线性代数教材范例6篇

线性代数教材

线性代数教材范文1

【关键词】线性代数;教材;直观与抽象;理论与应用;Mathematica软件

一、引言

线性代数是高等院校理、工、经、管等各专业学生的一门必修课.是学生学习专业课的必备基础,也是理工科研究生入学考试的必考内容.因此,线性代数知识的掌握对学生后续课程的学习及未来的深造都有影响.另外,在分析实际问题时,扎实的代数功底是构建实际问题的数学模型及对问题进行求解时所必需的基本工具.因此,线性代数在科学研究中的应用日益广泛,其重要性也日益凸显.让学生深刻领会、掌握线性代数的思想、方法并能应用于实际问题的解决是数学教育工作者不可推卸的责任.

线性代数具有概念多、内容抽象、易忘、难学的特点,随着线性代数课程的改革和发展,对于现代化思想与方法的渗透的要求越来越高.学时少、内容多、要求高使线性代数教学受到新的挑战.在这样的背景下,如何在有限的时间内高质有效地开展线性代数教学是个亟待解决的问题.在教学活动中,教材、教师、学生是教学质量生成的三种基本要素.教材作为三要素之一是重要的教学资源,是体现课程教学理念、教学内容、教学要求,甚至教学模式的知识载体,在教学过程中起着引导教学方向、保证教学质量的作用.一本适宜的教材可使教学效果事半功倍.为此,我们对目前高校特别是地方院校使用的线性代数教材做了深入的分析,结合多年来对学生学习情况的调查研究,笔者认为,目前大多数高校的线性代数教材以理论为主导思想,偏重理论体系的完整性,过多强调证明和推理,再加上该课程本身所固有的抽象性和逻辑性,计算的繁琐和计算量之巨大,使得学生学起来费时费力,有一定困难,学习兴趣不高,同时还弱化了该门课程的计算功能以及在后续专业课中的作用.我们认为21世纪的线性代数教材应强调基础与现代科学贯通,应以“保证基础、体系先进、联系实际、引导创新、分清层次、利于教学”为原则,紧扣基本教学要求,并高度突显“创新”二字,应在“培养学生的科学思想”、“关注知识应用”、“教材的可教性”、“语言凝练”以及“启发性与趣味性”等方面都有所体现.

二、新教材编写思路与特点

笔者结合自己多年的教学经验对线性代数教材的体系结构做了较大改动,大胆尝试了新的编写思路.以是否“有助于达到人才培养目标”为基本规范和根本标准,编写了一本适合地方院校的线性代数教材.主要有如下几个特点

1.突破传统,构建独特的结构体系

本书最突出的特点是将各章都分成五部分:基本概念篇、软件实现篇、价值体现篇、解因析理篇和拓展提高篇.我国的大学具有多层次性,每年上百万学线性代数的大学生中,有很多层次,其要求差别很大.对多数学生来说,不教他们算题而去教抽象思维,将是对资源的极大浪费.因此,我们将线性代数中的基本概念剥离出来.引入数学软件Mathematica,将繁琐的计算交给计算机完成,并引导学生将所学知识用于实际问题的解决,将每一章的前三部分拿出来可自成体系,即使只学习前三部分,也能全面了解线性代数的基本概念和方法,解决相关实际问题.这对于部分只注重应用的独立学院学生,文科、医学部分专业学生和专科学生是适用的.解因析理篇包括线性代数的所有方法、结论和基本计算技能,弥补前三部分在理论叙述上的不足,保证线性代数知识结构的严谨和完整.需要对线性代数理论及应用全面了解的专业的学生应学习前四部分内容.拓展提高篇注重的是解题思路的分析、计算技巧的归纳以及题型变化的多样性介绍等,以期达到深刻理解、融会贯通的效果.有进一步深造和考研要求的学生则应将五部分全部学完.这种独特的体系结构,层次分明,宜教易学,学生可各取所需,从而满足各个不同层次专业学生的需要.

2.克服抽象,使直观与抽象共存

按照现行的国际标准,线性代数是通过公理化来表述的,它是第二代数学模型.这意味着数学的表述方式和抽象性的全面进化.数学的公理化、系统性描述使得线性代数内容在严谨性上大大提高,但在直觉性上有一定的缺失.我们不认为直觉性与抽象性一定相互矛盾,特别是在数学教育和数学教材中,如果一味注重形式上的严格性,学生就好像被迫进行钻火圈表演的小猴子一样,变成枯燥的规则的奴隶.多年来,线性代数概念的抽象、计算的冗繁、内容的枯燥一直困扰着学生的学习.帮助学生建立直觉,有助于他们理解抽象的概念,进而理解数学的本质.因此,本教材的编写立足普通高等院校人才培养的需要,把握“科学、简约、应用、现代”的原则,力争使教材内容既保持严谨的风格又直观生动,易学易懂.具体做法是各章知识与中学数学无缝衔接,每个概念的引入都有出处.或来自中学数学的延伸,或来自几何直观及实际问题的解决,让学生感觉线性代数并非无源之水无本之木,它实实在在地存在于我们的生活中.以提出问题,讨论问题,解决问题的方式展开教材,使学生既知其然也知其所以然.

