关于matlab在大学物理教学中合理应用的研究报告

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1、关于Matlab在大学物理教学中合理应用的研究报告（单位、姓名、学号等隐去）一、问题的提出：大学物理学是工科及数学、物理方面专业学生的一门必修课，由于大学物理学习中数学处理比较复杂，学生学习起来普遍感到困。而随着科学技术的不断发展，各学科的分科越来越细，导致人们不得不花更多的时间在专业方向的深入学习上，从而不可能花大量的时间来深入学习并熟练应用相关数学知识。另外，随着物理知识的深入和物理问题的复杂化，也很难通过书本上的几行字便在头脑中产生相应的物理情景，对物理问题的理解也变得更加困难。因此，如何才能使得大学物理的学习变得更容易成为大学物理教学

2、中的一个问题。究其根本，物理教学过程中的大量数学知识要求成为问题的焦点。如何才能让学生在学习的过程中摆脱繁冗的数学问题而更多地关注物理问题本身成为一个关键的问题。由于现代电脑软件技术的发展，如Mathematica、Maple、Matlab、MathCAD等数学软件在大学物理教学中的应用越来越广泛。这些软件的引入为上述问题的解决提供了一种可能性。Matlab以其杰出的图形及运算能力吸引了我的注意，那么Matlab如何在大学物理教学中进行应用？如何才能使得Matlab在大学物理教学过程中的促进作用最大化呢？这便是本课题要研究的。二、选题的意义：

3、Matlab在大学物理教学中的应用为解决大学物理学习难、教学难的问题提供了方向。对于Matlab在教学过程中的应用的研究可以促使其在更多更广泛的物理学科及教学过程中内发挥作用，促进学生对大学物理知识的学习与理解，从而提高学生的学习效果，促进知识的深刻理解，培养物理学习的兴趣。而针对Matlab在大学物理教学过程中合理化运用问题的研究，将对今后大学物理教学效果的进一步提高有所帮助。也为其他软件或高新技术在教学过程中的引入提供值得参考的资料。三、对研究的理论界定：（一）名词解释：1、Matlab：Matlab为矩阵实验室(MatrixLabora

4、tory)之意，是美国Mathworks公司于20世纪80年代推出的一种简便的工程计算语言。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，具备卓越的数值计算能力。基于Matlab平台的Simulink还可提供动态系统建模，允许用户扩展仿真环境，并兼具实时控制等功能。2、物理：本文中所涉及的物理一词专指本科理学物理课程的必修课程部分。3、教学：本文中涉及的“教学”仅指代将有关知识以各种形式由教育者传播给学习者的过程。主要涉及课堂教学及学生的课下学习方面。（二）研究思路：本课题主要着眼于Matlab在大学物理教学中的合理应用。通过对Matla

5、b自身特点、学生学习知识的特点及大学物理自身特点的研究，结合现实教学过程中存在的问题，探索Matlab在大学物理教学中的应用，并力争提出一个合理应用Matlab，促进在此条件下的大学物理教学最优化的方案。研究的思路如下：1、分析现在的大学物理教学情况2、分析存在的缺陷，那些可能通过Matlab的引入解决3、考虑Matlab如何在大学物理教学中进行应用4、探索Matlab的合理应用5、考虑相关问题并完善研究四、研究假设：1、在现有学习环境下，大学物理的学习是比较困难的2、Matlab在大学物理教学中的应用可以提高教学效果3、过分的依赖于Matl

6、ab不利于学生学习大学物理知识五、研究方法设计：基于研究条件所限，依照研究思路设计研究方法如下：（一）个例研究：1、描述性观察：基于研究目的仅对一些物理课程进行描述性观察，通过学生及老师的互动以及学生的反应等对学生现阶段的课堂学习效果进行分析。鉴于研究时间及课程的开设时间的限制，选择电磁学及理论力学两门有一定差别的课程进行观察。2、访谈：通过对学生及教师的访谈了解学生的学习状况及对提高学习效果的想法。鉴于研究水平，选取一名物理系的学生及一名物理课程的教师为访谈对象。内容涉及大学物理课程的学习、计算机辅助学习及学习效果的提高等。基于现实的学习状

7、况，选取一名成绩中上等的学生及一名平时较为熟识的教师作为访谈对象。（二）综合分析：1、资料分析：首都师范大学物理系的相关课程没有涉及Matlab的应用，故仅通过对现有的关于Matlab在大学物理教学中的应用的文献、资料进行分析，了解Matlab在大学物理教学中的应用方案及应用实例，从而对其应用进行相关讨论。2、进一步讨论：通过描述性观察、访谈、资料分析的结果对Matlab在大学物理教学中的合理应用进行探讨，分析应用不当可能造成的结果，并提出其合理应用的建议。六、研究结果：下面通过采取两种研究方法后得出的材料和结论进行分析。（一）、描述性观察：

8、1、对理论力学课程的观察结果（见附录）及分析：a、观察环境：教室中前部几乎坐满了人（约90人），观察者以本课程的学习者的身份介入课堂，因此观察是在自然状态下进行的。