)了學(xué)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(gè)主題的背景之后，要詳細(xì)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(xué)生在教師講解前進(jìn)行獨(dú)立思考，指導(dǎo)學(xué)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(diǎn)，驗(yàn)證和改進(jìn)已有的算法。最后，提出幾個(gè)具體的物理問題，啟發(fā)學(xué)生借助MATLAB軟件去自行解決。

②在教學(xué)環(huán)節(jié)上，將計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)及MATLAB的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析引進(jìn)課堂，與傳統(tǒng)教學(xué)方式優(yōu)勢互補(bǔ)，將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生們面前，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。例如，用迭代法求解非線性方程，通過教學(xué)演示程序，可以動(dòng)態(tài)地演示近似解序列的推進(jìn)過程，使學(xué)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(shí)用性，可以通過教學(xué)演示程序形象直觀地展示高次插值的龍格現(xiàn)象，使學(xué)生觀察到高次插值多項(xiàng)式的振蕩現(xiàn)象，深刻理解高次多項(xiàng)式插值的病態(tài)問題。

（3）加強(qiáng)上機(jī)實(shí)踐，提高動(dòng)手能力

作為計(jì)算物理課堂教學(xué)的輔助教學(xué)環(huán)節(jié)——上機(jī)實(shí)踐教學(xué)，借助計(jì)算機(jī)和MATLAB軟件可以加深學(xué)生對(duì)數(shù)值算法思想原理的理解，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)將對(duì)培養(yǎng)具有科學(xué)計(jì)算能力的創(chuàng)新人才起到關(guān)鍵作用。

①增加學(xué)生課下上機(jī)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。為保證上機(jī)質(zhì)量，在每次上機(jī)之前均布置上機(jī)作業(yè)，并要求學(xué)生按上機(jī)目的、算法原理、源程序、計(jì)算結(jié)果及結(jié)果分析寫出上機(jī)報(bào)告。例如，要求學(xué)生通過上機(jī)實(shí)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(jì)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(yīng)的課程設(shè)計(jì)課。在計(jì)算物理的授課結(jié)束以后，鼓勵(lì)對(duì)本門課感興趣、富有創(chuàng)新精神和具有較強(qiáng)計(jì)算編程能力的同學(xué)選修與本門課相關(guān)的課程設(shè)計(jì)課。學(xué)生可以自主選題，針對(duì)自己感興趣的某一物理問題或物理現(xiàn)象建立數(shù)學(xué)模型，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)算法、編寫程序、上機(jī)調(diào)試以及對(duì)最終結(jié)果作數(shù)值分析。目前已經(jīng)有學(xué)生利用MATLAB軟件對(duì)光學(xué)課程中的干涉和衍射現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了圖像再現(xiàn)，還有同學(xué)利用MATLAB編程對(duì)量子力學(xué)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(jìn)行了計(jì)算，并完成了圖形繪制。實(shí)踐證明，課程設(shè)計(jì)課調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)解決基本物理問題的能力。這種方式變被動(dòng)灌輸為主動(dòng)參與，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，同時(shí)也提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。

③我院有良好的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)和眾多從事前沿領(lǐng)域科研工作的教師，一些學(xué)習(xí)優(yōu)秀、學(xué)有余力的本科生可以直接參加相關(guān)科研活動(dòng)，利用課上所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)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(xué)協(xié)助老師對(duì)非線性光學(xué)中的電磁誘導(dǎo)透明等現(xiàn)象和半導(dǎo)體物理中的載流子輸運(yùn)問題進(jìn)行了計(jì)算和分析，提高了自身素質(zhì)和創(chuàng)新能力。還有部分學(xué)生將課上所學(xué)編程知識(shí)用于大學(xué)生創(chuàng)新大賽和挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況

將基于MATLAB的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為考核內(nèi)容之一，引導(dǎo)學(xué)生重視理論和實(shí)踐相結(jié)合，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)它們的科學(xué)計(jì)算能力。

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

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

（2）通過指導(dǎo)學(xué)生的課下上機(jī)實(shí)踐和學(xué)年論文，確立上機(jī)實(shí)踐教學(xué)；根據(jù)我院開設(shè)的相關(guān)物理課程，制定了上機(jī)實(shí)踐內(nèi)容，編寫了上機(jī)實(shí)踐任務(wù)指導(dǎo)書；

