为进一步全方位深化大规模课堂教学改革,推动教学理念、教学内容、教学模式、教学方法、教学手段等一体化改革创新,全面提升数学教师团队的课堂教学水平和教学质量,在《重庆移通学院教师磨课工作实施方案》的文件指引下,綦江校区数理教学部应用数学教研室针对《线性代数》课程前后开展了三次集中磨课研讨,教研室共同探讨教学方式、教学手段等,革新教学理念与方法,强化教学过程管理。

张小娟老师作为磨课代表,选取“逆矩阵的应用—信息解密”内容进行深度打磨,2025年3月19日,全体教师针对教学设计展开细致研讨与打磨。张老师预想从课前通过学习通发布预习资料—希尔密码的基本原理,让学生思考矩阵可逆性在密码学中的应用,引导学生思考数学在国家安全和信息技术中的重要性、激发学生兴趣;课中先通过Alice和Bob的通信问题引入逆矩阵在密码学中的应用,介绍希尔密码原理,再设计闯关游戏进行解密—密码本之战(矩阵可逆性的判断)、密钥之战(逆矩阵计算)、揭秘之战(希尔密码解密),提高学生的参与性和课堂趣味性,让学生在解密过程中,意识到信息安全的重要性,培养学生的责任感和使命感,并鼓励学生面对困难,勇于挑战;课后让学生以小组形式设计一个简单的希尔密码的加密和解密任务,提交至学习通平台,让小组之间相互完成解密。

随后教研室及课程组教师激烈讨论提出如下建议:陈玲副主任注意到课后的课程思政与课中的雷同度较高,建议从高阶性、专业性方面考虑,如面临一个阶数很高的密钥进行解密时,手工计算并非易事,鼓励学生运用程序进行求解;应用数学教研室主任边梦柯观察到问题导入时的希尔密码原理,学生在课前已经通过课前任务观看学习,建议结合观看数据抽选学生进行复述,锻炼学生的表达能力和理解能力;基础数学教研室主任叶彩虹建议结合我校主办的“网络攻防大赛”进行点题,让学生更有实感;优秀资深教师吴小瑞提到,与解密破译伴随的也有对网络安全的守护—红客联盟,他们对外来黑客的不正当网络侵入为国家提供技术支持,一致对外,维护祖国统一、捍卫国家主权,提高学生的民族荣誉感。

基于第一次磨课后教师们提出的建议,为更好地落实“两性一度”要求,张小娟老师对教学设计等方面进行了适度完善与修改。3月26日,教研室组织开展了第二次磨课,具体情况如下:在课前预习中,发布逆矩阵在密码学中的应用相关中文论文资料。课中环节,通过《潜伏》主人公接收信息破译视频片段引出上课内容主题,阐述加密解密原理、演示信息发送过程,开展内容授课;闯关任务修改为“加密解密算法—密钥矩阵的求解—明文的解密”,附以课堂练习“方阵的可逆性判断、伴随矩阵的求解、明文矩阵的求解和解读”。在整个解密过程中,强调信息安全的重要性,培养学生的责任感和使命感,并回扣导入视频,介绍《潜伏》原型革命者的事迹。课后,鼓励小组设计编码方法和密钥矩阵,并尝试用编程实现解密、进而解读明文。

教研室及课程组教师们对张老师更新后的教学设计大为赞叹:思政元素的融入更加自然无痕,论文文献阅读、小组设计编码方法和密钥矩阵体现了高阶性、创新性和挑战度;教学环节的设计体现了以学生为中心的课堂教学理念,并突出能力为本的闯关练习模式;课前、课中、课后贯彻价值引领和团队合作精神。

4月2日的第三次磨课,张小娟老师对教学过程的实施进行了详细的介绍:播放视频片段引入学习的内容—逆矩阵在密码学中的应用,介绍学习目标,让学生清晰认识方向;讲解加密、解密原理,寻找算法、探索密钥,求解明文,梳理模型。借助学习通平台发送密文,让学生按照指定的规则将密文转写为矩阵,培养和锻炼学生的建模能力;通过随堂练习让学生回顾方阵的可逆性判断、伴随矩阵的求解,为探索密钥和求解明文做准备,观察统计数据了解学生的掌握程度,凸显学生前期的知识学习效果;结合目前所学的矩阵运算(加、减、乘法),发布小组讨论活动,让学生判断哪种运算对矩阵进行加密后相对较难破译,培养学生对知识应用的判断能力,成功找寻算法。列举几个矩阵,根据建立的模型探索辨别哪个可作为密钥,进而求解明文矩阵;组织学生参照密码本译出明文信息—NOT A BIT LESS,鼓励其分享心得,突出“台湾是中国领土不可分割的一部分”这一国家统一的信念,强化中华民族共同体意识。课后作业分选做、必做体现分层,满足不同程度学生需求;小组完成任务设置和组间求解,体现团队合作精神。

经过三次针对《线性代数》“逆矩阵的应用—信息解密”内容的磨课,教师团队在教学理念、方法等多方面取得了显著成果。磨课过程中,教师团队相互学习、深化合作,群力群策,深入贯彻教育理念,优化教学方法、教学手段,丰富教学活动等,助力教师不断提升教学技能,相信在系列磨课活动的推动下,教研室全体教师继续携手共进,攻克教学中的壁垒,实现教学质量的提升。
图片:谭鸿杰 屈梦迪 童画
撰稿:边梦柯
审稿:李雪枫
排版:刘亚涛
数理教学部供稿