3.加强应用,使理论与应用共融

由于课时的限制,线性代数教材极少涉及实际应用内容.线性代数是一门基础的学科,是一门技术性的学科.将一些平时中遇到的问题,用线性代数的知识进行分析,可以充实授课内容.特别是与其他学科相结合的案例讲解,可以在传授理论知识的同时教会学生合理的应用,从而满足大多数学科的需求.通过阅读和研究应用问题和实例,不仅使学生提高了学习兴趣,也达到了巩固基本知识的目的.更为重要的是,通过对应用实例分析,可以了解如何将一个实际问题模型化,然后选择合适工具进行分析,这大大提高了应用理论知识和独立思考的能力.因此,本教材每一章的第三部分都安排为“价值体现”,内容是能用线性代数知识求解的实际案例.这部分内容既可以在课上讲解一部分,也可以作为阅读材料.如何时间紧还可以将其求解过程用软件实现,主要目的是让学生亲身体会线性代数知识的实用价值,不再对线性代数产生距离感,真正觉得其有用、好用、实用.

4.利用软件,使现代技术得以充分发挥

目前,国内很多线性代数教材中关于基本概念和基本方法的介绍方式基本上采用介绍概念、演示例子、重复练习的传统技能培训过程.这种方法在强调基本计算能力的年代是非常重要的,但是,对于培养适应新时代的人才是不够的.随着电子计算机的普及,现在学生基本上都能够熟练使用计算机.同时,国际上有一些成熟的数学工具软件,例如MathWork公司的MatLab,Worlfram公司的Mathematica,都已经具备了非常强大的功能,融入了线性代数中所有计算对象和方法.利用这些工具软件,完全可以让学生自己进行探索.特别是实际问题中所涉及的方程组和矩阵往往是大规模的,高阶的,用人工来计算是非常不易的,而且基本上是不可行的,所以需要用到计算机来进行计算.我们将Worlfram公司的Mathematica软件与线性代数相结合,让学生掌握如何用Mathematica软件进行相关计算的同时,加深对所学线性代数知识的理解.无论从Mathematica这门程序设计语言出发,还是从线性代数这门课程改革的意义出发,两者相结合实施教学都有可取之处.本教材包含了很多Mathematica程序设计实例,或者研究课题.相比较而言,国内线性代数教材很少有使用数学软件的练习内容,或者虽有也是寥寥数笔,一带而过.我们则“堂而皇之”的将“软件实现”放在每一章的第二部分,通过Mathematica软件的使用,不但可以提高分析问题能力,也熟悉了现代计算工具的使用,大大扩展了线性代数教学内容.在计算机软件的辅助下,除了可以看到抽象的理论论述和符号推演外,也可以看到极为直观的图形演示,有益于提高学习内容的趣味性.

另外,由于数学软件Mathematica涵盖了线性代数的所有计算,绝大部分计算只需一两个语句就可完成,并不占用过多课时,省时省力,大大提高学习效率.将基本知识、计算技能与计算机应用融为一体,复杂计算借助Mathematica实现,帮助学生实现由知识向能力的转化.

传统线性代数教材理论推理完整,内容相对抽象、逻辑体系严密,例题示范性强,学生通过学习,会有比较好的理论推导和解决复杂计算能力,对于掌握线性代数基本方法和技能训练有一定必要性.本教材在理论知识之外,通过结构体系的调整,软件的使用及应用案例的引入,赋予学生更多的学习探讨空间,提高学生自主驾驭知识能力,而这种能力恰恰是当今人才所需要的,更适用于当今综合型人才培养的要求.

【参考文献】

[1]张丽静,廖福成.线性代数教材建设研究.中国冶金教育[J].2014.1,5-8.

[2]周琦,肖瑛.高校教材建设的目标与原则.中国大学教学[J].2004.12,50-52.

[3]王发兴,郑莹.应用型本科院校线性代数教学改革的几点构想.课程教育研究[J].2014.3,149.

线性代数教材范文2

关键词 线性代数 教学改革 教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:A

近年来,我国的就业市场面临着一个奇怪的现象,一方面是高校每年都在扩招,毕业的本科生、硕士生甚至博士生都在逐年增多,各种高学历人才层出不穷;而另一方面是用人单位在招聘时很难招到自己满意的员工。大学生经过十年寒窗苦读,又在高校里面沉淀了四年,正是意气风发的时候,他们想在社会上展露自己的才华,可是现实却是残酷的,面对企业的各种需求总是多多少少存在各种不足。而企业的观点也很明确,他们需要的是一些能直接上岗就任工作的“熟手”,而不是只会“纸上谈兵”只有理论知识而无动手能力的“菜鸟”。基于这一社会现象现在蓬勃发展的独立院校纷纷转型,转变为“应用型本科院校”。希望培养出更适应社会的人才。如武汉东湖学院早在2014年就花费巨资建设实验室,另外学生的课程设置中加大了实践课的培养力度,使得学生学完理论知识后能尽快地动手操作。另外武汉东湖学院还和一些著名企业合作,专门培养对口人才。

1线性代数教材的滞后与现在大学学生的需求之间的矛盾

很多独立学院由于办学经验不足,教材和教学大纲基本是照搬母校或二本院校的,难度比较大,针对性不强,不合适独立学院的学生。教材是学生获取知识的最直接途径,独立学院线性代数教学内容改革的基础就是教材的改革。随着转型的呼声越来越高,课时的逐步压缩,以前的教材更不能适应现实的需要。

传统的线性代数教材一方面内容很多在有限的课时内不可能让学生理解,另一方面传统的教材理论性太强,而一些操作性的知识如插Mathematica数学实验等却明显不够,使得线性代数这门课程不能很好地为后继的理论课程服务。所以一门本符合需求的线性代数教材就是重中之重。这本教材可以淡化理论知识的推导,一些定理的证明可以删除,增加一些数学史的知识,让学生了解这门学科历史方面的知识、了解应用的范围。尽最大努力激发学生学习线性代数的兴趣、培养学生对线性代数的应用意识。在选择例题时尽可能和学生所学的专业相结合学以致用。

