基于服务专业应用的高职数学教学实践——以“矩阵的概念”为例
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ï100x1 +180x2 +23x3 +27x4 +45x5 +170x6 +210x7 +20x8 = 120
ïï
îx1 +7.6x2 +1.9x3 +1.2x4 +0.8x5 +0.4x6 +3.2x7 +2.5x8 = 1.5
此时手算求解遇到了困难,我们可以交给计算机处理,
但在交给 MATLAB 软件求解复杂方程之前,我们需要对数
义进行提炼总结,得到矩阵的本质为数表的结论.借助矩阵
【 参考文献】
本质获取的过程,教师可带学生体验透过现象看本质这种
[1] 刘姣.基于高职学生职业发展的数学知识技能与相
分析问题的方法.接下来教师发布闯关游戏、随堂测试题等,
根据学生的答题结果进行知识总结与梳理.
“识” 性质———对比行列式,学习性质.本环节重点认识
题,融入课程思政元素,旨在提高学生利用数学方法解决专
【 关键词】 服务专业;高职数学;线上教学;矩阵的概念
【 基金项目】 北京市教育科学“ 十三五” 规划 2020 年度
优先关注项目:《 CDEA2020013 职业院校数学课程教学模式
改革研究》
业及日常生活问题的能力.
面对当前疫情现实,基于以上的教学整体设计理念,我
软件操作环境有基本了解;在认知能力上,有一定的认知能
松的环境中快乐学习,从而可以突破教学重点、化解教学难
力,但思辨、分析能力较弱;在学习方式上,更偏重于利用动
点.教学过程始终遵循以教师的“ 导” 、学生的“ 学” 及教学过
画、视频和网站等信息化媒介和手段来获取理论知识.虽然
他们对数学应用有了基本的感知,但对抽象理论知识接受
究成果.
“ 食” 引入———由减肥食谱设计问题引入新知. 教师展
示课前小组项目优秀研究成果,引发学生思考:这几个案例
是利用什么操作让这些包含了食材和营养成分的数据清晰
明了? 从而引出数表,为接下来新知探究环节做好铺垫.
过程中容易出现的问题.
“ 实” 应用环节,本环节重点引导学生对本节课导入的
实际问题矩阵化,并在 MATLAB 中输入得到的矩阵.通过实
关信息技术研究[ D] .上海:华东师范大学,2014.
[2] 杨亚平.整合性 STEM 教育理念下工程类高职数学
教学模式的建构[ D] .上海:华东师范大学,2016.
[3] 张宗波,王珉,吴宝贵,刘广斗.“ 线上+线下融合式”
工程图 学 课 程 建 设 与 教 学 实 践 [ J] . 图 学 学 报, 2016, 37
高 教 视 野
GAOJIAO SHIYE
9
导学生思考疫情期间长期宅在家,是否会因为忽略锻炼而
软件,通过直接输入法和数据导入两种方法进行矩阵输入.
导致超重,并分析超重的危害. 最后,小组合作制定减肥食
教师采用 “ 大家来找茬” 活动,帮助学生逐个解决矩阵录入
谱,并进行可行性分析,最终各组录制并上传微视频汇报研
找茬游戏、闯关游戏、平台随机选学生屏幕共享进行软件操
如图 1,以第二组为例,通过表格形式进行数据整理,然
如下一个包含 8 个未知数,7 个方程的线性方程组.
ìï7.5x1 +12x2 +2x3 +1.1x4 +1.5x5 +17x6 +13x7 +13x8 = 75
ï0.5x1 +0.8x2 +0.4x3 +0.1x4 +0.1x5 +29x6 +15x7 +1.1x8 = 60
(05) :718-725.
[4] 段振华,王若菲.“ 服务专业、培养能力” 的高职数学
教材建设的探索与实践 [ J] . 南 方 职 业 教 育 学 刊,2020,10
(02) :70-75.
