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基于移动信息化技术的行列式性质的教学初探

基于移动信息化技术的行列式性质的教学初探

刘丽敏 向修栋 吴玉敏 陈云

基金项目:

中国石油大学胜利学院教学改革重点项目(JG201709);中国石油大学胜利学院教学改革一般项目(JGYB201924和JGYB201930)。

摘 要

本文基于云班课教学软件,以“行列式的性质”为例,初步探索智能手机、平板电脑等移动终端在线性代数课程教学过程的应用,从而缓解高等学校的课堂教学中,学生低头看手机、不听课的问题,同时也为移动信息化技术在线性代数教学中应用提供参考。

关键词

云班课;行列式的性质;线性代数

中图分类号: TG801-4;G434 文献标识码: A

DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.090

在前面的学习中大家知道,对角线法则只适用于二、三阶行列式,阶行列式的定义可以有效地求解一些特殊的行列式(如对角行列式、上下三角形行列式),那么求解四阶及更高阶的一般行列式,就有两种思路:(1)可以把一般行列式化成等价的对角或上下三角形行列式来求解;(2)可以把一般行列式转化为低阶行列式(如二、三阶行列式)来求解.在本节课中,先来讨论第一种思路,就是将要学习的行列式的性质。

1 复习引入

课前,将相关的课件及视频上传至云班课,要求学生进入云班课复习之前所学内容,并预习本节要学习的内容。课程伊始,要求学生打开云班课,进入测验,给出下题答案:

带领学生复习回顾之前所学的对角线法则及n阶行列式的定义,以求解一般行列式为目的,引出本节的内容,提高学生的学习兴趣。

2 讲解新课

教师讲解行列式的基本性质,并引导学生利用定义进行证明,加深学生对性质的理解,同时巩固了之前所学的n阶行列式的定义。

性质1 D=D'.

证明

性质1说明,行列式中的行与列具有同等的地位,行列式的性质凡是对行成立的,对列也成立.反之亦然.故以下性质的证明只以行或列推证。

性质2 D-D

证明仅以行为例证明。

推论 D0.

证明仅以行为例证明。

性质3 kDD1.

证明仅以行为例证明。

推论 D0.

性质4 D(r=r+r)=D(r)+D(r)(D(c=c+c)=D(c)+D(c)).

證明仅以行为例证明。

性质5 DD1.

证明仅以行为例证明。

要求学生打开云班课,引导学生积极参与课堂.对行列式的性质内容进行测验,并给出具体例题,让学生将行列式的性质理论知识与实际例题相结合,将抽象知识具体化,熟练掌握行列式的性质。

3 典型例题

基本思路:D上三角形行列式(化上三角形法)。

注意观察一般行列式与上三角形行列式,发现上三角形行列式的特点是主对角线以下元素全为零,引导学生总结化上三角形法的思路,大方向(整体来看)是从左向右,小方向(针对某列)是从上往下,最终化为上三角形行列式。

例1[1]D=.

通过例1的计算发现,利用性质2、性质3、性质5即可将一般行列式化为上三角形行列式,这种求行列式的值的方法称为化上三角形法.在运算之前,需要:(1)先观察行列式中元素的特点,尤其是a11,若a11=0,而ai1≠0,则先r1?ri,然后rj-r1(j=2,3,…,n)(在此过程中易发生分数运算,a11为了运算简便,越简单越好,尽量避免分数运算),使第一列除了第一个元素以外其余元素均变为零;(2)用同样的方法将第二列中第二行以下的元素全变为零,如此进行下去,直至使得它成为上三角形行列式,这时行列式的值就是主对角线元素之积.在例1的第一步中除了可以r1?r4,还可以采用r1-r3、c1?c2等等.具体的讲解中均选择换行,是为了引导学生从这儿开始尽量形成“用行不用列”思想,为后续初等行变换的讲解作铺垫。

要求学生打开云班课,运用化上三角形法计算如下行列式,通过一学一练的方式巩固所学知识。

例2中所给行列式具有明显的特点,各行(列)的行(列)和相等,对于这种具有明显规律的行列式,要引导学生总结规律,在求值过程中少走弯路。

课后,学生可以通过云班课对所学内容进行复习,也可以对课上没有听懂的内容再学习,从而提高学习效果。

4 小结

在线性代数教学中,要引导学生合理使用移动终端,利用云班课,学生可以直观的了解自己的学习状态,并且可以进行相互评价或小组评价,大大提高了学生参与课程的积极性.另外,教师可以通过移动终端反馈的学生的学习情况,进行有针对性地、适时地调整教学计划,真正实现以学生为中心、以学生的学习状态确定教学计划和进度,提高教学效果。

参考文献

[1]戴斌祥.线性代数[M].北京:北京邮电大学出版社,2012.

[2]向修栋,刘丽敏.线性代数[M].北京:北京邮电大学出版社,2017.

[3]赵杰,杨春梅,徐志丹,等.云班课与高校教学深度融合策略的探索[J].科技视界,2019(30):76-77.

[4]郭艳红.借助新媒体移动终端提升线性代数教学效果对策探究[J].新闻传播,2018(08):23-24.

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