2传统的教学模式与网络媒体等各种新型获取知识方法的不对称

现在是一个知识大爆炸的年代。各种各样获取信息的手段层出不穷,当代大学生从小就接触到电脑,手机等各种电子产品,而这些现代化手段使得各种信息以更快捷、更直观形式展现给他们。传统的黑板加粉笔的教学模式使得原本就枯燥的数学教学更加让学生难以接受。线性代数课堂教学的一个显著特点是板书量大,尤其是矩阵、行列式、方程组符号多,解方程组、初等变换过程比较繁琐,字母上、下标比较多。大班教学过程中,后面几排同学看不清,听不清,使得教学效果大打折扣。如今结合多媒体教学,借助课件和麦克,可较好地解决这些问题。抽象的数学概念和理论转化为生动活泼、直观可视的形象媒体,加大了信息量,缓解了学生的学习压力,激发出更多的学习热情。随着以计算机为主体的多媒体技术的日益发展和完善,将图像、动画、声音、文本等多种媒体的运用能使抽象的内容具体化和形象化,融入教学过程中,微观的事物宏观化,复杂的事物简单化,并能多角度多层次地与学生进行信息传递,从而使教师能与度、“面对面”学生交流,增强互动效果。因此,我们必须逐步引进计算机、多媒体等先进的教学手段,研制和完善相配套的“线性代数”课程的CAI课件,使“线性代数”的课堂教学生动起来。

加快独立学院线性代数的教学改革,提高独立学院线性代数教学质量是我们独立学院数学教师不可任推卸的责任,我们要积极主动的研究独立学院线性代数的教学规律,探讨独立学院线性代数教学的改革办法,为学院培养重实践、强能力、高素质的应用型人才做出应有的贡献。

参考文献

[1] 李尚志.线性代数教学改革漫谈[J].教育与现代化,2004(1):30-33.

线性代数教材范文3

Abstract: This article discusses the necessity of teaching reform in the majors about economics and management in independent colleges, aiming at cultivating talents in independent colleges. Through reforming the teaching contents, teaching patterns and examination forms, we'll raise students' interest in learning Linear Algebra, enhance the teaching quality and increase development of practical talents with innovative quality.

关键词: 独立学院;经济管理;线性代数;教学改革

Key words: independent schools;economics and management;Linear Algebra;teaching reform

中图分类号:G642文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)16-0014-01

基金项目:“十一五”国家课题“我国高校应用型人才培养模式研究”数学类子课题(项目编号:FIB070335-B2-14)。

作者简介:陈骑兵(1978-),男,江西瑞昌人,硕士,讲师,研究方向为经济数学模型,评价研究。

0 引言

独立学院是市场经济体制下高等教育发展的必然产物,是一种新兴的办学模式,是我国高等教育的重要补充。独立学院的学生既需要掌握基础理论知识,又要成为应用型人才,应用型教学就成为独立学院人才培养和教学改革独有的特色.线性代数作为经济与管理专业的重要基础课,受到了越来越广泛的关注和重视,要求也越来越高,但我国独立学院发展的时间还不长,经济管理类专业线性代数的教学大多过于追求理论体系的完整,理论的完美和逻辑的严谨,对其在经济管理中的应用强调不够,显然无法满足专业对线性代数的需要。

1 独立学院经济管理类专业线性代数教学改革的必要性

为了充分体现独立学院对人才的培养目标,在线性代数的教学中必须遵循“以应用为目的,以够用为度”的原则,注重应用能力的培养。在教学中,应注意数学理论与经济问题、计算机、数学建模相结合,培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。因此,独立学院经济管理类专业线性代数的教学改革是非常必要的,而且迫在眉睫了。

2 独立学院经济管理类专业线性代数教学改革的思考与初步实践

2.1 激发学习兴趣,调动学习积极性 在线性代数的第一堂课,教师要让学生了解线性代数的发展、演变及其在专业学习中所占的地位和广阔的前景,了解数学家们是如何发现数学原理及他们严谨的治学态度,从而激发他们的学习兴趣。创设情境,营造氛围,培养学生的问题意识,引导学生全身心地投入到深层次的思维活动中,从而增强学生的学习兴趣。

2.2 编写合适教材,改革教学内容 目前,我国的线性代数教材很多都是重点院校编写的,教材模式基本差不多,其实用性特点在教材中体现并不充分,只适合重点院校学生或者一般本科院校学生使用。针对独立学院学生使用的教材比较少,特别是适合独立学院经管类专业的教材更少,因此编写适合独立学院经管类专业特点,特色鲜明的线性代数教材是非常有必要的。在高等教育出版社牵头组织下,包括电子科技大学成都学院在内的四川省独立学院合作完成了适合独立学院经济管理类专业的线性代数教材。教材在要求上简化了定理和性质的证明,而只在习题中让学生课后自己去验证;降低了计算的要求。

2.3 创新教学方法及教学模式 线性代数内容抽象、概念多、定理多、证明方法独特,有着高度的抽象性和严密的逻辑性。学生在学习这门课程时普遍感到有一定的难度,特别是对于以文科生居多、数学基础比较薄弱的经管类专业学生,所以教学方法及教学手段显得很重要。教师在讲授时要尽量将启发式教学融入其中,启发学生分析问题、解决问题。另外应合理引进现代化教学手段,提高课堂教学的生动性。

