探析傳統教學方式與現代教學手段在線性代數教學中的應用論文
關鍵詞：現代教學手段 傳統教學方式 線性代數 優化教學
摘要：線性代數作為高等院校中的一門基礎課，在高等教育過程中有著重要的地位，但在課堂教學過程中還存在不少問題。文章結合作者多年的教學經驗，從現代教學手段和傳統教學方式在線性代數教學中的優點、目前存在的問題和綜合利用等方面進行了闡述，旨在充分利用這兩種教學手段的優點來優化課堂教學，提高教學的效率和質量。
線性代數是一門重要的基礎理論課，各高等院校都非常重視其教學質量。在科學技術不斷發展、新型信息傳遞手段越來越多的今天，多媒體越來越多地應用在各學科教學上，在化抽象為形象，化語言為形態，化文字為圖像等方面，總體上激發了學生學習的興趣，增大了教學信息量，提高了課堂教學效果。但線性代數不同于其它課程，具有高度的抽象性與概括性，且具有極強的嚴密性、精確性與邏輯性，長期以來，學生普遍反映難理解，教學效果也總是不能令人滿意。因此，如何改進教學方法，提高教學質量一直是高等院校關注的問題。傳統的線性代數教學模式是人們在長期的教育實踐總結出來的，對定理的證明有著不可替代的優越性，因此，必須重視現代教學手段和傳統教學方式相結合的教學模式，尋找線性代數傳統教學方式與現代教學手段之間的最佳結合點，提高教學效果。
一、傳統教學方式在線性代數教學中的應用
1.傳統教學方式的優點。第一，教學要求低，信息容量大。“黑板+粉筆”是傳統的黑板教學的基本特點，教室只需具有黑板和粉筆即可，設備操作簡易、成本低廉，普遍適應于一般的高等院校教學。黑板的靜態信息容量大，一般情況下，黑板的一板可以板書一個完整的數學問題，一些重要內容還可以長時間停在黑板上，有助于教學過程前后呼應。
第二，靈活調節課堂進度。有的教師在備課時認為很簡單的概念或例題，課堂上學生卻反映較難理解，這時，教師需要調節教學進度，適當增加與此問題相關的知識點或加強課后練習，傳統教學方式能十分靈活地做到。
第三，注重教學過程。線性代數課程中定理的證明、公式的推導，以及例題的演算，往往需要學生認真地思考和慢慢地理解，需要教師積極地引導，而這個過程教師可以用粉筆一步一步地推理、演示、說明和計算，使學生緊跟老師的思路，且留有思考的時間，從而把某個復雜的問題講得清楚透徹。這種教學方式有利于在課堂上充分發揮教師的主導作用和學生的主體地位，而這正是傳統的教學方法的優勢所在。
第四，培養創新能力。傳統的教學模式不但有利于對學生抽象思維能力的培養，而且有利于對學生分析、歸納、邏輯推理與論證能力的培養，更有利于學生養成嚴密、精確地處理問題的思維習慣，因此，傳統教學方式在線性代數的講授中有著不可替代的優勢。另外，一手漂亮的粉筆字和圖畫，既能向學生傳遞數學信息，又能向他們滲透板書藝術。
2.傳統教學方式的缺點。第一，教學方式單一。傳統教學方式傳遞知識的途徑主要是口說形式，并配以一定的板書和教具等輔助手段，教學速度較為緩慢，并嚴重缺乏形象、直觀、立體的教學特點，學生接受的刺激單調，容易產生聽覺、視覺等感官上的疲勞，往往興趣不濃，課堂效率不高。
第二，板書量大，效率低。在黑板上抄題或描繪多種情況的構圖往往需要大量的時間，這樣必然造成容量小、效率低，擦掉的板書內容也不容易重現。黑板上的文字、數學符號、圖形往往比較單調、直觀性差。課堂上大量的板書還造成較大的粉塵污染，不利于師生的身體健康。
第三，對教師要求高。作為以傳統文化為背景的傳統教學方式，對教師的基本功要求較高，要求不僅要有較高的文化素養、專業理論功底扎實、寫書能力（包括鋼筆字、毛筆字、黑板字等），還要具備廣博的知識結構、語言表達能力、邏輯思維能力等等。