鼓励学生大胆自主探究学习,不怕犯错,反复尝试,总结经
验.根据学生在线状态、课堂活跃状态以及评价数据的反馈
情况,教师可以知道学生是否达成了教学目标.
本次课的不足及改进:结合疫情实际情况,本次课采用
线上教学模式.但由于网络信号或设备问题等突发情况,难
以保证所有学生都能够实时跟上教学进度.针对类似问题,
据进行整理,把所有方程中未知数按同样的顺序进行排列.
本次课为教材第二章第一节的内容. 授课对象是高职
主动发现和探究,自主总结出矩阵和行列式的区别与联系,
一年级的学生,在知识基础上,已有一些高等数学的知识积
并体会矩阵概念产生的背景以及用途. 以此改变以往教学
累,掌握了行列式的概念,学习过线性方程组,对 MATLAB
过程中学生机械、被动接受的学习习惯和方式,让学生在轻
在本次教学过程中,教师要突出数学的理论指导性,将
“矩阵的概念” 模块教学实践中借助 MATLAB 软件进行融
数学知识的知识性和价值性相统一,理论性和实践性相统
合专业所需的创新案例,真正实现服务专业.笔者在实践中
一,融入食品营养与检测专业应用案例,融入社会热点问
总结反思,为数学教学模式改革创新研究提供思路和经验.
际制作动画,引入矩阵的概念,提升了学生学习兴趣;借助
作、小组 PK 等形式巩固了知识.本次课课前,学生根据任务
通过查阅资料自主探究学习;课中,学生以小组为单位汇报
展示,通过观看动画微课、自由讨论、游戏等形式强化吸收、
内化教学内容,应用到专业中解决问题;课后,学生通过知
识检验、任务拓展等形式巩固了学习内容.在这过程中教师
本题型的训练,巩固复习,二是让学生结合专业课所学,选
取专业案 例 中 合 适 的 内 容 进 行 矩 阵 化, 并 完 成 MATLAB
输入.
四、教学反思
在学习效果上,本次课的重点得到突破,难点得到化
图 1 “ 食” 引入案例
解,比较好地达成了教学目标.本次课通过结合专业、生活实
后根据“ 各营养成分摄入量 = 需求量” 这一等量关系,列出
ï
ïï79x1 +70x2 +5x3 +2x4 +5x5 +1.1x6 +0.5x7 +0.1x8 = 80
í0.4x1 +1.5x2 +1.4x3 +0.8x4 +0.5x5 +0.9x6 +1.8x7 +0.8x8 = 1
ï
ï10x1 +22x2 +19x3 +86x4 +28x5 +11x6 +71x7 +54x8 = 30
阵的概念和矩阵在 MATLAB 中的输入方法是教学重点,矩
院食品营养与检测专业为例,结合疫情现实开展线上教学,
学难点.
业融合仍处于探索改革阶段,本文以北京电子科技职业学
阵和行列式的区别以及矩阵在 MATLAB 中的输入方法是教
教学内容在注重数学素养培养的同时追求服务专业. 教师
二、教学设计
在传统教材框架基础上,依托专业背景进行整合,介绍在
传的资料,对相应知识进行查阅,了解矩阵知识在本专业中
通过对比学习,形成理性与严谨的研究态度;提高营养健康
的应用,并在讨论区分享自己的收获.然后,观看动画短片:
的生活意识;提高透过现象看本质的分析问题意识.其中矩
每年的 9 月 1 号是我国的“ 全民健康生活方式行动日” ,引
数学学习与研究 2021 20
矩阵和行列式的区别和联系、掌握矩阵的性质、认识几类特
殊矩阵.首先,教师需要从矩阵与行列式的符号表示、书写形
式、本质、行数列数的特点、元素个数等角度启发学生总结
两者之间的不同,然后共同完成行列式和矩阵对比图,最后
通过快速问答形式进行知识巩固.