2.4 加强数学知识的经济应用,培养经济数学建模能力 通过经济、管理中的案例逐步培养学生的经济数学建模能力。如在课堂上给出一些与线性代数相关的经济管理方面的案例,让学生自己组队以小论文的形式一周后提交,并安排课堂时间让各队自己陈述建模过程或遇到的困难,最后大家一起讨论交流,并对结果进行分析。通过建模案例教学,可以使学生深切地感受到所学知识的有用,提高学生学习线性代数的积极性和应用数学方法解决实际问题的能力,也为后续课程的学习奠定基础。

2.5 增加数学实验课,加强数学软件的运用 随着计算机科学及应用技术的飞速发展,数学软件对培养数学思维能力和进行数值计算能力具有不可替代的作用。因此,在线性代数的教学中,应加强计算机辅助教学,在每章内容结束之后增设线性代数实验课。让学生熟练掌握数学软件计算的方法,如行列式求值、矩阵的基本计算、求解线性方程组、矩阵的特征值与特征向量等。实验课的目的就是通过使用数学软件求解所学过的数学问题,来达到提高应用计算机解决数学问题的能力,这也是培养优秀人才的有效途径,也是当前数学改革的重要方面。

2.6 实施多样化考核形式 一门学科的考核制度完善与否,不仅关系到能否全面的反映学生对知识的掌握情况,而且还涉及到能否充分地调动学生的学习积极性,对于教学质量也产生很大的影响。所以从单一的“一纸试卷定优劣”的方法改变为多样化的考核方式是很有必要的。可参照理论考核与应用考核相结合、过程考核与终结考核相结合的方法,另外也可考核学生对所学的数学知识来解决一些力所能及的经济管理方面的实际问题的能力。

3 结束语

作为高校数学教育教学改革的一部分,独立学院经管类专业线性代数教学改革是一个庞大而复杂的系统工程,教学改革任重道远。随着独立学院办学思想的统一,师资队伍的不断提升和教学方法的不断改进,独立学院经管类线性代数的教学也一定会取得长足的进步。

参考文献:

[1]贾茗,何立新.关于独立学院《线性代数》教学的思考[J].企业家天地.2009(9):180-181.

线性代数教材范文4

摘要:本文主要针对文科生和工科生的差别,对于线性代数课程的区别教学给出几点想法,从四个方面逐一探讨,可行性有待进一步研究。

关键词:线性代数文科工科区别

信息化背景下大学教育的本质要求是创新性教育,大学数学教育应以培养学生数学能力和提高学生的数学素养为目标。线性代数是我国文科、工科学生都必须学习的一门基础学科,能培养学生的推理和解决问题的能力。本文针对两类学生的不同特点,给出几点关于他们不同教学的思考建议。

① 教材内容的区别

在线性代数的教学中必须遵循“以应用为目的,以够用为度”的原则,注重应用能力的培养。为了激发学习兴趣,调动学习积极性,线性代数的第一堂课非常重要,教材内容上编排线性代数的发展、演变及其在专业学习中所占的地位和广阔的前景,分别针对文科和工科学生专业举出案例,让他们首先体会到这门课对他们所起的作用。

线性代数逻辑性强、抽象性强,和中学数学的知识相差较大,刚开始接触的学生会觉得比较困难。加上文科学生数学基础薄弱的特点,所以教材要求简化定理和性质的证明,甚至可以安排在课后的习题中去让有兴趣的学生自己证明,而多引用具体例题来让学生把重点放在学会如何应用上更加重要,让学生不要被推理所困惑,引导他们现在不再是应试而是应用了。而工科学生普遍对数学比较感兴趣,则可保留部分有技巧的推理,反而可激发学生的学习兴趣。

大学是培养专才的地方,均可在例题和习题中引入有关数学建模的案例,文科生的教材以编排经济类、金融类的问题为主,工科生则范围可以更加广泛,以贴近生活的案例为主。

② 结构安排的区别

文科生接受能力相对较弱,仍然可以采取与高中数学相同的教学模式“概念―定理―习题”,首先让他们接受知识点再讲应用,以教师为中心的方式比较适合他们。而工科生思维活跃,则可尝试先由实例应用先讨论方程组的求解、行列式的引入等等或者尝试采用数学模型的团队模式,也就是探讨式教学,即探索、讨论式教学。主要强调调动学生的积极性,正确引导学生对所需要讲授的课题进行讨论,探索,从而培养学生独立思考的能力和团结协作的精神。探讨式教学是重点讲授课程知识中的两个问题:发现该知识的原始过程和发现该知识所用的科学思想方法。由学生探讨实例发现难题到分析难题引出概念到解决问题。具体实施起来,应该可以采取创设具体的情景,让学生对问题产生思考,加以讨论,结合数学方法,构造解决问题的算式,在不完善的条件下,进一步讨论只到找到最好的解决方法为止。让学生们体会以学生为教学中心的教学方式,这样就需要老师在具体讲授的过程好好的安排授课程序了。

③ 习题配置的区别

文科生首先以简单的计算题为主,来训练他们先接受相关知识点,再适当提高难度,再加上学生很难自己可以将学科之间的关联发现出来,而仍然是高中的思维模式,每门课是完全独立的,所以尤其重要的应加入与他们相关的实例来让他们体会线性代数与他们的专业的关联,。工科生则可以综合性的探讨题为主,还可加入不同的工具,如绘图器、数学软件等来解决各种习题,充分调动他们的手和脑,开拓他们的思维,无比让学生在课后也能体会到课程的多样化,而不是单纯的计算。

