王玉鵬
摘要:線性代數(shù)是數(shù)學的一個分支,主要處理線性關系問題。它作為數(shù)學教學的重要內(nèi)容,一直是廣泛研討的課題。如何教好線性代數(shù)課程,線性代數(shù)教學中如何發(fā)揮例題的作用,就成了完成數(shù)學教學核心任務。本文將從背景理論分析、知識掌握方法和數(shù)學應用價值中深入探析該課題。
關鍵詞:線性代數(shù);例題;作用
數(shù)學教學中,例題是做基本的教學示范,例題通常被編寫在數(shù)學科的課本當中,以便更好地使學生了解某定律應用于數(shù)學,或者應用于實際與生產(chǎn)當中應當考慮的思路及其必需應涉及的條件。例題能幫助學生理解數(shù)學知識,掌握解題方法,解決實際問題。然而,如今的線性代數(shù)不能單純依靠題海戰(zhàn)術來體現(xiàn)數(shù)學的價值,應該運用代表性高的例題來展現(xiàn)數(shù)學思維,從而發(fā)揮例題的作用。
一、背景理論分析
例題常被編寫到數(shù)學教材中,成為體現(xiàn)知識要點的核心內(nèi)容。數(shù)學學習是一個系統(tǒng)學習,例題的背景完全基于作者的知識構成。發(fā)揮數(shù)學教學的例題功能,就是要掌握各知識點之間的關系,在數(shù)學教學大綱的要求下,體現(xiàn)線性代數(shù)的理論價值。努力讓例題成為線代教學的核心工具,讓學生在剖析中完成思考的體驗過程。
二、如何發(fā)揮作用
2.1培養(yǎng)學生的綜合應用能力
為了讓學生更好地學習線性代數(shù),教師要在數(shù)學知識框架的背景下,挖掘出能夠在現(xiàn)實生活和價值觀念中具有教學意義的數(shù)學習題,改善數(shù)學習題中例題的導向作用,促進學生建立思維模型。例題的設計要使學生獲得重要的數(shù)學知識,還能運用數(shù)學思維和方法去解決實際問題,具備分析觀察事物和環(huán)境的能力。培養(yǎng)學生的綜合應用能力和創(chuàng)新精神。例題作為導向標,要考慮學生的解題能力,要幫助學生適應解題環(huán)境,引導學生掌握學習方法,增強學生解題的耐心和毅力。
2.2例題重視課程內(nèi)涵
例題要注意教學技巧,能將知識之間的關聯(lián)巧妙地傳遞給學生,讓學生了解學習知識的重點和難點,并有針對性的解題,充分挖掘?qū)W生的潛能與優(yōu)勢,創(chuàng)新思維,提高解題能力。
在數(shù)學中,向量(也稱為歐幾里得向量、幾何向量、矢量),指具有大小和方向的量。它可以形象化地表示為帶箭頭的線段。箭頭所指:代表向量的方向;線段長度:代表向量的大小。與向量對應的只有大小,沒有方向的量叫做數(shù)量(物理學中稱標量)。
比如,線性代數(shù)教學中,向量間的關系和空間結構,通過例題的綜合性讓思維得到貫徹,可以設計這樣的例題:已知4維向量F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3與E1,E2,E3都線性無關,證明存在4維向量G,使得F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,G與E1,E2,E3,G都線性無關。
如果從幾何的角度出發(fā),就可以將問題簡單化,讓學生更加直觀清晰地解題。我們可以將題型轉(zhuǎn)換成例題的模板,已知3的維向量A的向量,C的向量與B的向量,D的向量都線性無關,證明存在3維向量E,使得A的向量,C的向量,E向量與B的向量,D的向量,E向量都線性無關。