接下来“ 试” 操作环节,本环节重点学习操作 MATLAB
数学学习与研究 2021 20
据网络课程课前任务观看视频《 矩阵和线性代数之美》 ,简
矩阵的基本概念;掌握矩阵和行列式的区别;掌握 MATLAB
单了解矩阵的概念以及应用背景,同时教师和同学可以在
中矩阵基本输入方法.能力目标:能够根据实际问题抽象出
学习通讨论区交流互动.其次,让学生阅读教师在资料区上
矩阵,在 MATLAB 中准确输入,并选择恰当命令.情感目标:
“ s-h-i” ,展开课前、课中、课后一体的 8“ s-h-i” 教学环节.
性代数》 .其内容重点研究的是 5 阶以内的小矩阵,教学过
在教学资源及环境上,教师课前借助职教资源库、微课等进
程主要是进行手动推演,而学生以后实际工作研究用到的
行课前准备,用学习通平台进行任务发布并布置小组探究
是大矩阵,是大量的从简单到复杂的实际应用,手动计算不
教师要通过微信及时联系,同时在教学过程中全程录屏,及
顺利引出矩阵的概念.
时上传至学习平台,供学生课后自主学习阶段. 本环节重点学习矩
阵的定义、符号表示以及食谱与矩阵的联系.教师由上面的
学生出现焦躁情绪,解决网络延迟等突发状况造成的不能
实时学习的问题.
实例得到矩阵定义,并引导学生利用语文缩句的方法对定
项目合作;课上借助学习通平台展开直播教学,同时利用腾
现实,需要借助计算机和软件包.因此我们结合学生实际情
讯会议交互平台辅助与学生进行实时交互.以矩阵的“ 来龙
况删减部分烦琐的数学论述和证明使概念形象易懂,给出
去脉” 为教学主线,以课前小组任务中的素材为依托,两个
使用经典方法难解决的、与专业课和职业发展相关的应用
例的对比,引导学生对不同矩阵输入法进行对比,总结出两
种方法分别在什么情况下更适合使用.
“视” 结果环节,教师首先发布本次课程知识梳理任务,
并辅助学生完成知识回顾与梳理;其次,发布随堂综合测
试;最后,指导学生完成生生互评,结合上面各环节的反馈,
最终生成多元化的、客观的学习评价,并完成教学效果分析.
最后课后的“ 使” 拓展环节,分两个方面的内容.一是基
们采用了以“ s-h-i” 为主线的教学策略,以立德树人为最高
指导,在教学中融入团队合作精神等课程思政元素,采用明
确任务、解决任务、评价任务、拓展任务等任务驱动环节开
一、教学分析
展教 与 学. 教 学 实 施 过 程 围 绕 学 生 所 学 专 业 关 键 字
本课程选用“ 十二五” 规划教材同济大学《 工程数学 线
高 教 视 野
8
GAOJIAO SHIYE
基
于服务专业应用的高职数学教学实践
基于服务专业应用的高职数学教学实践
———以“ 矩阵的概念” 为例
◎程 荣 ( 北京电子科技职业学院基础学院,北京 100176)
【 摘要】 高等职业院校的数学课程作为公共基础课与专
层次递进展开.课前教师通过微课、动画、课件等学习资料提
案例,并提供 MATLAB 程序,用 MATLAB 等软件实现线性
供,分小组选题合作探究、建贴话题讨论以及录制微视频汇
代数运算,对数学模型进行求解,该过程相当于对课本内容
报成果,激发学生自主探究研究的兴趣;课中教师通过问题
进行了二次改造.
驱动、视频讲解、直观展示、软件录入、实际应用等引导学生
困难,不善于建立实际问题与数学思想之间的联系.
程中的“ 悟” 为主线,推动教学过程,揭示探究原理.