二、現代教學手段在線性代數教學中的應用
1.現代教學手段在教學中的優點。第一，豐富教學形式，促使教學生動有趣。教育心理學研究表明，人類獲取的信息83.5%來自視覺，11%來自聽覺，3%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺，可以看出，人們通過聽覺和視覺獲得的'信息占其所獲得總信息的94%。多媒體教學正好具有直觀形象、聲畫并茂、視聽結合、生動有趣的特點，符合學生的學習心理。線性代數一直被學生看成是既單調乏味又抽象枯燥的一門學科，引入多媒體后，課堂上一些抽象的教學內容通過動畫、聲音、圖片等形式展現出來，使得教學內容形象直觀。比如，在表述三階行列式的運算規律時，可以通過多媒體動畫分別用直線和虛線直觀顯示哪三項為正，哪三項為負，使學生一目了然，同時也比較容易理解與記憶；同時，在展示問題時，還可以設置“飛入”、“百葉窗”、“擦除”等動畫效果和“打字”、“照相機”、“鼓掌”等聲音效果，以刺激學生的視覺和聽覺，引發學生的新鮮感和好奇心，增強學生對線性代數的學習興趣，幫助學生更好地理解和記憶相關的知識。
第二，增加課堂信息量，提高教學效率。線性代數內容繁多，知識量大，而教學改革不斷壓縮課時，使線性代數教學任務非常繁重。多媒體教學的使用，教師可將要講解的內容在課前就制成豐富的課件，從而省去了傳統方法中課堂上定理、概念以及例題的板書時間，為學生的課堂練習和拓寬知識面留下了足夠的時間。另外，多媒體課件還容易修改，隨著教師教學水平的提高而不斷完善。教師也可在教學內容上適當添加一些課外知識，讓學生了解一些數學知識的背景以及現在的應用情況，從而拓寬學生的知識面。如在講線性方程組的“克萊姆法則”時，可播放瑞士數學家克萊姆等數學家的生平軼事；在講矩陣時，可介紹矩陣在實際中的作用，如數表可具體描述某家企業四種產品各個季度的產值，同時還可以揭示
產值隨季度變化的規律、季增長率和年產量等清況。這不僅能夠開拓學生的知識面，使他們體會到數學的人文價值、科學價值和社會價值，體會到數學在人類進步中的巨大作用，而且能夠使原本抽象的教學過程變得生動活潑，從而使得教學效率大大提升。
第三，突出教學內容重點、難點。借助多媒體課件或軟件，教師可以將教學內容中的關鍵詞、重點的概念、難以理解的內容、容易出錯的地方等通過動畫形式、配以不同字型、配以醒目的顏色、配以音響等方式來突出顯現，從而提高學生的想象力，優化課堂教學效果。另外，坐在后排的學生常常因為看不清黑板上的書和聽不清教師的講授而多有抱怨，在一定度上影響了課堂教學質量，在多媒體教學中，由于電子板書和無線話筒的使用，其清晰、大號字型、先進的聲音擴放系統完全解決了這個問題。
第四，減少粉塵污染，營造良好的教學環境。線性代數課堂教學運用多媒體后，電子板書代替了粉筆板書，在相當程度上解決了這一持續污染教室環境的老問題，確保了廣大師生的身體健康。 2.現代教學手段在教學中的缺點。第一，信息量大，學生沒有充足的時間吸收消化。用多媒體教學時，不但必須有相應的教學設備，而且由于大量使用事先已經輸好的內容，很容易造成課堂教學節奏過快不能給學生留出充足的思考時間，造成課堂知識的嚴重消化不良，影響教學效果。
第二，課件制作問題增多，師生互動減少。有的教師由于過多地采用動畫、圖片等教學形式，使教學停留在教材表面知識的說明上，而沒有深入剖析出教材所蘊含的更多、更深層次的知識內容，從而使多媒體課件變成了抄書，多媒體教學變成了念書，這對拓展學生的知識面，開闊學生的眼界，提高學生的思維能力等方面存在一定的局限。另外，有的多媒體課件滿屏的文字，教師一屏一屏地放，照多媒體屏幕宣科，簡單地把屏幕的內容讀一讀、解釋解釋，這無疑很難增強師生間的互動，因此也不能調動學生的學習積極性，使學生養成不思考的惰性，學習興趣下降。
