课程标准
课程名称:《线性代数》
课程代码:02094
适用专业:采矿系、测绘系相关专业
学 时:54
学 分:3
制 订 人:马志良
审 核:郭先平
《线性代数》课程标准
一、学习领域(课程)综述
(一)学习领域定位
《线性代数》属于基础素质教育模块,是针对我院采矿工程系、地质工程系、机电工程系等相关专业开设的一门重要基础理论课,它是处理和解决工程技术中一些实际问题不可缺少的有力工具,是学生学习后续课程的重要基础,也是学生获得数学思想、提升数学素质、培养用数学知识解决实际问题,具有应用价值的一门重要课程。该学习领域旨在教会学生从事岗位工作所必需的数学知识,培养学生数学运算求解能力、数字应用能力、自我学习能力、创新能力,培养学生灵活、抽象、猜想、活跃的数学思维,培养学生严谨求实的科学精神乃至科学的世界观。课程结束后,要求学生通过该课程考核。其定位见表一:
表一 学习领域定位
学习领域性质 |
采矿系、测绘系相关专业基础必修课程(A类课) |
学习领域功能 |
《线性代数》做为一门重要的基础的理论课,它是处理和解决工程技术中一些实际问题不可缺少的有力工具,是学生学习后续课程的重要基础 |
前导学习领域 |
《高等数学》 |
平行学习领域 |
无 |
后续学习领域 |
无 |
(二)设计思路
高职教育有别于本科教育,它是为培养高技能人才及相关技术领域应用人才的教育,是职业教育与专业教育的结合。因而,《线性代数》课程的设计遵循“应用为主,够用为度,学有所用,用有所学”的定位原则,注重知识、能力、素质的培养,坚持《线性代数》为专业课程服务,教学为实践服务的宗旨,课程设计要凸显知识的应用,解决问题的方法,尤其对专业课程需要的重点内容,要精心筛选,重点讲解,合理安排课时,力求在最短时间学到最有用的知识,获得最大的效益,掌握最有用的方法,发挥最有效地作用,使学生充分掌握利用所学知识解决专业课程的基本数学方法,提高处理实际问题的能力。同时《线性代数》既是一种知识,也是一种工具,还是一种文化,更是人类最高级精神活动的创造性成果。课程的内容除了基本概念、基本结论、基本方法,还有人类的思维方式、科学的发展规律、社会的演变过程等等。通过该课程的学习,使学生不仅能获得知识,而且提高认知能力、增强创新意识、培养人文精神。教不是知识信息的简单传递,学不是知识的被动接受,教与学是紧密相连的整体,教学过程是指导下的发现、主动地参与和积极的探索。在考评环节上实施“出卷考教分离、试题多级审查、密封阅卷、流水作业、关键试卷重点复查、改革考核办法、重视平时成绩、考后及时总结”的策略,进行人性化管理,极大体现公平与公正,推行闭卷、作业、小测验、课堂表现相结合的考核办法,建立科学合理的考评体系。
(三)学习领域(课程)目标
1. 方法能力目标:
(1)具备一定得逻辑推理、分析问题的能力;
(2)具备求行列式、矩阵、特征值、特征向量的能力;
(3)具备基本的概率计算能力;
(4)具备用线性代数、概率解决实际问题的能力。
2. 社会能力目标:
(1)培养学生独立思考、创新能力;
(2)培养学生逻辑推理、分析问题的能力;
(3)培养学生灵活、抽象、猜想、活跃的数学思维,逐步形成数学意识,让数学这一工具进入到学生的生活实践:
(4)培养学生严谨求实的科学态度科学精神乃至科学的世界观。
3. 专业(职业)能力目标:
(1)能够对行列式做出判断,能够识记行列式的计算方法;
(2)能够对矩阵做出判断,能够识记矩阵的运算、性质、逆矩阵的求解、初等变换的方法及用初等变换求逆矩阵、解线性方程组的方法;
(3)能够对n维向量做出判断,能够识记向量相关性的判定、最大线性无关组与向量组的秩、齐次、非齐次线性方程组的求解;
(4)能够识记矩阵的相似与矩阵的对角化、实对称矩阵的相似对角矩阵、特征值与特征向量、向量内积的求法;
(5)能够对随机事件、条件概率、事件独立性做出判断,能够识记古典概型事件概率的计算方法,能够识记概率的加法公式、乘法公式、全概率公式,以及贝叶斯公式。
二、学习领域(课程)描述
学习领域:线性代数 |
教学时间安排:第 二 学期 54课时: |
学习任务: 能够识记行列式的概念和性质、矩阵的概念和性质、最大线性无关组的概念和性质、矩阵特征值与特征向量的概念与性质、多元函数的概念、随机事件概率的概念;会行列式的计算、逆矩阵的求解、线性方程组的求解、矩阵的对角化、多元函数的偏导数的求解、古典概型随机事件的概率计算。 |
