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[摘要]线性代数中概念多且抽象,如何透彻的讲述概念,对学生学好这门课起着至关重要的作用。通过比较可以加强学生对概念本质的理解,从而有效的提高教学效果。
[关键词]线性代数 概念 比较教学法
[中图分类号]G643
线性代数作为工科院校一门重要的基础课,具有较强的逻辑性和抽象性,其突出的一个特点就是概念多且抽象,比如矩阵的秩,向量空间,最大无关组,基础解系,基等等,这些基本概念对于初学者来说往往感到晦涩难懂,即使了解了单个概念意思,却缺乏对这些概念本质以及各个概念之间联系的深刻理解,从而直接影响到该课程中其它知识点的学习。因此,如何透彻的讲授概念对学好线性代数这门课程起着至关重要的作用,单个而少量的概念对我们的学习并没有太多的难度,大量的概念放在一起就使得学习难度增加,下面我们以几个概念为例,利用比较教学法分析它们的异同,从而达到帮助学生理解概念的目的。
一、行列式和矩阵
行列式和矩阵是线性代数的两个最核心的概念,学生初学这两个概念时经常将符号,本质和运算搞混,教师在讲授时要反复的强调其异同,帮助学生记忆。
形式不同:行列式的行数列数必须相同,矩阵可以相同也可以不同;
本质不同:行列式是一个数,矩阵只是一张数表;
符号不同:行列式是“ ”,矩阵是“ ”。
此外,它们都有加法,数乘运算,讲解时可通过比较说明其不同,行列式的加法运算由行列式的性质可以得到,要求两个行列式除了一行(一列)外其余元素全部都相同时,两个行列式才可以相加,得到的结果是仅将该行(列)相加而其余元素不变;矩阵并没有这个要求,只要求是同型矩阵即可,得到结果是每一个对应元素都相加。
通过这样比较,行列式和矩阵的概念以及运算就非常的清晰,一目了然。
二、几种特殊矩阵
正交矩阵,对称矩阵,正定矩阵,等价矩阵,相似矩阵,合同矩阵,这些概念听起来名称很类似,记忆起来经常混淆,我们可以通过表格的方法将他们列举出来比较记忆。
三、本质相同的几个概念
极大无关组、基础解系、基这三个概念学完后,学生们会发现它们的定义几乎是一样的,即都满足两条:有一些向量线性无关,比这些向量再多一个向量都是线性相关的。学生们不禁会问它们之间到底是什么关系呀。实际上,极大无关组的适用范围是向量组,而把向量空间看成向量组时,向量空间的基就是其向量组的最大关组;当把齐次线性方程组的解集看成向量组时,齐次线性方程组的基础解系也是向量组的最大无关组,把解集看成向量空间时,基础解系就是基,因此这三个概念的本质是一样的,只是形式或者说名称不一样而已。
数学概念是客观事物中数和形的本质属性的反映,是导出数学定理和数学法则的逻辑基础,因此,数学概念的教学直接关系着教学效果。线性代数中很多概念在某些特征上都具有相似性,在学习相关概念时可以通过比较的方法,抓住概念的核心以及知识的内在联系,准确的掌握概念的内涵以及使用的条件和范围,达到事半功倍的效果。
[参考文献]
[1]同济大学应用数学系,《线性代数》,第四版,高等教育出版社,2003年.
[2]毛纲源.《线性代数解题方法技巧归纳》,第二版,华中科技大学出版社,2004年.
[3]赵树嫄.《线性代数》第三版,中国人民大学出版社,2006年.
(作者单位:1.军械工程学院基础部 河北石家庄,2.石家庄经济学院 数理学院 河北石家庄)
[关键词]线性代数 概念 比较教学法
[中图分类号]G643
线性代数作为工科院校一门重要的基础课,具有较强的逻辑性和抽象性,其突出的一个特点就是概念多且抽象,比如矩阵的秩,向量空间,最大无关组,基础解系,基等等,这些基本概念对于初学者来说往往感到晦涩难懂,即使了解了单个概念意思,却缺乏对这些概念本质以及各个概念之间联系的深刻理解,从而直接影响到该课程中其它知识点的学习。因此,如何透彻的讲授概念对学好线性代数这门课程起着至关重要的作用,单个而少量的概念对我们的学习并没有太多的难度,大量的概念放在一起就使得学习难度增加,下面我们以几个概念为例,利用比较教学法分析它们的异同,从而达到帮助学生理解概念的目的。
一、行列式和矩阵
行列式和矩阵是线性代数的两个最核心的概念,学生初学这两个概念时经常将符号,本质和运算搞混,教师在讲授时要反复的强调其异同,帮助学生记忆。
形式不同:行列式的行数列数必须相同,矩阵可以相同也可以不同;
本质不同:行列式是一个数,矩阵只是一张数表;
符号不同:行列式是“ ”,矩阵是“ ”。
此外,它们都有加法,数乘运算,讲解时可通过比较说明其不同,行列式的加法运算由行列式的性质可以得到,要求两个行列式除了一行(一列)外其余元素全部都相同时,两个行列式才可以相加,得到的结果是仅将该行(列)相加而其余元素不变;矩阵并没有这个要求,只要求是同型矩阵即可,得到结果是每一个对应元素都相加。
通过这样比较,行列式和矩阵的概念以及运算就非常的清晰,一目了然。
二、几种特殊矩阵
正交矩阵,对称矩阵,正定矩阵,等价矩阵,相似矩阵,合同矩阵,这些概念听起来名称很类似,记忆起来经常混淆,我们可以通过表格的方法将他们列举出来比较记忆。
三、本质相同的几个概念
极大无关组、基础解系、基这三个概念学完后,学生们会发现它们的定义几乎是一样的,即都满足两条:有一些向量线性无关,比这些向量再多一个向量都是线性相关的。学生们不禁会问它们之间到底是什么关系呀。实际上,极大无关组的适用范围是向量组,而把向量空间看成向量组时,向量空间的基就是其向量组的最大关组;当把齐次线性方程组的解集看成向量组时,齐次线性方程组的基础解系也是向量组的最大无关组,把解集看成向量空间时,基础解系就是基,因此这三个概念的本质是一样的,只是形式或者说名称不一样而已。
数学概念是客观事物中数和形的本质属性的反映,是导出数学定理和数学法则的逻辑基础,因此,数学概念的教学直接关系着教学效果。线性代数中很多概念在某些特征上都具有相似性,在学习相关概念时可以通过比较的方法,抓住概念的核心以及知识的内在联系,准确的掌握概念的内涵以及使用的条件和范围,达到事半功倍的效果。
[参考文献]
[1]同济大学应用数学系,《线性代数》,第四版,高等教育出版社,2003年.
[2]毛纲源.《线性代数解题方法技巧归纳》,第二版,华中科技大学出版社,2004年.
[3]赵树嫄.《线性代数》第三版,中国人民大学出版社,2006年.
(作者单位:1.军械工程学院基础部 河北石家庄,2.石家庄经济学院 数理学院 河北石家庄)