④ 教材建设

线性代数教材范文5

关键词:高职;信息技术;教材建设

教材承载着落实立德树人根本任务、传承民族文化、服务国家发展战略、满足人民对更高质量教育需求的重任[1]。党的十以来,《全国大中小学教材建设规划(2019—2022年)》和《中小学教材管理办法》《职业院校教材管理办法》《普通高等学校教材管理办法》《学校选用境外教材管理办法》4个教材管理办法的出台,体现了党和国家对教育的基本要求,是教育服务国家发展战略的现实需要。2019年国务院了《国家职业教育改革实施方案》[2],把职业教育摆在了前所未有的突出位置,彰显了党和国家对职业教育的重视。2021年教育部了《高等职业教育专科信息技术课程标准》[3],明确了信息技术课程改革和课程建设指导方针,提出了高等职业教育教材建设的具体要求。本文依据《高等职业教育专科信息技术课程标准》,结合我院计算机教学改革与研究课题组近年来参与职业教育医药类专业教材建设的实际情况,开展高职医药类专业信息技术课程新形态教材建设的探索,以期为新时代高职教材建设提供有意义的参考。

1高职医药类专业信息技术课程新形态教材建设的必要性

1.1贯彻落实党和国家教育方针的要求

教材建设必须坚持马克思主义的指导地位,体现马克思主义中国化的要求,体现中国和中华民族的风格,体现党和国家对教育的基本要求,体现国家和民族的基本价值观,体现人类文化知识积累和创新成果。这“一坚持五体现”指明了教材建设的指导思想和总体要求,为加强新时代教材建设提供了基本遵循[4]。国家教材委员会成立以来,从教材规划、管理制度等各方面逐步完善上层设计,统筹推进全国大中小学教材建设,政治上有问题的教材坚决不能使用,要全面贯彻党和国家的教育方针,落实立德树人的根本任务,践行课程思政要求,充分体现社会主义核心价值观。“尺寸教材,悠悠国事。”教材建设是国家育人育才的重要依托,是中国特色社会主义教育事业的重要组成部分,要打造精品教材,办人民满意的教育[5]。

1.2新时代职业教育高质量发展的需要

作为应用型人才培养主体的职业教育,理应根据经济社会和产业发展对技术技能人才需求的变化,尽快调整教学内容。因此,适应经济社会发展新趋势,成为职业教育教材建设的客观要求[6]。职业教育要发挥落实职业教育教学改革精神的作用,要根据推进职业教育高质量发展的总体要求,适应新时代职业教育改革的要求,持续推动职业教育教材建设,不断改革创新,顺应时展。新时代信息技术的迅速发展给教师、教材、教法带来了巨大变化,同时也促使传统教材向数字化信息化教材转型升级,开发能够支撑学生个性化自主学习以及实现纸质教材与数字化资源一体化的新形态教材成为教学的实际需要。

1.3职业教育类型和教育特征的内在要求

职业教育教材建设应突出新时代职业教育的类型和特征,突出学生岗位能力和职业核心能力培养,能很好地满足学生职业生涯发展需要,体现“做中教,做中学,做中求进步”的职业教育特色。坚持促进学生就业、创业,面向市场,坚持职业教育服务行业发展的方向,以满足企业岗位需求为导向开展教材建设,培养企业满意的专业人才。2019年孙春兰副总理在全国深化职业教育改革电视电话会议讲话中指出,“教材建设的重点是解决陈旧老化的问题”“及时将新技术、新工艺、新规范纳入教材”。现代技术日新月异,职业教育应紧跟技术发展潮流,职业教育教材建设也要做到淘汰落后过时的旧知识,呈现新知识新技术。

2高职新形态教材建设的实施路径

2.1贯彻立德树人,落实课程思政

教育是培养人的活动,中国教育是要培养社会主义建设者和接班人,培养满足现阶段社会主义建设需要的人才。职业教育教材建设要体现新形势下的国家意志,体现党和国家对职业教育的要求,培育职业道德、职业素养,弘扬当代工匠精神和劳模精神,将时代中国特色社会主义思想与教材内容深度融合。在教材建设中将思政元素与专业内容有机融合,是开展课程思政的关键。例如,在编写《信息技术》教材内容时,可以结合“表格制作”这一知识点,以“人民英雄谱”的形式介绍英雄人物的英勇表现和感人事迹,强调他们的名字和功绩将永远铭刻在共和国的丰碑上。同时这也反映了我国具有国际领先水平的科技成果和伟大的建设成就,增强学生的自豪感,融入爱国主义教育。

2.2结合专业岗位教育,突出职教特色

一直以来,高职教材是本科教材的影子,无法在理论教学上有突破性变革,一味强调教材的理论体系完整,内容艰深,并不符合当前专业岗位要求。在新形势下,高职教育教材应紧随社会经济发展的步伐,对接行业标准和职业规范,关注新技术的应用,体现信息技术发展对教学变革的推动作用。职业教育教材建设要与时俱进,体现专业岗位的教育特性,突出鲜明的职业教育特色,实现教、学、做一体化。

2.3“互联网+”背景下的新形态教材建设

随着信息技术的迭代升级,教学理念持续更新,线上线下混合式教学将成为今后一段时期教学改革与研究的重点,而“互联网+”背景下的新形态教材建设将围绕数字化教学进行快速发展。新形态教材建设的重点是让数字化教材活起来、用得上,能体现教、学、做一体化教学理念,有利于数字化教学的开展。相比过去以纸质教材为主、多媒体课件为辅的静态教材,新形态教材可以动态更新教材内容,随着行业、岗位新技术的应用进行增减或更新;结合教学过程采用多种教学方法,根据实际需要提升教材质量,满足教学需要。

