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教学培养

这门课,有让你对数学“心动”的“魔力”

在南科大,有这样一门课,它是数学基础课程,相关教材在南科大图书馆,曾一度稳居专业类书籍借阅排行榜首位。全英线上课程面向全球开放,广东省一流本科课程,国家级一流本科课程......这就是由南科大理学院线性代数教学团队主讲的线性代数


聚焦线性代数教学改革 让基础课教学“打动人心”


一张纸,一支笔,一场头脑风暴。

每个周四的下午,线性代数教学团队(以下简称“线代团队”)都会聚在一起开教学例会,这似乎已成为一个定律,也成为团队教学生活中不可或缺的一部分。如今,线代团队已形成一份专属的“教学手册”,供教学团队成员参考。

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线性代数课程“教学手册”

线性代数目前的课程负责人为理学院数学系副教授陈懿茂,现已形成包括讲席教授李才恒,巴西科学院院士、讲席教授Vyacheslav Futorny,访问教授DIDENKO Victor,副教授邱雁南、马梓铭、向子卿,讲师杨燕等12名教师的高水平国际化教学团队。

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线性代数教学团队每周例会

他们热爱数学,热爱教学,兢兢业业,一步一个脚印,悉心破解每一个线性代数中的教学难点。深圳市优秀教师、南方科技大学杰出教学奖、南方科技大学优秀教学奖、广东省第四届高校青年教师教学大赛理科组三等奖、南科大青年教师教学特等奖......近年来,团队教师在省、市、校级教学奖项取得不错的成绩,团队于2019年入选广东省省级教学团队。

李才恒经常强调,“基础课的重要性不容低估”。作为理工科大学里一门非常重要的数学基础课程,如何将这门课程中的知识体系系统完整地传授给同学们就显得分外重要。线代团队在南科大进行了多年线代课的教学改革与实践。

作为代数领域的工作者,李才恒认为代数基础课对学生能否进入代数及其相关专业有着至关重要的作用,如果学生的基础不筑牢,其他高阶课程的教学效果也将会大打折扣。“线性代数课程对提高学生的抽象思维能力和逻辑推演能力起着很重要的作用”,陈懿茂也有同样的看法。他曾在美国高校任教多年,深耕基础课教学十多年,有着丰富的双语教学经验。他认为线性代数知识体系完整,内容优美且实用性非常强,很多学科都要用到线性代数的知识,是一门重要的工具课程。

线代团队教师有一个习惯,在学校里如果遇到其他专业方向的老师,会停下来聊聊他们对于线代知识的需求,“线性代数一门应用范围广泛的课程,我们正在尝试打造‘课程社区’,让更多学科与线性代数融合,根据其他专业对于线代知识的需求,针对性指定教学方案。”陈懿茂表示。

课堂教学是本科教育中非常重要的环节,线代团队的老师们为课程的教学投入了大量的热情和时间。“要教好线性代数不太容易。如何让学生在两小时的课堂上都全神贯注,需要不断寻找技巧。团队每周聚在一起的主要目标之一就是要共同提高教学质量,让学生‘学有所获’”陈懿茂表示。

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2018年3月,一张来自同学拍摄的照片,照片中线代课堂结束之后,陈懿茂还在跟同学们讨论问题。

激情饱满的教学方式调动了学生求知的积极性,让原本略显枯燥晦涩的证明推算过程也变得激动人心。

“李才恒老师上课总是能由浅入深,从特例到一般情况,把很多复杂的知识说的通俗易懂,有时候自己看书看很久才能明白的道理李老师几句话就讲明白了。他上课总是笑呵呵的,能把那些大定理拆成一步步,每一步好像都是很自然的,但推导出来的结果却非常奇妙。”

“The class was delivered in superb quality, with a close emphasis on student's understanding of the material. Besides each section being covered in detail, it was previewed beforehand and reviewed afterwards therefore reinforcing the learning process.”

在同学们的眼里,线代团队老师们总是笑眯眯的,有时在校园里遇到,还会关心一下学习近况。

在线代团队的教师们看来,基础课教学也可以大放异彩。秉承这样的初心,他们不断去在实践中探索教学改革,夯实数理基础,助力学生成长。


量身定制教学讲义 探索“在地国际化”

如何选择适合南科大学生且符合学校发展规划的教材一度困扰着线代团队。

“教材的选择对于提升学生的兴趣和学习进度起着关键作用”李才恒表示。线性代数,最早可以追溯到中国古代。线性代数教学在我国有多年的实践经验,但也存在着一些不利因素。例如,教材未能及时更新,传统线代教材编排的结构和教学量也不够合理,不利于学生快速入门,反而为学生进一步探索代数设置了一道高高的门槛。

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Vyacheslav Futorny为学生上课

“如何适应南科大的学制和培养目标?”“如何让我们的学生与国际前沿接轨?”“如何让学生出国交流期间能够迅速适应?”“如何让外籍教授更好适应中国的教学模式”“......如何有效解决种种难题?线代团队决定量身定制教学讲义破难题!