学习目标: 1、能够识记行列式的概念与性质、行列式的计算方法; 2、能够识记矩阵的概念与性质、矩阵的逆矩阵及矩阵的秩的求解; 3、能够识记最大线性无关组的概念、线性方程组的求解; 4、能够识记矩阵的特征值与特征向量的概念、矩阵对角化的求解; 5、能够识记多元函数的概念,多元函数的偏导数的求解; 6、能够识记随机事件的概率,古典概型随机事件的概率的计算方法。 |
工作与学习内容 |
工作对象:老师、学生 |
工具::教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等 |
工作要求:遵守课堂纪律;积极参与教学活动;按时保量完成作业。 |
工作方法:讲授与练习相结合 |
学习组织形式与方法 教学组织:遵循认知规律,由易到难地设计学习情境,同时兼顾工作过程的先后顺序。 教学方法:讲授、课堂练习与课后作业、辅导答疑、案例分析。 |
学业评价 (1)期末考试(50%); (2)平时成绩(50%)包含:个人作业占平时成绩的25%,提问测验占平时成绩的15%,课堂表现占平时成绩的10%,课堂出勤占平时成绩的50%。作业是考察学生学习态度和对知识掌握的情况。提问测验,考察学生对阶段或当时课堂内容的掌握情况。课堂表现考察回答问题、参与讨论、课堂练习等综合表现。课堂出勤考察学生的学习态度、自我约束的遵纪能力。 |
三、学习情境划分及描述
(一)学习情境设计
序号 |
名称 |
学时 |
一 |
行列式 |
6 |
二 |
矩阵 |
14 |
三 |
n维向量和线性方程组 |
14 |
四 |
特征值与特征向量 |
8 |
五 |
多元函数微分学 |
6 |
六 |
概率与统计 |
6 |
(二)学习情境描述
学习情境(一)描述
学习 情境名称 |
行列式 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 6学时 |
学习任务 |
1、能够识记行列式的概念和性质; 2、能够计算行列式; 3、能够用克拉默法则求解线性方程组 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本学习领域的第1个学习情境,主要目的会计算行列式,并作为其他学习情境的基础 |
学习目标 |
知识目标: 1、行列式的定义; 2、行列式的性质及计算 3、解线性方程组的求解 技能目标: 1、会求解行列式; 2、应用行列式的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、行列式的定义、性质; 2、行列式的运算; 3、克莱姆法则。 |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
学习情境(二)描述
学习 情境名称 |
矩阵 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 14学时 |
学习任务 |
1、能够对矩阵、逆矩阵、初等变换、初等阵的概念做出判断。 2、能够识记矩阵的性质、矩阵的运算、求逆矩阵的方法,用初等变换求逆矩阵、矩阵的秩的方法; 3、会用初等变换、逆矩阵解线性方程组。 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本学习领域的第2个学习情境,主要目的是学习矩阵的相关概念,并作为其他学习情境的基础 |
学习目标 |
知识目标: 1、矩阵、逆矩阵、初等变换的概念; 2、矩阵的运算、矩阵的性质; 3、矩阵的逆矩阵,矩阵秩的求解; 技能目标: 1、会计算矩阵的相关问题; 2、应用矩阵的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、矩阵的概念及运算; 2、逆矩阵的概念及求解; 3、矩阵的初等变换及初等阵; 4、矩阵秩的概念及其求解。 |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
学习情境(三)描述
学习 情境名称 |
n 维向量和线性方程组 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 14学时 |
学习任务 |
1、能够对n维向量、向量内积的概念做出判断; 2、能够识记向量相关性的判定,会求最大线性无关组与向量组的秩及齐次线性方程组的解; 3、能够线性无关向量组的正交规范化。 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本学习领域的第3个学习情境,主要目的是会求解线性方程组,并作为其他学习情境的基础 |
学习目标 |