2.4以学生为中心,精编学生满意的教材

过去,教师觉得好用的教材就是好教材。现在,以学生为中心的教育理念已成为主流,这就需要教材提供丰富的学习元素,包括学习目标、学习重难点、自我测试练习题等,有利于学生开展自主学习。好的教材不单单是教师好教,重要的是学生好学、好用。因此,在教材建设过程中要重点考虑学生的需要,不仅要在内容上符合学生的特点,在教材设计和形态上也应有所突破、有所创新。

2.5遵照课程标准进行教材建设

《国家职业教育改革实施方案》明确了“构建职业教育国家标准”的重要性,提出“发挥标准在职业教育质量提升中的基础性作用”。课程标准是教学内容与教学实施的主要依据,作为贯彻落实党和国家教育方针的具体教学规范,教材编写必须严格遵照课程标准,落实课程思政要求并突出职业教育特点,体现新时代对职业教育的要求。同时,教材设计要与高等职业教育的教学组织形式及教学方法相适应,突出理实一体、项目导向、任务驱动等有利于学生综合能力培养的教学模式。

2.6组建优秀编写团队,打造高质量教材

教材的质量在很大程度上取决于教材编写队伍的学术水平、教学经验、态度以及对教材编写目的和要求的理解等。一般来说,编写符合教学要求的高质量教材,需要一个优秀的编写团队。教材编写团队成员要熟悉本专业教育教学改革与发展动态,要有长期承担本专业课程理论和实践教学的经历,具有丰富的教学经验,有较强的组织、协调能力,作风正派,责任心强,有编写教材的经验,能够严格把关,保证编写质量和进度。教材内容必须确保政治的正确性和专业的科学性,符合国家教育政策和课程教学标准,教材内容能够有效促进教学目标和育人目标的实现。此外,团队成员不限于一线教师,还可以邀请行业企业专家和信息技术人员参与。

3高职医药类专业信息技术课程新形态教材建设探索

3.1思政元素与教学内容有机融合,体现教材的育人功能

当前对课程思政的重视程度越来越高,在很多课程内容中已加入思政元素,但是要做到思政元素与教学内容的有机融合,还需要深入研究和仔细分析。为此,教材编写团队对信息技术课程内容进行了重构,部分课程内容设计见表1。将《高等职业教育专科信息技术课程标准》和医药专业教学相结合,把思政元素巧妙融入课程教学中,让学生在学习专业知识的过程中了解中国担当、中国力量和中国精神,推动中医药事业的传承、创新、发展,充分体现新教材的育人功能。

3.2纸质教材与数字化教材有机融合,发挥新形态教材的优势

纸质教材以文本、图片为主,而新形态教材以纸质教材为基础,包含了海量优质数字化教学资源,为学生创设了立体化、自由开放的学习环境,为教师提供了有意义的教学参考。当前,数字化教材建设已经不是简单地把纸质教材内容做成PPT,必须结合课程的专业特性选择合适的数字化形态,特别是具体操作项目,一定要有相关教学视频。信息技术课程以计算机操作为主,屏幕录制是最好的选择。信息技术课程教学视频制作的一般流程见图1。(1)要注意视频内容设计,以实际操作演示为主,避免大量文字介绍。(2)要先设计规划、撰写脚本,再开始录制。脚本一般包括“线索+讲解内容PPT+画面内容+时间预计”。(3)有必要的字幕,各级标题统一协调、字幕清晰,显示字幕的时间要足够,视频结尾要有制作人员名单和制作单位署名。(4)解说语言准确、流畅、简练,发音标准,声像同步,一般解说词与字幕提示内容一致。(5)操作速度不要过快,所有操作按规范执行,录制前反复练习几次以保证录制质量。(6)剪辑修改时添加字幕和解说音频。解说音频可以通过“文字转音频”软件实现,解决没有专用录制场地、没有专用录音设备等问题,还可以保证语音标准和语调速度一致。

3.3线下教学与线上教学有效衔接,满足课程教学需要

新冠肺炎疫情暴发以来,线上教学成为广大师生的唯一选择,推动了线上教学平台的迅速发展。新形势下,职业教育教材建设要结合教学平台的开发应用,充分利用教学平台的各种先进功能发挥新形态教材的优势,满足新时期的教学需要。而随着技术发展和教学需要,教材建设的重心也发生了迁移,从“以纸质教材为主、数字资源为辅”变为“以教学平台为中心、纸质教材为基础、数字资源为辅助”(见图2)。线下教学与线上教学有效衔接,关键在于教学平台。优质教学平台能够将纸质教材和数字化教学资源相融合,实现教、学、练、考以及管理等功能,通过大数据分析完成教学评价与追踪,满足新时期课程教学的实际需要。

4结语

随着新一代信息技术的突飞猛进,在线教育蓬勃发展,推动了线上线下混合式教学,新形态教材正在逐步完善。或许将来,职业教育教学形态会发生重大变化,纸质教材可能会被数字化教材完全取代,而职业教育教师、教材、教法改革也将进入一个新时代。时代变迁,教育规律不变,要始终坚持贯彻党和国家的教育方针,教师作为职业教育改革的参与者,应从思想观念、知识技能等方面不断加强学习,努力开拓进取,迎接新时代的挑战。

参考文献:

[1]韦晓阳.深化“三教”改革新时代教材建设的实践与探索[J].中国职业技术教育,2020,4(5):84-87.

[2]国务院.国务院关于印发国家职业教育改革实施方案的通知[A].2019.

[3]教育部办公厅.教育部办公厅关于印发高等职业教育专科英语、信息技术课程标准(2021年版)的通知[A].2021.