三、教学过程
“ 食” 热身———课前热身阶段. 教师通过网络学习平台
基于教学内容和学情分析,并结合专业人才培养目标,
提前布置学习任务,要求学生提前做好四项准备:首先,根
我针对本次课制定了如下的三维教学目标.知识目标:理解
ïï
îx1 +7.6x2 +1.9x3 +1.2x4 +0.8x5 +0.4x6 +3.2x7 +2.5x8 = 1.5
此时手算求解遇到了困难,我们可以交给计算机处理,
但在交给 MATLAB 软件求解复杂方程之前,我们需要对数
义进行提炼总结,得到矩阵的本质为数表的结论.借助矩阵
【 参考文献】
本质获取的过程,教师可带学生体验透过现象看本质这种
[1] 刘姣.基于高职学生职业发展的数学知识技能与相
分析问题的方法.接下来教师发布闯关游戏、随堂测试题等,
根据学生的答题结果进行知识总结与梳理.
“识” 性质———对比行列式,学习性质.本环节重点认识
题,融入课程思政元素,旨在提高学生利用数学方法解决专
【 关键词】 服务专业;高职数学;线上教学;矩阵的概念
【 基金项目】 北京市教育科学“ 十三五” 规划 2020 年度
优先关注项目:《 CDEA2020013 职业院校数学课程教学模式
改革研究》
业及日常生活问题的能力.
面对当前疫情现实,基于以上的教学整体设计理念,我
软件操作环境有基本了解;在认知能力上,有一定的认知能
松的环境中快乐学习,从而可以突破教学重点、化解教学难
力,但思辨、分析能力较弱;在学习方式上,更偏重于利用动
点.教学过程始终遵循以教师的“ 导” 、学生的“ 学” 及教学过
画、视频和网站等信息化媒介和手段来获取理论知识.虽然
他们对数学应用有了基本的感知,但对抽象理论知识接受
究成果.
“ 食” 引入———由减肥食谱设计问题引入新知. 教师展
示课前小组项目优秀研究成果,引发学生思考:这几个案例
是利用什么操作让这些包含了食材和营养成分的数据清晰
明了? 从而引出数表,为接下来新知探究环节做好铺垫.
过程中容易出现的问题.
“ 实” 应用环节,本环节重点引导学生对本节课导入的
实际问题矩阵化,并在 MATLAB 中输入得到的矩阵.通过实
关信息技术研究[ D] .上海:华东师范大学,2014.
[2] 杨亚平.整合性 STEM 教育理念下工程类高职数学
教学模式的建构[ D] .上海:华东师范大学,2016.
[3] 张宗波,王珉,吴宝贵,刘广斗.“ 线上+线下融合式”
工程图 学 课 程 建 设 与 教 学 实 践 [ J] . 图 学 学 报, 2016, 37
高 教 视 野
GAOJIAO SHIYE
9
导学生思考疫情期间长期宅在家,是否会因为忽略锻炼而
软件,通过直接输入法和数据导入两种方法进行矩阵输入.
导致超重,并分析超重的危害. 最后,小组合作制定减肥食
教师采用 “ 大家来找茬” 活动,帮助学生逐个解决矩阵录入
谱,并进行可行性分析,最终各组录制并上传微视频汇报研
找茬游戏、闯关游戏、平台随机选学生屏幕共享进行软件操
如图 1,以第二组为例,通过表格形式进行数据整理,然
如下一个包含 8 个未知数,7 个方程的线性方程组.
ìï7.5x1 +12x2 +2x3 +1.1x4 +1.5x5 +17x6 +13x7 +13x8 = 75
ï0.5x1 +0.8x2 +0.4x3 +0.1x4 +0.1x5 +29x6 +15x7 +1.1x8 = 60
(05) :718-725.
[4] 段振华,王若菲.“ 服务专业、培养能力” 的高职数学
教材建设的探索与实践 [ J] . 南 方 职 业 教 育 学 刊,2020,10
(02) :70-75.