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线性代数教材

线代课程每学期都开设双语和全英班级,同学们可根据自己的实际情况选课。从2017年起,为满足不同专业对线性代数的需求,课程开始实行分级教学;自2019年秋季学期起,线性代数课程进行升级,团队将课程分为高等代数(上、下)和线性代数、线性代数精讲两个学习轨道,春秋学期循环开课。    

“我们一直都在推动‘在地国际化’的发展。南科大数学系和深圳国际数学中心许多外籍教授都加入过线代团队,他们在国外都拥有丰富的教学经历,每周的教学例会,不仅是一场头脑风暴,也是一次融会贯通的过程。目前,我们已经有贯通中西的特色教材、高水平的国际化师资队伍、双语及全英的授课方式,让我们的学生能够在南科大就感受到浓厚的国际化氛围是我们的奋斗目标。”

目前,陈懿茂录制的全英课程资源《Linear Algebra》已在国家高等教育智慧教育平台上发布,并在“学堂在线”上面向全球免费开放,其课程内容和设计在保证知识点的广度和深度的基础上,做出了很多创新的尝试,同时也深度融合了国内外一流的课程内容和授课方式。“录制课程是一个精细活,对提高教学质量有帮助。在回看课程视频的过程中,能够清楚看到自己在上课过程中所存在的问题,日后我在教学时就会去注意和改正,是一个很好的提升机会。”

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高等代数和线性代数教学研讨会在我校召开

线代团队一直很注重与国内外高校的交流,并讨论如何建设一流课程。2020年末,线代团队创新性地举办了一场“高等代数和线性代数教学研讨会”,邀请了北大、浙大、中科大等十多个兄弟院校的专家学者同时在线上和线下共同深入交流教学改革经验,探讨如何提升新形势下优质课程与优质教材的建设水平,对数学基础课程建设意义重大。


春风化雨润物无声 全过程考核显成效

在中国古代数学著作《孙子算经》中,关于“物不知数”有这么一个问题:“有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二。问物几何?”这便是中国古代数学史上的一个重要定理——孙子定理(又称“中国剩余定理”)。

在线性代数课程中,你可能会遇到这样的问题:“同学们,古代诗词中隐藏的数学之妙,你们知道哪些?”“如何用线代解决鸡兔同笼的问题?”“请用线性代数的知识对深圳GDP的增长进行预测”......

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陈懿茂课堂

实现高水平科技自立自强,加强以数学为代表的基础研究尤为重要。线代团队一直在聚焦实际运用的探索,力求让同学们学有所获、学以致用。在课堂上我们会穿插着跟同学们讲一些中国古代数学家的故事,一起讨论、计算现实生活中的问题,例如预测一下深圳GDP的增长,同学们都很感兴趣。通过多种形式,让同学们了解,从古至今我国数学家在数学领域的成就贡献,意识到其实所学知识与实际运用并不遥远,是真实存在的。”陈懿茂表示。每每看到同学们在解答出问题后的欣喜笑容,老师们更加坚定了这种传授方式。

为了及时了解学生的学习情况,线代团队在将课程考核纳入教学全过程中。不同于传统基础课教学把较大的比重放在期末考试的做法,线代团队每学期四次从习题课里面抽出50分钟考quiz(小测验),团队教师通过测验情况,全面了解学生学习情况,并及时做出一些相应的调整。

全国大学生数学竞赛、国际大学生数学竞赛、美国大学生数学建模竞赛、阿里巴巴全球数学竞赛......近年来,我校学子在国内外各项顶级的数学竞赛中捷报频传、屡获佳绩。实战检验成效。数学系的教师们一直鼓励同学们多去参加各类数学竞赛,扩大视野,提升利用数学只是解决实际问题的能力。“在比赛题目中一般都会有几道跟线性代数有关的题目,同学们表示对这些题目都很有感觉,并且充满自信,所取得的成绩也不错”,这让陈懿茂感到十分欣慰。

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我校学子在国内外各项顶级的数学竞赛中斩获佳绩

“通过参加比赛,我意识到了基础的重要性。在比赛时其实运用到的只是一些有关线性代数的基本知识,高数题甚至只用到一个柯西不等式,如果熟悉课内知识都是很容易得分的。平时认真听课并完成作业都是很有帮助的,有时间再自己找题目联系会更好。比赛虽然时间有限,但不要轻易放弃,有时再多坚持一下就能想明白了。”

“比赛全程需要使用英文作答,这对于非英语母语的选手来说无疑是一项挑战,由于我校一直以来坚持国际化教学,平时上课也广泛使用英语,让我在语言方面没有遇到太大的困难。经过老师的指导,我对于所学知识的理解更加深刻,数学思维更加活跃,让我在比赛时能够举一反三,通过不懈的努力后最终获得了荣誉奖。通过这次比赛,我深刻认识到自身在平日学习中的不足之处,对于未来学习发展规划也有了一个更加清楚的认识。”

“有时候,在学校里我会无意中遇到一些同学在讨论线性代数问题,听到同学们自信自如的运用专业语言去讨论和求解问题,而且说得很不错,这就说明我们的教学效果达到了。”陈懿茂笑着说。



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