线性代数教材范文6

关键词 教育形态 网络教育 非线性教育

中图分类号:G523 文献标识码:A

Nonlinear Research of Network Education Modality

GAO Rongguo

(Institute of Modern Media, Jiangsu Second Normal University, Nanjing, Jiangsu 210013)

Abstract Nonlinear science is the basic method for modern scientific research. Some nonlinear phenomenon exists in learning; meanwhile, education needs nonlinear design. Network education modality is a nonlinear environment for learning, it can build up nonlinear education modality: nonlinear course, nonlinear teaching textbooks, nonlinear lessons, nonlinear learning, nonlinear evaluation, to overcome the weakness that the traditional education do not adapt the society development, reveal the modern glamour of network education modality.

Key words education modality; network education; nonlinear education

非线性科学是近代科学研究基本方法,学习存在着诸多非线性现象。今天,网络教育形态就是一个非线性的教育环境,改变我们传统的学习方式。在教育与教学中,大量使用计算机化的教学形式和教育应用,给我们带来了知识学习的非线性化。研究计算机教学过程和学习过程的这种非线性问题,可以使我们发现新的学习现象,引入新的学习概念。在网络教育形态下实现现代教育思想的新空间。

1 学习的非线性现象

线性与非线性现象可以表现为数学概念:函数的一次与多次、直线与曲线、一维和多维空间等;也可表现为物理学概念:叠加性、渐近线、浑沌性等。非线性现象表现为从规则运动向不规则运动的转化和跃变,非线性系统中参量的极微小变化,系统自身存在自组织机制,它能够使系统由无序转变并维持一种有序的结构。①描述复杂事物变化规律的方程都是非线性的,所以有的科学家把复杂现象叫做非线性现象,把研究复杂现象的科学叫做复杂性科学或非线性科学。②

人类的学习也存在着许多非线性现象。在研究人以及人的学习过程中,我们发现关于人的大脑、学习与认识、学习过程和教育培养等多方面都存在着非线性现象。这些现象具备非线性现象的基本特征:相干性、非加和性、多重选择性。

1.1 人脑结构的非线性现象

人脑是自然界中最复杂的系统之一,是以神经元为节点的神经网络,是一个非常典型的非线性结构。在这个系统中, 多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络, 并通过相互作用完成脑的各种功能。③神经细胞是构成神经系统结构的基本单位。还有许多神经元纤维。细胞突起是由细胞体延伸出来的细长部分,又可分为树突和轴突。每个神经元可以有一或多个树突,可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。研究发现,神经元在学习期间,树突会生成大规模的变化,这突显出树突对于学习和记忆过程的重要性。人脑学习的过程就是各神经元之间建立联结的过程。

1.2 知识结构的非线性现象

知识是“经过人的思维整理过的信息、数据、形象、意象、价值标准以及社会的其它符号产物,不仅包括科学技术知识——知识中最重要的部分,还包括人文社会科学的知识、商业活动、日常生活和工作中的经验和知识,人们获取、运用和创造知识的知识,以及面临问题做出判断和提出解决方法的知识。” ④知识的多样性和复杂性组成了今天我们称之为知识空间的概念,以非线性的特征表述它的结构,是我们在面向计算机化的学习方式的一种优质有效的表述。知识空间这种表述包括社会的和每个人的结构。

1.3 学习过程的非线性现象

知识的学习是通过大脑的记忆现象存在于人脑之中,我们建立了学习过程与人脑神经细胞的某种联系。对教学设计的要素出发,研究以人为本的教育模式的非线性教学设计。“线性的教学过程中会需要非线性的教学策略, 而非线性的教学过程也会出现线性的教学策略。”⑤应用复杂科学的原理和方法,在教育研究中确立非线性的、混沌的、突现的、非还原性的思维,建立适应社会经济发展的相对稳定和有序的结构。

1.4 心理学的非线性现象

心理学存在着线性范式与非线性范式研究。线性范式是一种简明的因果关系,但人的心理是复杂与开放系统,非线性范式研究是一种接近本质的方式。因此非线性范式的心理学研究已经受到了广泛应用。

1.5 知识进化的非线性现象

知识体系是开放的和非预期性的,知识的进化是频繁的交叉融合,并呈现非线性的特点。人在学习知识的过程中,各种知识元在每个人的大脑中形成的组合是不同的,即人们常说的认识不同。知识在人脑中存储的概念呈现自组的非线性化。

2 非线性现象的计算机描述

今天教育与学习存在着非线性现象,需要一种非线性现象的表述方式。我们从计算机技术的发展来研究非线性思维,计算机就是一个线性思维与非线性思维的统一体。网络教育形态可以应用计算机技术来表述现代教育的非线性现象的诸多要求。人脑的学习、学习的心理、学习的过程、知识的结构、评价的标准等都可以以计算机方式进行表述和运行,从而形成网络教育形态的本质特征,成为教育的特有的方式。

2.1 超文本(Hypertext)描述

计算机技术意义上的超文本是一种非线形的信息组织方式,,它是由节点和链构成的一个网状结构图。⑥超文本是按照人脑的联想思维方式,运用网状结构非线性设计,组织管理信息的一种计算机文本技术。

2.2 数据结构的非线性描述

数据结构分成线性结构和非线性结构,集合、线性结构、树形结构、图状结构是数据结构的四种基本结构。其中非线性结构有树形结构和图形结构。计算机科学中体现了非线性思维设计的还有数据元素与存储结构,数据元素的顺序映象和非顺序映象,以及存储结构的顺序存储结构和链式存储结构。