這樣,學生就能產(chǎn)生對原問題的思維模型和路徑重現(xiàn),獲得知識的還原。進一步讓學生的思路得到凝聚,挖掘?qū)W生的潛能,深化對問題的理解。例題與習題找到某種規(guī)律,逐步形成體系。根據(jù)知識之間的關聯(lián),有效地幫助學生總結規(guī)律,以例題為出發(fā)點,引申和延展出更多類型的習題,不斷強化學生的知識方法,還培養(yǎng)學生善于總結的能力,從教學功能看,給了學生足夠的聯(lián)想空間,在例題之上的習題訓練時對相關問題的延展和開拓,培養(yǎng)學生挖掘出有價值的思維方法,在訓練中融會貫通某種思維慣性,增強探究精神和學習欲望。
2.3例題關注生活現(xiàn)實
例題大多是源于生活的,而數(shù)學最終使應用于生活。教師應注重從現(xiàn)實生活中把握知識要點,在事物規(guī)律中揭露例題精髓,從學生感興趣的事件和視角出發(fā),將符合情理的數(shù)學場景和數(shù)學問題寫入教學內(nèi)容,引導學生專心學習例題,敢于發(fā)現(xiàn)數(shù)學問題,將數(shù)學例題中的知識應用到實際中去。教師要貼近現(xiàn)實生活,讓抽象的線代教學生動起來,體現(xiàn)在現(xiàn)實生活的使用價值,增強數(shù)學教學的趣味性。
比如:生活中流傳著許多膾炙人口的趣味數(shù)學故事,洛書(現(xiàn)在稱為3階幻方)是世界上公認的最早的幻方,具有神秘的魅力,人們在長期探索其中的奧秘。以洛書為背景,依據(jù)不同需求設計的兩道試題,提高了習題的趣味性,有利于穩(wěn)定學生的注意力、深化學生的思維。
2.4例題滲透數(shù)學規(guī)律
線性代數(shù)作為一個獨立的分支在20世紀才形成。最古老的線性問題是線性方程組的解法,在中國古代的數(shù)學著作《九章算術·方程》章中。數(shù)學名題是歷史的積淀,是人類文化的重要組成部分,也是數(shù)學規(guī)律的總結。
如下例題:設{an}={a1,a2,…an,…}是復數(shù)域上的無窮數(shù)列,V是復數(shù)域上的全體無窮數(shù)列組成的集合,定義V中數(shù)列的加法為{an}+{bn}={an+bn},復數(shù)與數(shù)列的乘法為k{an}={kan},則V構成復數(shù)域上的線性空間。例題有四個問題需要解答,分別是:線性子空間,確定維數(shù),證明同構映射,還有就是數(shù)列的通項公式。這四點都在這個例題中貫穿了起來,形成有序的知識鏈條。在例題學習時,引導學生把握學習規(guī)律,運用教學內(nèi)容的屬性和結構將知識串聯(lián)起來,指向?qū)W生在數(shù)學規(guī)律中。有的線性代數(shù)比較容易,有的就比較困難就需要運用規(guī)律和思維定向進行歸類,有針對性地設置難易程度,提高學生適應方法解題的能力,讓學生形成循環(huán)思維,有規(guī)律性地掌握例題,將復雜的線性代數(shù)轉(zhuǎn)化為要素各個擊破,鍛煉學生遷移知識和轉(zhuǎn)換思維的能力。
三、結束語
心理的發(fā)展規(guī)律是數(shù)學教育的前提,我們應尊重學生的思維習慣,把握例題的核心思想,有創(chuàng)設性改設例題,調(diào)節(jié)學生的思維步驟,尊重例題的應用價值。線代教學中,例題越來越發(fā)揮著作用。它幫助學生構建思維體系,創(chuàng)設思維模型,提升學生的實際應用能力。作為教務工作者,更不應該忽略線代教學中例題的創(chuàng)造價值,綜合應用課程的眾多知識要點,將生活現(xiàn)實緊密結合,實現(xiàn)例題的導向功能。線性代數(shù)在科學實驗和生活實例中,掌握例題的通性,實現(xiàn)目標,最終達到教學目的。
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