第三，傳統教學手段的丟失。在現代教學手段中，教師特別是青年教師過多地依賴多媒體和電子課件等現代教學手段，而忽略了作為一個教師應該具備的書寫能力、板書設計、理論功底、知識面的廣博、語言表達能力等基本功。因而，在教學過程中不能很好地給學生起到學高為師的示范作用。
三、兩種教學手段相結合的教學模式在線性代數教學中的應用
從以上可以看出，傳統教學和多媒體教學各有其不可替代的優越性，也有其自身無法克服的缺陷。目前，很多教師在線性代數教學過程中，要么只使用粉筆和黑板，要么就只使用多媒體課件，達不到理想的效果。線性代數是一門重要的基礎課，通過本課程的教學要實現傳授知識和發展能力兩方面的教學目的。在傳授知識的同時，要努力培養學生進行抽象思維和邏輯推理的理性思維能力，綜合運用所學的知識分析問題和解決問題的能力，從而逐步培養學生的創新精神和創新能力。因此，在線性代數教學過程中，學生是認識和發展的主體，是具有獨立地位和極大的認識潛能的實踐者。只有把教師的思路、學生的思路和教材中的思路融為一體，才能獲得線性代數教學的最佳效果。教師必須探討在教學運作中交互使用多媒體和黑板的基本規律，正確處理好黑板、計算機與教師之間的關系，真正做到有的放矢地駕馭多媒體和黑板，使它們在線性代數中發揮各自的優勢。
第一，根據線性代數特點靈活選擇兩種教學手段。內容決定形式，形式服務內容，要根據線性代數自身的特點因課制宜地選用多媒體教學和傳統的黑板教學。重在引導學生的思維發展的地方應該用傳統的黑板教學，因為它符合學生的思維和認識規律。在傳授知識的地方，應該用多媒體教學，如在學習矩陣定義時，首先要通過超級鏈接介紹對矩陣理論貢獻較大的兩個人：希爾威斯特和凱萊，再演示一些實踐中可以用矩陣來表示的例子，并說明用矩陣表示的優點，這就會具有直觀性、演示性，而且效率高。
第二，傳統黑板教學和多媒體教學的合理融合。線性代數內容相對較多，學時會比較緊張，為了完成教學任務，有必要根據教學內容，把黑板上板書和多媒體課件及講授結合起來。如行列式與矩陣的運算中，如果將整個行列式或矩陣一次性地展示在屏幕上，就無法達到教學目的，此處可以借鑒傳統黑板教學的優點，先演示一個空的行列式或矩陣，不變化的地方順次顯示，再將變化的數據一個一個地演示出，讓學生具體認識到每個數據的變化，再將這些變化的數據用不同顏色加以強調，最后將所得到的行列式或矩陣著以特殊顏色，讓其突出醒目。這種融合既保留了兩種教學手段中的優點，又容易培養學生的形象思維能力。在傳統的黑板教學中，一代一代的教師積累了豐富的經驗，采用多媒體教學應該注意借鑒這些經驗并將其發揚，使傳統的黑板教學的特色在多媒體技術的支持下變得更加生動和實用。
四、結束語
多媒體教學是一種先進有效的教學手段，隨著教學改革及教學規模化的發展，必將成為一種趨勢，但這并不意味著可以完全摒棄傳統教學方式。在線性代數教學過程中，要堅持“以學生為中心，教師為主導，手段為輔助”的原則，不論是傳統教學還是多媒體教學都是教學手段，都是為教學目標服務的，兩者并不是互相排斥和絕對的相互獨立關系，而是繼承和發展的關系，應該相互補充、相互融合，只有充分發揮各自的優勢，才能使學生更好地掌握知識，提高思維能力和創新能力。如何將現代教學手段和傳統教學方式相結合，如何使教學手段更為完美，還需要在發展中進行不斷地研究、探討、規范和總結。
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