工科专业线性代数与matlab创新型教学研究
随着我国教育事业和市场经济的发展，近年来，全国独立学院相关人员以及教育部相关人员都在思考并研究的同一个问题――独立学院的未来与发展。不管是从社会需求方面考虑，还是从教育资源与教育办学性质上考虑，不少专家认为应当将全国独立学院的发展定位为“应用型本科院校”，从目前的形势来看，独立学院的转型势在必行，办学转型必将导致教学上的改革，以下是我们对独立学院工科专业线性代数教学与matlab教学的一些思考。
1 独立学院转型背景下的学生培养战略分析
在国家积极鼓励独立学院转型发展和加快发展现代职业教育的部署，加快教育综合改革、建设现代教育体系的背景下，独立学院应当在人才培养模式和办学方向上形成长效创新机制；在创新机制、搭建平台、协同创新三个发展阶段凝成特色，以“平台式”课程结构体系改革为突破口和创新基础，逐步形成培养学生自主学习能力强和实践能力强的育人特色和“问题驱动”为特点的应用技术人才成长体系，为综合提升育人水平和产研服务能力奠定基础。逐步形成了“以人才培养为中心，以服务于社会各行业、服务于地方社会经济建设为宗旨，以课堂为载体，为生产第一线培养应用型专门人才”的办学思路，摸索出一套特色鲜明的人才培养新模式，保障独立学院质量的根本在于教学质量，全面提高教学质量要依靠不断深化教学改革，与此同时，应该在教学过程中将理论融入到实际问题中去。
2 新形势下传统线性代数教学面临的挑战
在独立学院向应用型本科院校转型的现实背景下，课程的定位与课堂教学质量是决定转型成功与否的关键因素。近年来，高等教育规模快速发展，为我国经济社会的快速、健康和可持续发展以及高等教育自身的改革发展做出了巨大的贡献。传统的线性代数课程的教学内容偏重现代化数学的理论体系教学，主要强调定义、性质、定理及其证明，对线性代数的思想方法和应用方面重视不够，对数值计算的要求是纯手工的，没有介绍使用软件，所以学生在学习线性代数时觉得知识点太多、逻辑性太强、枯燥无味、不好理解，对方程组和矩阵等复杂的计算感到很吃力、很烦躁，工作重复性高，效率非常低，由此可见，传统的线性代数教学不能满足现代应用型人才培养的需求。课程改革势在必行，其根本之处在于引进现代化的教学手段和技术，学用结合，提高学生的数学思维能力和实践动手能力。鉴于传统教学中的这些不足之处，同时考虑到培养应用型人才所必须具备的数学素养和实践能力。提出在独立学院工科专业的线性代数教学中实施在掌握matlab与线性代数相关计算的基础上进行教学，既能帮助学生对所学线性代数知识的理解，又能让学生掌握如何用matlab软件进行线性方程组、行列式和矩阵等方面的复杂问题的计算，提高工作效率，增强学生应用知识解决实际问题的能力。在当今大形势下，将matlab与线性代数相结合的教学方式越来越受到教育工作者和学生的认同。
3 基于matlab平台的线性代数创新型教学方法研究
3.1 课程体系设置及教师队伍建设
根据国内外高校先进的教学经验，首先对线性代数课程的教学体系进行修订，在主要保留基本概念、基本性质、课程体系、设计思想、应用的基础上，在实用性和抽象性之间找到合理的平衡点，将一些理论性强，推导过程过于复杂的篇幅作为第二课堂的自学内容，增加实践应用部分内容的例子，教师的课堂主要介绍思想和软件实现，构建有利于培养独立学院学生的科学计算能力和实践创新能力的线性代数教学课程体系。
3.2 教学内容的设计研究
线性代数的教学内容设计以达成学生对于课程基础技能目标为着眼点，考虑学生的入学基础和当前的年龄特点，根据独立学院线性代数教学课程大纲，建议将内容安排为：线性方程组的求解→矩阵的基本概念→行列式（含矩阵的秩、逆阵等）→n维向量的线性相关性与方程组的解的结构→特征值与特征向量（相似、对角化）→二次型。
为了实现matlab平台下线性代数的教学，将在进行理论讲授的同时利用matlab对其中较难计算的部分进行计算，注重工程实用与计算，同时提供matlab求解算法，计算程序等。软件使用的介绍力求简单，不必讲得太多、太繁，主要是让学生在计算机上多实践。为使学生便于使用软件，在日常课堂教学中给出一些数学概念对应的英文。此外，设计一系列的课外练习，供学生使用。此外，为了更好地体现教学中对学生实践动手能力的培养，可设置相应的实验课时，形成专题形式的六大实验。
3.3 教学方法与学习形式的设计
在教学方法设计上，注意体现教师主导和学生主体的双主体结合教学关系，强调以问题为中心的任务驱动式教学、强调活动的创造性，强调学生的主体性。这方面工作难度系数比较大，实际操作过程中尽量争取兼顾各自的优点。本课题拟采用的教学方法主要分为两个环节，一是理论部分的讲授，以教师讲授为主，二是学生实践环节，以小组为单位，主要包括选择任务/案例/项目、查找资料、程序实现、借助网络进行互动学习，教师指导活动、过程检查、开展作品展览与评价等。由于学生的数学基础也不一，对不同层次的学生采取不同的教学方式和要求，从总体上提高教学质量。在协作学习中，同学们可以参加各种类型的协商、讨论活动，也可以实现教师与学习者之间的良好互动，从而进一步完善和深化对知识点的意义建构。整个协作学习过程由教师引导，各小组设常任信息沟通员，负责与老师/组间的联络，组员轮流作组长，讨论的问题以当前要完成的项目/案例/任务为中心展开，参与者均可以提问或做答。
3.4 课程设计内容研究
大学数学教育应重视培养学生解决问题的能力，通过大学数学的学习，应能使学生在利用数学知识分析问题和解决问题方面得到锻炼，使学生的素质能得到提高，实现以培养数学素质为目标的数学教育的新目标，这也是高等教育中素质教育的一个重要组成部分。因此，将在线性代数课程结束之时，增加课程设计部分内容，将利用数学软件和数学知识的思想和方法引入到教学中来，将理论知识和实际应用有机地结合起来，使教学成为现实的、有实际背景的、富有挑战性的活动。同时为后续课程如微分方程（组）的求解、复矩阵等的求解奠定相应的程序设计基础。
3.5 教学考核的设计
开展matlab平台下线性代数考核评价体系，从传统的单方面的笔试向笔试与评价相结合的方式转变，重视评价的过程、实效、反馈，重视对于实际问题的处理与应用，重视价值性的判断等特点，从学生学科成绩、学习动机、学习策略、学习兴趣、学习态度、学习效果等方面展开，结合专业特点进行评价，建立完善的考核体系。
4 结束语
线性代数是工科专业的一门重要的数学基础课程，但因其理论的抽象性和计算的繁杂性，再加上教师对其应用性重视不高，长期以来，线性代数的应用在课堂上并没有得到体现，学生很难认识到其与实际问题的联系，学生学了以后不知道怎么用。在线性代数教学中应用matlab软件，一些机械性重复计算的问题，在教学中介绍相关理论及基本思想后，调用matlab中的相关命令就可以轻松解决，工作效率高，学生乐于接受，提高学生学习、钻研的兴趣和实践动手能力。此课程的改革也可为其他课程的改革提供一些的参考。
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