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《线性代数》课程标准

2023年09月01日 16:02  点击:[]

 

 

《线性代数》课程标准

一、课程基础信息

课程名称

线性代数

课程代码

JC-3-1-1-1-023A

课程学分

4

课程性质(公共或专业+必修或选修)

必修

课程总学时

72

实践学时

18

适用专业(授课对象)

国际贸易

先修课程

微积分

对应职业技能等级证书

对应的职业技能大赛

是否允许免修

 

二、课程性质与任务

本课程是国际贸易专业必修的一门专业基础课程,是在学习了微积分课程、具备了初等代数与高等数学的基本知识能力的基础上开设的一门理论课程,其功能是对接专业人才培养目标,面向各类与经济、管理、工程技术有关的工作岗位,通过对行列式、矩阵、线性方程组、向量与相关性、特征值与特征向量等内容的学习,提高学生的科学素养,培养学生的抽象思维和逻辑推理能力,为后续课程的学习奠定必备的数学知识与能力基础。

三、课程教学目标

(一)总体目标:

本课程的培养目标是通过学习研究有限空间的线性理论,使学生具备有关线性代数的基本理论知识及方法,并能用它分析问题,解决实际问题,为进一步学习专业课打下坚实的基础。

(二)具体目标:

1.素质目标

1)结合数学教学内容和学生实际对学生进行思想品徳教育,逐步树立实事求是、一丝不苟的科学精神;

2)用辩证唯物主义的观点阐述教学内容,使学生领悟到数学源于实践又作用于实践,以及反映数学中的辩证关系,从而受到辩证唯物主义观点的教育;

3)通过了解数学的发展和数学家的成长过程,培养学生的奋斗精神与坚韧不拔的意志;

4)通过融入中国数学史和近现代数学家的故事,坚定学生理想信念,厚植爱国主义情怀;

5)通过教学中融入数学之美,提升学生审美素养;

6)通过分组讨论、练习,培养学生与人团结协作、相互沟通能力。

2.知识目标

1)理解行列式的基本概念与性质,会计算行列式;

2)熟练掌握矩阵的各种运算方法;

3)会判别向量组的线性相关性与线性无关性,理解向量组的秩和矩阵的秩的概念及其关系;

4)掌握线性方程组的解的结构和求解方法;

5)会求实方阵的特征值和特征向量,理解方阵可对角化的条件,掌握方阵对角化的计算方法;

6)了解实二次型概念和正定二次型的判别方法。

3.能力目标

1)使学生了解数学思维的基本模式,并掌握常见的数学思想方法,培养学生具有抽象概括问题的能力以及一定的逻辑思维能力,培养和提升学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力;

2)培养和提升学生根据现象分析问题本质的能力、细致的观察能力、准确的判断能力;

3)提升学生的自学能力及合作学习的能力,具有根据需要适时自我更新知识和更新技术的能力。

  1. 课程内容和要求

序号

教学项目

教学内容与教学要求

教学活动设计建议

参考

学时

1

行列式

1.行列式的定义:熟练计算二阶、三阶行列式,理解行列式中元素的余子式和代数余子式的定义,了解行列式按其第一列展开的递归定义,熟记三角行列式的计算公式;

2.排列:了解排列的定义,会求排列的逆序数

3.行列式的性质与计算:掌握并会熟练运用行列式的性质,掌握行列式的基本计算方法,会计算具有特殊形状的数字和文字行列式及简单的n阶行列式,低阶范德蒙行列式的计算;

4.克拉默法则:知道克拉默法则,会用克拉默法则求解简单的线性方程组;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;认真完成课堂和课后作业,反复练习,形成技能;

3.行列式的计算采用分组讨论的形式,找出最佳的计算方法和途径。

 

14

2

矩阵

1.矩阵的定义:理解矩阵的定义,知道几种特殊方阵的定义,知道矩阵与行列式的区别及二者符号的区别;

2.矩阵运算及其运算规律:掌握矩阵相等与加、减法的定义及其可运算的条件和运算律,理解数乘矩阵的定义,掌握矩阵乘法的定义和可乘的条件,掌握矩阵乘法的运算法则,会用方阵行列式的乘法法则,知道转置矩阵的定义和运算律,知道对称矩阵和反对称矩阵的定义;

3.逆矩阵:理解可逆矩阵的概念和性质,熟练掌握方阵可逆的条件和求逆运算律,理解方阵的伴随矩阵的定义,会用伴随矩阵求二阶和三阶矩阵的逆矩阵,会解矩阵方程;

4.分块矩阵:知道分块矩阵的定义,理解分块矩阵的加法、数乘和乘法运算及分块矩阵的转置运算,会将矩阵按行或列分块,并进行运算;

5.矩阵的初等变换与初等矩阵:理解矩阵的初等变换和初等矩阵的定义及其相互之间的关系,知道初等方阵的逆矩阵,知道矩阵等价的概念和矩阵的等价标准形,会利用矩阵的初等行变换求可逆矩阵的逆矩阵;

6.矩阵秩的定义及求法:理解矩阵的秩的定义,知道方阵满秩的概念及性质,会根据定义求比较简单的矩阵的秩,会用矩阵的初等行变换求矩阵的秩;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;认真完成课堂和课后作业,反复练习,形成技能;

3. 通过上网或查阅有关资料,了解矩阵在本专业中应用,加深对所学知识的理解和掌握。

16

3

向量空间

1.向量的定义与向量组的线性组合:知道向量的定义,掌握向量的线性运算及运算法则;

