MATLAB在中學(xué)數(shù)學(xué)和地理教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要： 隨著多媒體教學(xué)的日益推廣，各類教學(xué)軟件在中學(xué)教學(xué)中所起的作用日益顯著。MATLAB由于具有強大的計算和圖形處理功能，已成為當(dāng)今大學(xué)科研和教學(xué)必不可少的工具。探討該軟件在中學(xué)教學(xué)中的使用途徑，對于提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。本文針對MATLAB圖形處理的優(yōu)勢，就其在中學(xué)數(shù)學(xué)和地理所涉及的圖形繪制、數(shù)形結(jié)合和數(shù)據(jù)插值擬合等方面的應(yīng)用，做了初步的嘗試。

關(guān)鍵詞： MATLAB Simulink 圖形處理 中學(xué)數(shù)學(xué)和地理教學(xué)

1.MATLAB及Simulink簡介

MATLAB是當(dāng)前最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)軟件之一，它的產(chǎn)生是與數(shù)學(xué)計算緊密聯(lián)系在一起的[1]。該軟件不僅有好的工作平臺和編程環(huán)境，簡單易用的編程語言，強大的科學(xué)計算能力，更重要的是具有出色的圖形處理功能。不但等繪制二維曲線和三維曲面，還能對這些圖形進(jìn)行光照和色度等處理[2]，[3]。此外，MATLAB對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工程的各個領(lǐng)域。Simulink是一個集建模、仿真和分析動態(tài)系統(tǒng)為一體的軟件，是一種基于MATLAB的圖形設(shè)計環(huán)境[4]。Simulink提供了一個建立模型方框圖的圖形用戶接口（GUI），模型的創(chuàng)建只需要單擊和拖動鼠標(biāo)即可完成。Simulink中包含了實現(xiàn)不同功能的模塊庫，使得用戶在這種設(shè)計中，不必考慮模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)而直接實現(xiàn)其想要的功能。

2.MATLAB在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

由于MATLAB具有強大的圖形處理功能，因此在中學(xué)數(shù)學(xué)多媒體教學(xué)中，既可以用它來繪制圖形，又便于采用數(shù)形結(jié)合的方法授課。

2.1繪制曲線

采用MATLAB繪制圖形，一是圖形比較標(biāo)準(zhǔn)，二是節(jié)省課堂教學(xué)時間，三是能讓學(xué)生體驗MATLAB軟件的強大功能，引導(dǎo)他們主動學(xué)習(xí)和使用的興趣。

以三角函數(shù)的計算為例，假設(shè)我們繪制函數(shù)y=sin（x）-cos（x）的圖形。傳統(tǒng)的方法是在一個周期內(nèi)采用五點或九點描圖法求解。計算比較復(fù)雜。這里采用兩種MATLAB的方法可以快速直觀地得到該函數(shù)的圖形。

顯然，這樣具有立體效果的三維圖更便于學(xué)生理解和掌握地形地勢，從而增強教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]董霖.MATLAB使用詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]陳杰.MATLAB寶典（第三版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3]卓金武等.MATLAB在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版，2011.

[4]龔純，王正林.MATLAB語言常用算法程序集（第二版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.