新工科背景下线性代数一流课程建设

摘要：教育部“双万计划”要求建设一流本科专业，呼唤一流本科课程。如何建设新工科背景下本科教学的“一流课程”呢？基于我校工科线性代数的教学改革，在本文中，我们提出了新工科背景下线性代数“一流课程”建设改革方向。

关键词：课程建设;教材建设;教学改革;教学模式;人才培养

党的十九大报告指出，本科教育教学质量是影响高校人才培养质量的关键，课程教学又是本科教育教学的核心。面对经济全球化、科技日新月异和互联网发展，知识、产品及产业更新加快，知识学习的变革和创新创业型人才培养的需求，高等工程教育进入了一个“互联网+创新教育”的新时代，迫切要求加快本科教育教学改革创新。2016年提出的“新工科”概念是我国工程教育改革的方向，近年来，在教育部及各级教育部门的组织下，全国若干高校组织进行了多次深入研讨，总结了“复旦共识”[1]、“天大行动”[2]和“北京指南”[3]，对人才培养方案提出了新的要求，对工程教育改革的新路径进行了设想。那么在新工科的背景下如何建设“一流课程”？建设标准又是什么呢？

一、线性代数课程的特点

線性代数作为高等院校理工，经管类专业一门重要的公共基础课程，是学习后续相关课程的前提和工具，对学生抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和计算能力的培养具有非常重要的作用。同时，随着科技的迅猛式发展，线性代数的知识已渗透社会各行各业。然而线性代数课程高度的抽象性和严密的知识体系都远远超出了学生的既有经验和能力，因此有很多本科生觉得这门课难理解。在这样的背景下，考虑到大多数高校线性代数课程课时少、内容多，那么如何通过调整课程教学设计，在引导学生夯实线性代数基础知识的同时，培养学生运用线性代数基础知识、思想方法来解决实际问题以适应新工科建设和发展的要求就显得尤为重要。

二、我校线性代数改革思路

多年来，我校线性代数课程不忘初心，牢记使命，为创建新工科背景下的一流课程，积极探索课程与信息化技术深度融合和创新教学。本文基于这一教学改革实践，提出了新工科背景下线性代数“一流课程”建设的改革方向。结合“新工科”对课堂教学要求，通过变革传统的教学模式，实现课堂的“去中心化”。基于此，在线性代数课堂教学改革中，我们的改革重点为：

1、通过教学设计，让学生的思维动起来。

在学校应用型人才培养理念的引领下，结合学院专业特色，确定以学生为中心，教学课堂开放、教学内容立体、教学评价多元的课程教学体系，真正做到“教学做”融为一体。通过教学设计，实现了将“高大上”的学术形态的数学到“接地气”的教育形态的数学的转化，使学生在人格、思维、智慧等各个层次获得提升。

2、深入挖掘信息技术在课程推进中的最优效用。

按照现代新型信息化课堂的标准，制作了课堂教学多媒体课件。优化教学过程，借助多媒体辅助，结合新颖的课堂设计，帮助学生形成思维能力，解决了教师语言难于讲清的内容。此外，建立了线性代数网络教学平台，将慕课中一些精品课程收集到线性代数课程教学平台中。利用雨课堂、云班课等教学平台，在教学过程中，教师可以提前布置网络视频学习任务，利用这些平台培养学生的自主学习，探究式学习，合作学习的能力。建立了网上学生自测系统。系统内容丰富，覆盖面广，结构清晰，题目针对性强，题型丰富，叙述通俗易懂，具有代表性。

3、建立健全的全过程多层次多角度的课程考核结果评价和监督机制。

在教学评价上，大胆进行改革，综合采用现代数学教育提倡的诊断性评价、形成性评价和终结性评价等多种评价方式进行多元化评价。本课程总评成绩一般由平时成绩50%、期末考试成绩50%的比例构成。其中，平时成绩主要通过诊断性评价和形成性评价得到，包括作业测评、上课考勤、回答问题、课堂讨论、随堂测试、竞赛参考、小论文、小课题等，终结性评价是期末闭卷考试。为选才培优，对部分确有潜质的学生，采用更为灵活的评价方式。

4、课程评价及改革成效

通过这些改革，学生课程学习的积极性得到了全面调动，自学能力大大提高。对比改革前后，学生平时测试成绩、总评成绩都有了显著提高，期末考试及格率上升近20个百分点，平均成绩提高近10分，学生的考研率和各类数学竞赛获奖率逐年提升，反响越来越好。

三、进一步改革方向

1、要把《线性代数》这门课程建设好，师资队伍是最关键的。

需进一步充实师资队伍，优化梯队结构，切实做好传、帮、带，形成一支高水平的教学队伍。教学组成员要具备扎实的数学基础，丰富的教学经验，逐步改善队伍的学历、职称及年龄结构。而现阶段我们的队伍后备力量还稍显不足，未来五年建设期，还需要培养2-4名年轻博士加入到教学团队。

2、加强课程的基本建设，促进教学管理的规范化。

教材和教学资料的建设方面，目前我们主要选用自编教材，网上资源主要选用在线开放课程。未来五年建设期，课程团队需建立优质的在线课程。

3、进一步深化教学改革，加强现代教育技术与线性教法的有效整合。

适当的时机采取分层次教学提高教学效果，依据学生学习基础、兴趣爱好及学习习惯，根据不同的专业方向，教师根据学生来采取不同的授课内容和授课方式。

四、结论

线性代数“一流课程”的建设应该在教学中设计一些具有高阶性、创新性和挑战度的问题.要积极鼓励学生去思考一些有挑战性的问题，并对有关知识点作进一步的深化。实践表明，这些是切实可行的，而且对于夯实学生的数学基础有很大的帮助。

参考文献：

[1]教育部.“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[2]教育部.“新工科”建设行动路线“天大行动”[J].高等工程教育研究，2017（2）：24-25.

[3]教育部.教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[Z].教高司函[2017]6号.

[4]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[5]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017（3）：15-19.

[6]施晓秋，赵燕，李校堃.融合、开放、自适应的地方院校新工科体系建设思考[J]，高等工程教育研究，2017（4）：10-15.

[7]林健，深入扎实推进新工科建设——新工科研究与实践项目的组织和实施[J]，高等工程教育研究，2017（5）：18-31.

[8]谢加良，朱荣坤，宾红华，新工科理念下线性代数课程教学设计探索[J]，长春师范大学学报，2018（4）：131-138.

[9]闵莉花，新工科理念下独立学院线性代数课程教学思考——以南京邮电大学通达学院为例[J]，学园，2017（33）：6-7.

[10]孔朝莉周密鲍兰平，信息技术驱动下的混合式教学模式设计——以“概率论与数理统计”和“线性代数”为例[J]，中国信息技术教育，2018（6）：103-105.

作者简介：

周双双，男，湖南益阳人，湖南城市学院理学院副教授，博士，从事教学及教学管理工作，主要研究领域为偏微分方程等。

基金资助：

湖南省教学改革研究项目湘教通〔2019〕291号“新工科背景下为提升学生能力与素质对线性代数教学设计、手段与考核模式改革研究”。