鼓励学生大胆自主探究学习,不怕犯错,反复尝试,总结经
验.根据学生在线状态、课堂活跃状态以及评价数据的反馈
情况,教师可以知道学生是否达成了教学目标.
本次课的不足及改进:结合疫情实际情况,本次课采用
线上教学模式.但由于网络信号或设备问题等突发情况,难
以保证所有学生都能够实时跟上教学进度.针对类似问题,
据进行整理,把所有方程中未知数按同样的顺序进行排列.
本次课为教材第二章第一节的内容. 授课对象是高职
主动发现和探究,自主总结出矩阵和行列式的区别与联系,
一年级的学生,在知识基础上,已有一些高等数学的知识积
并体会矩阵概念产生的背景以及用途. 以此改变以往教学
累,掌握了行列式的概念,学习过线性方程组,对 MATLAB
过程中学生机械、被动接受的学习习惯和方式,让学生在轻
在本次教学过程中,教师要突出数学的理论指导性,将
“矩阵的概念” 模块教学实践中借助 MATLAB 软件进行融
数学知识的知识性和价值性相统一,理论性和实践性相统
合专业所需的创新案例,真正实现服务专业.笔者在实践中
一,融入食品营养与检测专业应用案例,融入社会热点问
总结反思,为数学教学模式改革创新研究提供思路和经验.
际制作动画,引入矩阵的概念,提升了学生学习兴趣;借助
作、小组 PK 等形式巩固了知识.本次课课前,学生根据任务
通过查阅资料自主探究学习;课中,学生以小组为单位汇报
展示,通过观看动画微课、自由讨论、游戏等形式强化吸收、
内化教学内容,应用到专业中解决问题;课后,学生通过知
识检验、任务拓展等形式巩固了学习内容.在这过程中教师
本题型的训练,巩固复习,二是让学生结合专业课所学,选
取专业案 例 中 合 适 的 内 容 进 行 矩 阵 化, 并 完 成 MATLAB
输入.
四、教学反思
在学习效果上,本次课的重点得到突破,难点得到化
图 1 “ 食” 引入案例
解,比较好地达成了教学目标.本次课通过结合专业、生活实
后根据“ 各营养成分摄入量 = 需求量” 这一等量关系,列出
ï
ïï79x1 +70x2 +5x3 +2x4 +5x5 +1.1x6 +0.5x7 +0.1x8 = 80
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ï
ï10x1 +22x2 +19x3 +86x4 +28x5 +11x6 +71x7 +54x8 = 30
阵的概念和矩阵在 MATLAB 中的输入方法是教学重点,矩
院食品营养与检测专业为例,结合疫情现实开展线上教学,
学难点.
业融合仍处于探索改革阶段,本文以北京电子科技职业学
阵和行列式的区别以及矩阵在 MATLAB 中的输入方法是教
教学内容在注重数学素养培养的同时追求服务专业. 教师
二、教学设计
在传统教材框架基础上,依托专业背景进行整合,介绍在
传的资料,对相应知识进行查阅,了解矩阵知识在本专业中
通过对比学习,形成理性与严谨的研究态度;提高营养健康
的应用,并在讨论区分享自己的收获.然后,观看动画短片:
的生活意识;提高透过现象看本质的分析问题意识.其中矩
每年的 9 月 1 号是我国的“ 全民健康生活方式行动日” ,引
数学学习与研究 2021 20
矩阵和行列式的区别和联系、掌握矩阵的性质、认识几类特
殊矩阵.首先,教师需要从矩阵与行列式的符号表示、书写形
式、本质、行数列数的特点、元素个数等角度启发学生总结
两者之间的不同,然后共同完成行列式和矩阵对比图,最后
通过快速问答形式进行知识巩固.
