吳飛 楊敏 樊春霞 荊曉遠(yuǎn)

摘 要：MATLAB是數(shù)據(jù)分析、算法開(kāi)發(fā)、科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)可視化的重要軟件工具，在工程計(jì)算、圖像處理、信號(hào)分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合《MATLAB與仿真》課程的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、授課方式、考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革探討，對(duì)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量會(huì)有所助益。

關(guān)鍵詞：MATLAB；授課方式；考核方式

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9132（2018）14-0005-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.14.001

自1984年問(wèn)世以來(lái)，MATLAB經(jīng)歷了實(shí)踐的檢驗(yàn)和市場(chǎng)的篩選，目前已經(jīng)是廣大科研技術(shù)人員、高校師生常用的一個(gè)仿真軟件[1]。MATLAB具有如下特點(diǎn)：語(yǔ)法簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂，編程效率高；科學(xué)計(jì)算能力和可視化功能強(qiáng)大；可實(shí)現(xiàn)與Visual C++等其他編程平臺(tái)的混合編程，運(yùn)行效率高；具有豐富的應(yīng)用工具箱，使用方便。因此，基于MATLAB的編程已經(jīng)是理工科專業(yè)廣泛開(kāi)設(shè)的一門課程。

除了面向本科生開(kāi)設(shè)《MATLAB與仿真》課程，高校還針對(duì)全日制和非全日制研究生開(kāi)設(shè)該課程。當(dāng)然，對(duì)于不同階段的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重和要求有所不同。由于MATLAB主要服務(wù)于科學(xué)研究和工程計(jì)算，涉及大量數(shù)學(xué)理論和函數(shù)，因此，課程一般要求學(xué)生先修《高等數(shù)學(xué)》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》《矩陣?yán)碚摗返认嚓P(guān)課程。

一、 存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)內(nèi)容的問(wèn)題

MATLAB有很強(qiáng)的實(shí)用性，這也就意味著MATLAB應(yīng)該用于解決實(shí)際的科學(xué)或工程問(wèn)題，這樣學(xué)生才能切實(shí)感受到MATLAB的實(shí)用。而在本科生課程中，主要介紹語(yǔ)法、基礎(chǔ)知識(shí)，實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題涉及較少；研究生已經(jīng)在本科階段接觸過(guò)MATLAB，了解基本知識(shí)，主要關(guān)心與其課題研究相關(guān)的內(nèi)容，對(duì)其他教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有很高的學(xué)習(xí)熱情。

（二） 授課方式的問(wèn)題

目前，主要進(jìn)行多媒體授課，教師在授課過(guò)程中借助PPT或者教案講述理論，理論講授結(jié)束后，學(xué)生進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)。研究生課程甚至主要采用理論教學(xué)方式，通過(guò)教師講授過(guò)程中的實(shí)例演示和課后習(xí)題練習(xí)的方式使學(xué)生得到實(shí)踐體驗(yàn)。這兩種授課方式都缺乏互動(dòng)，學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，這使得他們的學(xué)習(xí)熱情減弱。

（三）考核方式的問(wèn)題

課程考核常采用課后習(xí)題、仿真練習(xí)與期末考試（筆試）相結(jié)合的方式。以筆試為主的考核方式使得學(xué)生將主要的學(xué)習(xí)時(shí)間放在課堂上，注重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，在課后不愿花時(shí)間進(jìn)行實(shí)踐，看似掌握得很好，實(shí)際動(dòng)手時(shí)發(fā)現(xiàn)基本指令使用有困難[2]。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（一） 聯(lián)系專業(yè)特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容

MATLAB教材一般會(huì)系統(tǒng)介紹MATLAB的功能，如數(shù)值計(jì)算是其中重要的章節(jié)，覆蓋數(shù)值積分、函數(shù)極值、微分方程的解、矩陣分解、線性方程的解、概率函數(shù)、隨機(jī)數(shù)生成、多項(xiàng)式運(yùn)算、最小二乘法、卷積運(yùn)算等內(nèi)容。教師應(yīng)該根據(jù)選課學(xué)生的專業(yè)情況進(jìn)行有側(cè)重的講述，并且需要在教學(xué)內(nèi)容中穿插學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)例，使得學(xué)生感受到MATLAB的實(shí)用性和學(xué)習(xí)該課程的重要性。此外，MATLAB包含眾多有用的工具箱，可服務(wù)于如數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與優(yōu)化，信息處理與通信，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析，圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)，計(jì)算金融等領(lǐng)域。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)，介紹該專業(yè)領(lǐng)域的工具箱會(huì)有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。

（二） 增強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，提高實(shí)際問(wèn)題解決能力

《MATLAB與仿真》應(yīng)該是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。課程如果只是單純的理論教學(xué)，肯定不足以提升學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力[4]。而如果僅僅是針對(duì)重要授課內(nèi)容進(jìn)行課堂提問(wèn)或是課堂討論，這種授課方式也不利于增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。對(duì)于教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，可以在課堂上留有一定的時(shí)間，選擇部分經(jīng)典實(shí)例習(xí)題，讓學(xué)生走上講臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編程演示驗(yàn)證?，F(xiàn)場(chǎng)編程可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論的理解，對(duì)問(wèn)題主動(dòng)的思考，也可以增強(qiáng)師生間的交流，提升學(xué)生的自信心和實(shí)際問(wèn)題解決能力。

（三） 改革考核方式，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)

《MATLAB與仿真》考核主要采用筆試的方式，在試卷中考查學(xué)生需要掌握的課程重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。平時(shí)的課后習(xí)題、仿真練習(xí)、作業(yè)成績(jī)也會(huì)作為平時(shí)成績(jī)以一定比例綜合核算總成績(jī)。筆試為主的考核方式具有較強(qiáng)的導(dǎo)向性，會(huì)使得學(xué)生注重基礎(chǔ)知識(shí)的掌握而忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)[5]。作為一門編程語(yǔ)言課程，MATLAB應(yīng)該像C/C++等語(yǔ)言一樣，將上機(jī)考試作為最終考核的一個(gè)重要方面。這樣可以促進(jìn)學(xué)生在課堂中更加用心進(jìn)行實(shí)踐，也能促進(jìn)學(xué)生在課后花精力進(jìn)行練習(xí)，主動(dòng)且有效提升實(shí)踐能力。

總之，針對(duì)學(xué)生對(duì)《MATLAB與仿真》課程學(xué)習(xí)熱情不高的現(xiàn)狀，需要進(jìn)行課程教學(xué)改革的實(shí)踐和探討。課程教學(xué)需要聯(lián)系學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，精選學(xué)生感興趣的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；需要增強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編程驗(yàn)證等方式，提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力；需要改革考核方式，增加上機(jī)考試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張志涌，楊祖櫻.MATLAB教程：R2010a[M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2010.

[2] 肖林，張永勝.Matlab課程教學(xué)與改革探索[J].科技視界，2016 （19）.

[3] 聶建輝.Matlab與科學(xué)計(jì)算課程教學(xué)方法改革[J].學(xué)周刊，2017（19）.

[4] 吳松松，姚永芳，梁志偉.Matlab與科學(xué)計(jì)算教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].學(xué)周刊，2015（31）.

[5] 樊春霞.《MATLAB與仿真》課程教學(xué)改革的探討和思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（26）.