一、课程教学目标
《线性代数》的课程教学目标是:以课程思政为引领,紧扣学校人才培养水利特色,科学统筹线上线下教育教学资源,有机融入学科前沿成果,突出问题驱动,着力方法提供,注重思想展示,锁定问题解决,重视能力培养,致力素质提升。系统讲授线性代数课程知识,深入阐释线性代数课程思想,着重突出线性代数课程应用,真正实现线性代数课程育人。客观讲授西方近代数学的成就,培养科学的精神、博大的胸怀和高远的理想。利用中国数学深厚的历史积淀和传统优势,使学生在领悟博大精深中华文明的过程中,深刻领悟线性代数科学思想。通过课程思政引领,坚定自信自豪,激发学习热情,确保教学方向正确性。
二、思政育人目标
《线性代数》依托数学一级学科博士点、数学与应用数学国家一流专业建设点、河南省重点学科等平台支撑,作为国家高水平水利水电类大学公共基础课,课程内涵应用特色显著,课程底蕴学术积累厚重,课程品质水利禀赋突出,课程理念学生中心稳固,课程思政中国特色先行。线性代数以行列式、线性方程组、矩阵和二次型为主体内容,植根深远、理论完善、应用广泛。其中作为知识和思想贯穿及驱动的线性方程组理论,一世纪我国经典数学著作《九章算术》,已有深刻论述。在西方,17世纪后才由德国数学家莱布尼兹开创系统研究。中华文明博大精深,由此可见一斑;线性代数中国渊源,由此可窥品貌。
三、课程思政典型教学案例设计
案例一:在讲述《线性代数》课程第二章第四节“初等变换和初等矩阵(上)”时,为了让学生做好中学数学知识储备和新概念的衔接。精心设计预习环节,以一道具体的用Gauss消元法解线性方程组题目为例让同学们探究其解题方法。借助于“形”和“神”的形象比喻,让学生明白线性方程组(“形”)的本质就是矩阵(“神”)。通过方程组的初等变换得到矩阵的初等变换的新概念,实现知识的无缝衔接和平稳过渡。对方程组进行化简的同时得到矩阵的简化形式,让学生知道处理问题的思路是:由复杂到简单-即复杂问题简单化。
案例二:在讲述《线性代数》课程第二章第四节“初等变换和初等矩阵(下)”时,首先引用郑板桥的“删繁就简三秋树,领异标新二月花”两句诗,让学生感受博大精深的中华文明的同时,领悟刚才“删繁就简”的质朴美。为什么一反刚才的“复杂问题简单化”,把简单的单位矩阵变成“复杂”的初等矩阵呢?通过引入例题并小组讨论的方式,学生通过归纳总结得到初等矩阵的大用:即初等行变换相当于左乘初等矩阵,从而让学生进一步感受初等变换的“威力”。同时引导学生从美学中对称美的角度出发,引出初等列变换相当于右乘初等矩阵。
案例三:在讲述《线性代数》第三章第三节“向量组的极大线性无关组”时,为了让学生更好地理解这一相对抽象的概念。在课程一开始,引入我国著名的文学家、思想家家、革命家鲁迅先生的一段话:“……我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人,……虽是等于为帝王将相作家谱的所谓“正史”,也往往掩不住他们的光耀,这就是中国的脊梁。”引导学生思考:在线性代数的研究对象向量组中,有没有起到“脊梁”作用的向量组呢?为了寻找一个向量组的“脊粱”,需要借助以下定义,从而引入本节课的定义:极大线性无关组。
四、课程思政实施成效及学生反馈
《线性代数》是华北水利水电大学水利工程、电气工程、土木工程51个本科专业第三学期开设的公共基础课,是后续专业课程学习的知识基础、思想基础和方法基础。通一一个学期的系统讲解,学生反馈良好,取得初步成效。具体说来:
一是以线性方程组为牵引、以矩阵理论为贯穿,学会分析研究基本概念,学会系统理解基本理论,学会探讨梳理主要思想,课程知识学习成效持续提升。
二是以经典实例为引导、以现实作用为展示,线性代数源于实际、服务实际的本质属性,聚焦问题、解决问题的基本特征,锻造素质、提升素质的核心功能,成为学生基础能力。
三是线性代数的深邃思想、严密理论、丰富结果、广泛应用,深入学生心灵。用线性的、结构的、联系的观点看待、分析和解决问题的辩证观,成为学生基本素质。
通过《线性代数》课程的学习,学生丰富了知识、得到了引领、提升了素质, 老师播种了思想、培育了英才、收获了希望!