接下来“ 试” 操作环节,本环节重点学习操作 MATLAB
数学学习与研究 2021 20
据网络课程课前任务观看视频《 矩阵和线性代数之美》 ,简
矩阵的基本概念;掌握矩阵和行列式的区别;掌握 MATLAB
单了解矩阵的概念以及应用背景,同时教师和同学可以在
中矩阵基本输入方法.能力目标:能够根据实际问题抽象出
学习通讨论区交流互动.其次,让学生阅读教师在资料区上
矩阵,在 MATLAB 中准确输入,并选择恰当命令.情感目标:
“ s-h-i” ,展开课前、课中、课后一体的 8“ s-h-i” 教学环节.
性代数》 .其内容重点研究的是 5 阶以内的小矩阵,教学过
在教学资源及环境上,教师课前借助职教资源库、微课等进
程主要是进行手动推演,而学生以后实际工作研究用到的
行课前准备,用学习通平台进行任务发布并布置小组探究
是大矩阵,是大量的从简单到复杂的实际应用,手动计算不
教师要通过微信及时联系,同时在教学过程中全程录屏,及
顺利引出矩阵的概念.
时上传至学习平台,供学生课后自主学习阶段. 本环节重点学习矩
阵的定义、符号表示以及食谱与矩阵的联系.教师由上面的
学生出现焦躁情绪,解决网络延迟等突发状况造成的不能
实时学习的问题.
实例得到矩阵定义,并引导学生利用语文缩句的方法对定
项目合作;课上借助学习通平台展开直播教学,同时利用腾
现实,需要借助计算机和软件包.因此我们结合学生实际情
讯会议交互平台辅助与学生进行实时交互.以矩阵的“ 来龙
况删减部分烦琐的数学论述和证明使概念形象易懂,给出
去脉” 为教学主线,以课前小组任务中的素材为依托,两个
使用经典方法难解决的、与专业课和职业发展相关的应用
例的对比,引导学生对不同矩阵输入法进行对比,总结出两
种方法分别在什么情况下更适合使用.
“视” 结果环节,教师首先发布本次课程知识梳理任务,
并辅助学生完成知识回顾与梳理;其次,发布随堂综合测
试;最后,指导学生完成生生互评,结合上面各环节的反馈,
最终生成多元化的、客观的学习评价,并完成教学效果分析.
最后课后的“ 使” 拓展环节,分两个方面的内容.一是基
们采用了以“ s-h-i” 为主线的教学策略,以立德树人为最高
指导,在教学中融入团队合作精神等课程思政元素,采用明
确任务、解决任务、评价任务、拓展任务等任务驱动环节开
一、教学分析
展教 与 学. 教 学 实 施 过 程 围 绕 学 生 所 学 专 业 关 键 字
本课程选用“ 十二五” 规划教材同济大学《 工程数学 线
高 教 视 野
8
GAOJIAO SHIYE
基
于服务专业应用的高职数学教学实践
基于服务专业应用的高职数学教学实践
———以“ 矩阵的概念” 为例
◎程 荣 ( 北京电子科技职业学院基础学院,北京 100176)
【 摘要】 高等职业院校的数学课程作为公共基础课与专
层次递进展开.课前教师通过微课、动画、课件等学习资料提
案例,并提供 MATLAB 程序,用 MATLAB 等软件实现线性
供,分小组选题合作探究、建贴话题讨论以及录制微视频汇
代数运算,对数学模型进行求解,该过程相当于对课本内容
报成果,激发学生自主探究研究的兴趣;课中教师通过问题
进行了二次改造.
驱动、视频讲解、直观展示、软件录入、实际应用等引导学生
困难,不善于建立实际问题与数学思想之间的联系.
程中的“ 悟” 为主线,推动教学过程,揭示探究原理.
三、教学过程
“ 食” 热身———课前热身阶段. 教师通过网络学习平台
基于教学内容和学情分析,并结合专业人才培养目标,
提前布置学习任务,要求学生提前做好四项准备:首先,根
我针对本次课制定了如下的三维教学目标.知识目标:理解