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

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

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

（1）學(xué)生的理論知識(shí)和上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合的能力還有待進(jìn)一步提高 目前只有部分學(xué)生對(duì)經(jīng)典的物理規(guī)律理解透徹，并具備扎實(shí)的數(shù)值計(jì)算知識(shí)和具有較強(qiáng)的計(jì)算編程能力，自覺選修了與計(jì)算物理相關(guān)的課程設(shè)計(jì)課，并通過自己動(dòng)手設(shè)計(jì)算法、編寫程序、上機(jī)調(diào)試最終得到了計(jì)算結(jié)果。而另一部分學(xué)生由于數(shù)值計(jì)算知識(shí)掌握不扎實(shí)或計(jì)算編程能力的欠缺，還無法自主利用MATLAB軟件對(duì)簡單物理現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值計(jì)算或圖形繪制。因此，如何調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使他們盡快盡好的掌握數(shù)值計(jì)算知識(shí)和MATLAB編程知識(shí)，并通過MATLAB上機(jī)計(jì)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(xué)習(xí)能力強(qiáng)的本科生提供參加相關(guān)科研活動(dòng)的機(jī)會(huì)

由于計(jì)算物理課程的特點(diǎn)要求學(xué)生只有多參與應(yīng)用性程序設(shè)計(jì)和上機(jī)計(jì)算，才能真正掌握各種數(shù)值計(jì)算方法和MATLAB編程。目前有部分優(yōu)秀學(xué)生具備扎實(shí)的數(shù)值計(jì)算知識(shí)和具有較強(qiáng)的計(jì)算編程能力，但是缺乏實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)。而我院良好的實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)應(yīng)該多為本科生開放，為自主學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的本科生提供參與各種科研活動(dòng)的機(jī)會(huì)，使他們將課上所學(xué)知識(shí)通過實(shí)踐得到鞏固和提高。

第五篇：“數(shù)字電路”教學(xué)改革研究

“數(shù)字電路”教學(xué)改革研究

摘要：本文根據(jù)筆者在數(shù)字電路的教學(xué)實(shí)踐，提出一系列的適合本科生學(xué)習(xí)“數(shù)字電路”課程理論教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)與創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；雙語教學(xué)；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：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(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)化、電子科學(xué)技術(shù)、光電信息工程等理工科專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門理論與實(shí)踐密切結(jié)合的課程。其課程特點(diǎn)是：數(shù)學(xué)知識(shí)多，系統(tǒng)性強(qiáng)，邏輯思維強(qiáng)。其課程作用與任務(wù)是：通過學(xué)習(xí)數(shù)字系統(tǒng)邏輯分析與設(shè)計(jì)的基本理論和方法，使學(xué)生學(xué)會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)方法，使其逐步具備獨(dú)立分析與設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路的能力，為后續(xù)電子類課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！皵?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(chǔ)課，對(duì)培養(yǎng)“技能型、應(yīng)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高解決實(shí)際問題的能力，做到學(xué)以致用，是我們一直以來研究探索的問題。

目前，隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的日益成熟，各式各樣的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件（CAI）應(yīng)運(yùn)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(xué)生學(xué)習(xí)的“數(shù)字電路”課程教學(xué)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(xué)內(nèi)容，把握教學(xué)重點(diǎn)，加強(qiáng)分析與設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)的教學(xué)，使學(xué)生具備一定的自學(xué)能力和課后查閱資料的能力以應(yīng)對(duì)日新月異的新技術(shù)、新器件。加深學(xué)生對(duì)“數(shù)字電路”課程理論知識(shí)的理解，建立其與該專業(yè)其他課程的聯(lián)系，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)數(shù)字電路課程地位的了解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

