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基于OBE理念的线性代数课程的概念教学改革研究

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  摘 要 本文是基于OBE理念,以一线教师的视角,对线性代数的课程概念改革从教学体系和教学模式两方面进行分析,探索改革。
  关键词 OBE理念 线性代数 概念
  中图分类号:G642 文献标识码:A
  大学的数学基础课教学是为理工类,经管类专业培养实践能力和创新能力都有的高级复合型专业人才而开设的基础类课程。但在线性代数的教学过程中,概念是贯彻始终的重要内容,在概念教学中,讲述时循序渐进的,但线性代数的概念是整个线性代数,乃至很多后续数学课程的思想与灵魂,也是线性代数运算与推理方法的基石,然而如何让学生在线性代数课程中真正接受并理解一个新的概念,这不光对于学生来说是一个挑战,对于教师来说更是,通常学生在学习本课程之后,觉得线性代数课程就是一些程序化计算,比如矩阵的运算,行列式的运算等等。比如学生会判断线性相关和线性无关,但却不知道到底这个线性相关和线性无关揭示了什么样的数学内涵。但在后续的专业学习中,如何让学生能真正理解支撑这些运算的概率的基本思想,如何后续的专业学习中创新运用,是很多数学教育研究者都在关注的问题。我们让学生学习线性代数,不是简单的为了让学生计算推演,而且为了让学生能理解线性代数的本质,并用线性代数的思想去理解世界,解决问题,而在教学过程中概念教学的弱化,显然是与我们的教学初衷相违背的。
  杜宾斯基创立的APOS理论提出把数学概念的学习分成“操作、过程、对象“三个有次序的步骤;BOPPPS教学模式的第一个阶段(Bridge-in),也给概念的引入指出了有效方法。成果導向教育(Outcome based education,简称OBE)的教学设计和教学实施目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果(Learning outcomes)。
  本文将以OBE理念为引导探索线性代数课程中概念的教学方法,首先我们要明确:我们最想让学生取得什么样的学习成果?我们为什么要让学生取得这样的学习成果?那么如果能快速有效的帮助学生取得这些学习成果呢?最后学生怎么判断他们自己已经取得了这些学习成果?从这点来讲,OBE理念和线性代数课程中的概率教学目标是非常契合的。
  比如在引入与线性代数课程主题相关的实例,也许这来自于教师的个人经验,比如可以直接提出和线性代数概念相关的问题,从而引导学生顺利的进入课程,如何能提供一个吸引人的引言或者让学生感觉不寻常的事实,可以将接下来的内容与已经学过的或者未来要学的内容相结合,承上启下,让学生能深刻的感知,从而顺利认知线性代数的概念。
  当然这首先得明确线性代数中每个概念教学的学习成果,从而才能研究概念的导入方式。比如,我们在引入线性相关,线性无关概念的时候,学生对课本上提出的精确的数学语言定义的概念理解困难,所以我们可以尝试不直接给出数学定义,而是利用实际生活中的相关现象,比如,把画画时用的颜色看做是一个集合,那么有赤橙黄绿青蓝紫七种基本颜色,我们可以看做是这个集合中七个线性无关的颜色,而其他的颜色都可以由这七个颜色调和出来,也就是可以由这七种颜色线性表示,也是说明,其他颜色都与这七种基本颜色是线性相关的。这样一来,学生马上就能明白了这个概念,并且还发现了更多这样的实例,课堂氛围顿时活跃起来。所以,像这样由现象到本质的逐步给出数学定义,学生会更加容易理解概念的本质,会觉得枯燥的数学概念一下变得生动有趣起来了。
  当然这种教学模式需要一定的创新,如果教师自己不去探究概念背后存在的思想意义,辩证思想,缺乏生活实践,那么教学的创新力度就会大打折扣,最后会只是在上课的时候照本宣科,把概念直接告诉学生,强迫学生必须接受并认可概念的内容,这与OBE理念是相违背的。
  所以我们可以采用个别访谈的方式,选取不同层次,不同专业的访谈对象,切实了解非数学专业对基本概念的具体化,符号化,以及形式化的理解,针对不同的专业进行培养方案和课程目标的设置修订,特别是对线性代数中概念教学内容进行调整,从而真正实现线性代数课程和专业课程的融合。
  教师可以在实际教学中不断探索,从而不断创新改进,形成完整的基于OBE理念的教学改革方案,突出学生主体性、探究性、创造性的教学理念,强调知识的生成性、教学过程的开放性以及与其他教学模式相交融的教学原则,可以在教学中试行确定后的教改方案,通过对不同班级的教学效果进行横向对比,从而找到最优方案。这样才能真正的提高教学质量,提高学生的分析问题,解决问题的能力,从而培养创新型人才。
   基金项目:本文由湖北工业大学教研项目(校2017029)及湖北工业大学高层次人才基金(BSQD2016044),湖北省哲学社会科学研究项目(19Q053)资助。
  参考文献
  [1] 何致远,郑玉珍,周克宁.基于OBE 理念与FH 模式的电气工程人才培养探索[J].浙江科技学院学报,2015,27(05):355-358.
  [2] 黄丽琼.基于微课和雨课堂的线性代数课程改革初探[J].高教学刊,2018(22):127- 128.
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