知识目标: 1、n维向量、向量内积的概念; 2、向量相关性的判定,会求最大线性无关组与向量组的秩及齐次线性方程组的解; 3、线性无关向量组的正交规范化。 技能目标: 1、会求解线性方程组; 2、应用方程组的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、n维向量的概念; 2、向量组的线性相关性; 3、最大线性无关向量组; 4、线性方程组解的讨论; 5、向量的内积 |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
学习情境(四)描述
学习 情境名称 |
特征值与特征向量 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 8学时 |
学习任务 |
1、能够识记矩阵的相似与矩阵的对角化、实对称矩阵的相似对 2、能够识记特征值与特征向量的求法。 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本领域的第4个学习情境,主要目的是会将实对称矩阵对角化。 |
学习目标 |
知识目标: 1、矩阵特征值与特征向量的概念; 2、矩阵特征值与特征向量的求法; 3、会将实对称矩阵对角化 技能目标: 1、会将实对称矩阵对角化 2、应用矩阵特征值与特征向量的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、矩阵特征值与特征向量的概念; 2、矩阵特征值与特征向量的求法; 3、实对称矩阵的对角化; |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
学习情境(五)描述
学习 情境名称 |
多元函数微分学 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 6学时 |
学习任务 |
1、能够对多元函数的概念作出判断; 2、能够识记多元函数的极限与连续; 3、会求解多元函数的偏导数 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本学习领域的第5个学习情境,主要目是会计算多元函数的偏导数,为后续课程的学习提供基础 |
学习目标 |
知识目标: 1、多元函数的概念的概念; 2、多元函数定义域以及极限的求法; 3、多元函数的偏导数并会求解偏导数; 技能目标: 1、会计算多元函数的偏导数; 2、应用多元函数的偏导数的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、多元函数的概念; 2、多元函数的极限与连续; 3、多元函数的偏导数。 |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
学习情境(六)描述
学习 情境名称 |
概率与统计 |
学习 领域 |
线性代数 |
教学 时间 |
第二学期 6学时 |
学习任务 |
1、能够对随机事件、事件概率、条件概率、事件的独立性的概念做出判断; 2、能够识记概率的基本性质、古典概型、概率的加法公式、乘法公式、全概率公式,以及贝叶斯公式; 3、能够识记计算概率的基本方法。 |
与其他情境的关系 |
本学习情境为本学习领域的第6个学习情境,主要目的是使学生会计算简单事件的概率,并为后续课程的学习做基础 |
学习目标 |
知识目标: 1、随机事件、事件概率、条件概率、事件的独立性的概念; 2、概率的基本性质、古典概型、概率的加法公式、乘法公式、全概率公式,以及贝叶斯公式; 3、会求解事件的概率 技能目标: 1、会求解简单事件的概率; 2、应用概率的思想方法解决一些实际问题 综合能力目标: 1、按时保量完成作业; 2、遵守课堂纪律; 3、积极参与课堂内外教学活动; 4、出勤率高。 |
学习内容 |
1、随机事件与样本空间; 2、事件的概率、古典概型; 3、条件概率、全概率公式和贝叶斯公式。 |
教学条件 |
教科书、相关阅读材料、多媒体设备、黑板等。 |
教学方法组织形式 |
教学方法:问题启发式。 组织形式:教师、学生。 |
学业评价 |
通过课堂提问、书面作业质量、考试成绩和课堂表现、出勤确定考核成绩 |
四、实施建议
教材选用
1、教材
《线性代数》,彭玉芳,高等教育出版社
2、参考书
(1)《线性代数》(第二版),刘先忠、杨明编,高等教育出版社,2003年
(2)《线性代数》(第三版),同济大学数学教研室,高等教育出版社,1999年
(3)《专业数学》,主编:郭先平 代世花 李春华,出版社:北京理工大学出版社