2.向量组的线性相关性与线性无关性:理解线性组合和线性表示的定义,理解线性相关和线性无关的定义,掌握判断向量组相关性的方法;

3.向量组的最大无关组和向量组的秩:理解两个向量组等价的概念,理解向量组的最大无关组的定义及其与原向量组的定价关系,并会求向量组的最大无关组,理解向量组的秩的概念,并会求向量组的秩;

4.向量组的秩与矩阵的秩的关系:知道矩阵的行秩与列秩的定义及其与矩阵的秩的关系,熟知关于矩阵的秩的重要结论;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;

3. 认真完成课堂和课后作业,反复练习,形成技能;

8

4

线性方程组

1.齐次线性方程组有非零解的充要条件:理解齐次线性方程组有非零解的充要条件;

2.齐次线性方程组解的性质与解空间:理解齐次线性方程组解的性质,理解齐次线性方程组解空间的概念;

3.齐次线性方程组的基础解系与通解:理解齐次线性方程组的基础解系的定义,会判定基础解系所含向量的个数,掌握用初等行变换法求齐次线性方程组的基础解系的方法,会化齐次线性方程组的系数矩阵为简化行阶梯形矩阵,会写出方程组的通解;

4.非齐次线性方程组有解的充要条件:理解非齐次线性方程组有解的判别定理,掌握非齐次线性方程组有唯一解,有无穷多解的判别方法,会讨论含参数的非齐次线性方程组的求解问题;

5.非齐次线性方程组解的性质、解的结构和通解的求法:理解非齐次线性方程组的解与它对应的齐次线性方程组的解之间的关系,熟练掌握非齐次线性方程组的通解的求法;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;

3. 以小组的形式从所给案例中选择一个题目,运用本章所学知识进行分析,建立数学模型,解决案例中提出的问题。

14

5

特征值与特征向量

1.特征值与特征向量:理解实方阵的特征值和特征向量的定义、性质,会求给定矩阵的特征值和特征向量;

2.相似矩阵的定义和性质:理解矩阵相似的定义和相似矩阵的基本性质;

3.方阵相似对角化:熟知实方阵相似于对角矩阵的充要条件和一个充分条件,掌握用相似变换化方阵为对角矩阵的方法;

4.向量内积和正交矩阵:清楚向量内积的定义和基本性质,会计算向量的内积,知道向量的长度的定义和吧非零向量单位化,理解两个向量正交的概念,会判定两个非零向量是否正交,知道标准正交向量组的定义及其线性无关性,熟练掌握正交矩阵的定义及其性质,掌握线性无关向量组的施密特正交化方法;

5.实对阵矩阵的性质:知道实对称矩阵的特征值和特征向量的性质,知道实对称矩阵必正交相似于对角矩阵;

6.实对称矩阵的正交相似标准形:会求实对称矩阵的正交相似标准形;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;

3. 认真完成课堂和课后作业,反复练习,加深理解,提高技能;

12

6

实二次型

1.实二次型的定义及其矩阵表示:知道实二次型的定义及其矩阵表示;

2.实二次型的标准形:知道实二次型的标准形,知道矩阵合同的定义;

3.化实二次型为标准形:知道正交变换的定义,掌握用正交变换化实二次型为标准形的方法;

4.惯性定理与二次型的规范形:知道惯性定理,知道二次型的秩及二次型的正、负惯性指数及符号差,知道二次型的规范形;

5.正定二次型与正定矩阵:理解正定二次型和正定矩阵的概念,掌握正定二次型和正定矩阵的判别方法;

1.学生自学:结合线上资源,课前预习;

2. 课堂授课:要求课堂认真听讲,有选择地做好笔记;

3. 认真完成课堂和课后作业;

8

合计

72

 

五、教学建议

(一)教学方式与方法

根据教学内容,结合学情分析以及教学重点、难点突破等,课程采用混合式教学模式,主要采用模块化教学方式,使用讲授、案例分析、头脑风暴、小组讨论、课堂(后)练习等教学方法。

(二)教学评价

本课程根据教学需要,实施知识、能力、素质考核并重的多元化课程考核方式。考核评价的内容包括学生的知识掌握情况、学习态度和对知识的总结与应用能力。

本课程采用 “过程评价+考试”的考核方式。“考试”为课程的期末考试,采用笔试闭卷的形式,主要考核学生对于理论知识的掌握程度。“过程评价”是进程性考核过程,由课堂出勤率、个人作业任务、课堂表现和单元自测构成,主要考核学生的学习态度、学习能力和综合素质的培养。

考核类别

平时过程性考核50%

期末终结性考核50%

补考

考核要求

平时表现40%(考勤、作业、课堂表现)等)+阶段考核10%

理论考试50%

理论考试

(三)教学条件

本课程积极采用多种现代化的教学手段,提高教学的质量和效率,构建师生互动的教学平台。建议主要教学条件有:

1.多媒体教学

线下授课采用多媒体教室

2.网络教学

线上教学内容采用清华在线平台与智能课堂平台结合

(四)教材编选

1)选用教材:《经济数学—线性代数》(第4版)吴传生主编,高等教育出版社;

2)参考教材:

《线性代数(经管类)》,刘吉佑、徐成浩主编,武汉大学出版社;

《线性代数》第四版,赵树嫄主编,中国人民大学出版社

《线性代数》第六版,同济大学数学系编,高等教育出版社。

 

 

 

编写:于蕴         校对:             审核:

 

基础教学部 (系部)

 

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