matlab及其应用课程教学研究与探索

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1、Matlab及其应用课程教学研究与探索　　摘要：Matlab及其应用课程内容多、涉及面广，在有限的学时内进行优质、高效的教学是一项挑战性工作。为了提高教学效果，针对目前教学中的问题，对课程体系进行了研究和探索，提出根据实际应用领域选择和增加教学内容，并根据教学内容的特点采用实例教学法、任务驱动教学和网络教学。　　关键词：Matlab;教学内容;教学方法　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2015）20-0152-02　　一、引言6　　Matlab是世界流行的优秀科技应用软件之一，是一种主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境

2、，它将矩阵计算、数值分析、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言开发的程序等，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平，在数学类科技应用软件中首屈一指，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测等领域。因此，Matlab及其应用是国内外高校理工科专业开设的一门重要专业基础课，

3、为本科生和研究生的后续课程、课题研究的科学计算奠定了基础，在课程体系中占有重要地位[1，2]。本课程具有内容丰富、涉及知识面广、信息量大和发展更新快等特点，同时又与专业背景有关，在有限的课时内传授Matlab的精髓，并培养学生应用Matlab解决实际科学问题的能力，这是对教师教学方法与能力的一个挑战[3]。本文针对教学实践的现状，以提高教学水平、教学效率和教学效果为目标，对Matlab及其应用课程教学进行研究与探索。　　二、教学现状　　Matlab及其应用课程与多门课程交叉，既具有理论性又具有实践性，为了提高教学效果，需要对该课程的教学进行研究和改进。根据作者调研，目前的教学实

4、践中存在以下问题：教学内容上，主要参照各类教程按功能分类陈述的一系列命令和函数的用法，没有与相关课程的教学内容结合，而且缺少具有实际应用背景的介绍;教学方法上，以讲授法为主，按照教材的章节顺序对教材上的命令和函数介绍，再通过相关例子讲解用法，学生不能自主学习和探索;教学效果上，仅仅会独立使用命令和函数，面对具体的专业问题时，却不能运用所学相关的知识去解决实际问题，具体表现为学生综合应用能力不强，缺乏分析问题的能力[4，5]。究其原因，主要在于课程内容与专业、应用背景脱节，而且传统教学方法对命令和函数的讲授与应用练习都是单独进行的，没有及时与应用实例相结合，学生往往当时能听懂、会

5、练习，但到真正在解决实际问题时需要综合若干知识点，却不能根据实际情况灵活运用已学过的知识，有的甚至学了前面忘了后面，从而失去学习的兴趣，导致教学效果很不理想。6　　三、教学内容的研究　　Matlab及其应用课程的教学内容可以分为三个层次：一是基础知识，主要包括矩阵操作、可视化、程序设计和GUI等，这部分内容和其他高级语言基本相通;二是动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境Simulink，该内容是教学的重点和难点;三是工具箱，该内容可根据专业背景有选择的进行教学。　　本课程存在着内容多和学时有限的矛盾，为了能在有限的时间内让学生掌握核心内容、打好基础，在后续学习和应用中具备自学

6、能力，精选教学内容尤为关键，课程内容应根据不同专业、专业特征以及不同的教学对象进行不同的调整和补充，在教材的选用上也所不同。在教学中应根据专业背景的实际情况，参照课程教学大纲，选择的教学内容尽可能地覆盖知识点，而且在深入学习后续内容的同时能对已讲授过的内容进行复习。　　1.理论联系实际，强调应用领域。如何在有限的学时内让学生掌握Matlab软件，并能综合运用软件提供的功能解决各自的专业问题是课程教学的目的。作者的教学思路是从实际应用领域中选取典型范例，突出应用价值，从实际工程中了解哪些问题需要或者可以由Matlab来解决。矩阵运算是Matlab最基本的功能，在讲解这部分内容时，

7、通过介绍数理统计中的线性回归和实际应用建立联系，对矩阵求逆、转置等知识点进行教学。Matlab在数据可视化方面也提供了强大的功能，在该部分内容的教学过程中，可向学生介绍在实际试验、工程测量及科学计算中，通常将采样的离散数据用各种形式的图形表示出来，从而分析其所反映的内在规律。在Simulink教学过程中，作者通过介绍汽车悬架的知识引入“弹簧―质量―6阻尼器”机械动力学系统的仿真。通过强调教学知识潜在的应用价值，可以充分调动学生学习的主动性和积极性。　　2.根据专业背景增加教学内容。Matla