2.3 数据库存储的非线性表述

数据库技术是计算机系统的基础与核心,包括网状数据库、层次数据库、关系数据库、面向对象数据库。⑦数据库运用非线性原理设计,如以记录类型为结点的网状数据模型原理;以记录类型为结点的有序树或森林结构的数据模型原理;以二维表的形式进行存储原理;由类构成的层次结构的原理等,都是信息资源的非线性的组织与表述。

3 非线性教育形态

知识空间是一个复杂的空间,教育是传承和创造知识的领域。传统的教育形态是以线性的方式划分学科与知识,编写课程与教材,设计教学与课堂。缺少知识的相关性、课程的联系性和教学的多元性。

图1 线性教育设计

教育需要非线性设计,网络教育形态具有非线性特征,可以实现非线性化的教育方式。采用计算机的描述方式,表述教育的非线性现象,实现教育的非线性功效。它包含着丰富的现代教育理念与内涵,其作用和意义值得我们进行深入的探询和研究。在网络教育形态下没有传统教育的“课”的概念,同时“课程”与“教材”的概念将受到冲击。⑧这将展示给我们一个全新的教育形态—非线性教育。非线性教育的设计应该从知识—课程—教材—教学(课)—学习—评价等教育形态元素开始。其与传统教育形态的线性教育设计(图1)相比,非线性教育设计可用图2表示。

图2 非线性教育设计

3.1 课程的非线性

复合人才的培养代表着现代教育的追求。新型专业的划分趋向于知识的融合和复合。以现代课程论引导下的专业人才培养方式,已经走向多元化的趋势。在人才培养需求的知识空间分割下,课程研究的内涵已进入非线性化的实质。课程的从属性、相干性、多重性是知识结构建立的重要因素。知识学习的顺序、知识学习的相互作用、知识学习的多项选择都是非线性课程结构的体现,直接影响到人才培养的目标。课程的非线性化不等同于目前的传统课程网络化,而是一种知识的全新组织要求,包括专业、知识、社会、个人等诸多因素。

3.2 教材的非线性

书籍是线性设计思想的典型代表,传统的教育形态在书本的思维下体现着线性的框架。给书本编上页码这是必要的工作。知识就在我们编好页码的图书下进行了上千年的传承。没有页码的书,教育将会怎样?在这一前提下,计算机将知识组合成适合每一个人和每一种职业的知识结构,非线性教材可以实现这一设想。教材的非线性是课程非线性的表述与实现。只有实现教材的非线性化,非线性课程思想才能发挥应有的功效。

3.3 课的非线性

网络教育课的概念是什么?按学习的内容分隔,还是按学习时间分隔,需要另有定义。非线性学习的课是网络教育形态的基本属性。学习者根据自己特点,选择学习内容、进度、深度和顺序。在网络教学中,传统意义的课的概念不复存在。要设计网络学习的学习课,即学习单元。网络引导下的非线性课的环境将建立网络教育形态的教学基础。计算机是网络学习的最好的管理者,非线性课就是学习选择性、学习的关联性和学习的非加合性。

3.4 学习的非线性

长期以来课堂教学是一种线性学习设计,教师无法给出每一个学生的学习路径。传统的学习理论也是以一种线性的表述来研究学习方式的。现代的学习理论开创了建构主义的学习观,强调学习是一种多元影响意义学习现象。在网络学习中,浏览是一种基本的学习方式,是在学习主体自主支配下的学习,造就了人脑思维的非线性与知识呈现非线性的结合。因而,网络学习引导及计算机学习分析智能起到至关重要的作用。因此,建立一种建构主义学习意义的非线性网络学习分析与引导是网络教育形态特征创造的基本点,也是其意义实现的基本支撑点。

3.5 评价的非线性

现代学习理论主张研究性学习,评价的多重性、模糊性与智能型是一个发展方向。智能答案、模糊评价是现代学习测量的趋势,传统教育呈现的主观答案和客观答案的评价方式将更加合理。在现代教育的理念下,知识学习要求的是更为复杂的评价状态,借助于数学模型建立主观定性变换为客观定量的教育评价。非线性化模型就是一种追求多元的、模糊的、相关的评价设计,用计算机非线性表述技术达到智能评价的教育功效。

4 结束语

非线性原理是构建网络教育形态的体系的精髓,能够实现现代教育理论与思想,能充分表现现代教育中非线性教育现象。今天我们的网络所展示的教育,从课程、教材到课时、教法都是传统意义上的概念,还基本上是一种将传统的教育形态搬移到网络上的一种工具与整合层面的应用。同时应当看到今天我们已经进入到一个网络教育平台应用于发展的时代。Moodle、Blackboard(毕博)、天空教室等网络教学平台将展示一种新的教学与学习思维结构。网络的教育应用要发展到教育形态层面,就应该应用非线性原理与技术将教育与教学的基本元素——课程、课时、教材、教学和评价等进行彻底的变换,在网络空间的平台上,展示网络教育形态的现代魅力。

注释

① 李小平.非线性科学及其在心理学中的应用[J].南京师大学报(社会科学版),2005(3):84-88.

② 张翀.超文本下的知识进化[J].东华大学学报(社会科学版),2004(12).

③ 梁夏,王金辉,贺永.人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络[J].科学通报,2010(16):1565-1583.

④ 黎加厚.知识管理对网络时代电化教育的启迪(下)[J].电化教育研究,2001(9):23-26.

⑤ 朱云东,钟玉琢.混沌基本理论与教学设计发展的新方向[J].电化教育研究,1999(5):13-18.

⑥ 陈品德,李克东.计算机辅助学习(CAL)系统综述[J].电化教育研究,2003(9):52-61.