二、教學(xué)改革的內(nèi)容

1.增加仿真軟件的實(shí)踐

數(shù)字電路是應(yīng)用型的學(xué)科，有很多老師都專注于書本上的內(nèi)容，習(xí)題等，當(dāng)然這個(gè)肯定沒有錯(cuò)。但是我們應(yīng)該花更多時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手來讓所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，從而加深對(duì)知識(shí)的理解。增加仿真軟件的使用可以達(dá)到事半功倍的效果，與此同時(shí)，學(xué)生也會(huì)對(duì)學(xué)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(dāng)強(qiáng)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(dá)式，還能夠?qū)壿嫳磉_(dá)式進(jìn)行化簡。通過對(duì)電路的軟件仿真，同學(xué)們能夠深刻的理解邏輯表達(dá)式，真值表，電路的聯(lián)系，從而為以后設(shè)計(jì)電路打好基礎(chǔ)。

2.實(shí)踐討論式教學(xué)法

課堂上老師用講授的方式教學(xué)，學(xué)生很多時(shí)候會(huì)覺得非?？菰?，很容易就失去學(xué)習(xí)興趣，最后形成了老師說老師的，學(xué)生在下面做自己的事情，白白浪費(fèi)了時(shí)間，教學(xué)效果不佳。在教學(xué)的過程中，要適當(dāng)?shù)奶岢鰡栴}讓學(xué)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(duì)復(fù)雜。在講解這部分的電路的時(shí)候，就可以讓同學(xué)們分組討論，不同電位輸入下的時(shí)候，輸出會(huì)是什么樣子。在討論的過程中，學(xué)生們有自己的思考，在探討的過程中，將自己對(duì)電路的理解加深。

3.增加雙語教學(xué)

數(shù)字電路是電子類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，后續(xù)還有相當(dāng)多的專業(yè)課，比如：微機(jī)原理，單片機(jī)，VHDL硬件語言等課程，這一系列的課程中應(yīng)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(wù)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(xué)到了好的企業(yè)里面去，時(shí)常會(huì)覺得英文跟不上，因?yàn)楣ぷ髦泻芏噘Y料是英文的。雖然專業(yè)知識(shí)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(xué)校的時(shí)候就必須強(qiáng)化學(xué)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(xué)生會(huì)覺得負(fù)擔(dān)很大，看到英文就頭痛，但是等學(xué)生慢慢適應(yīng)了瀏覽英文資料，情況會(huì)好很多。適當(dāng)?shù)脑黾佑⑽慕虒W(xué)，對(duì)于以后學(xué)生的發(fā)展會(huì)起到很好的作用。在雙語教學(xué)的過程中，我們也進(jìn)行了相應(yīng)的問卷調(diào)查，從問卷調(diào)查可以看出學(xué)生對(duì)教材先行性、授課方式、考核方式認(rèn)可比較一致，大部分學(xué)生都認(rèn)為教學(xué)效果很好，收獲較大，認(rèn)為在正確理解和領(lǐng)會(huì)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，有助于鍛煉學(xué)生英文科技文獻(xiàn)閱讀和寫作能力。而個(gè)別學(xué)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(chǔ)水平太差。教學(xué)實(shí)踐表明，有選擇地面向部分學(xué)生進(jìn)行雙語教學(xué)，不但有利于提高教學(xué)質(zhì)量，也有助于提高科技英語的閱讀能力、寫作能力及學(xué)生的綜合素質(zhì)，真正做到了因材施教。

4.成立智電協(xié)會(huì)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性

為了加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們成立了智電協(xié)會(huì)，在掌握了一些基本電路的知識(shí)以后，我們成立相應(yīng)的項(xiàng)目研究小組，做一些項(xiàng)目的開發(fā)。小組里面又分為硬件類的和軟件類的，讓學(xué)生在課余時(shí)間鞏固自己所學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)又增加一些拓展知識(shí)，比如最近幾年流行的arduino開發(fā)案例。里面有電路的知識(shí)，又有相應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)知識(shí)。同學(xué)們可以根據(jù)已有的硬件模塊，進(jìn)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(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。而且協(xié)會(huì)里面有不同屆的學(xué)生，通過老帶新，讓剛接觸到數(shù)字電路的同學(xué)得到了很多知識(shí)和啟發(fā)，實(shí)現(xiàn)老師帶學(xué)生，學(xué)生帶學(xué)生，項(xiàng)目實(shí)踐促進(jìn)學(xué)習(xí)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(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行深入研究，積極推進(jìn)教學(xué)改革和課程改革，不斷完善我們的教育工作。

參考文獻(xiàn)：

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