《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》課程的教學(xué)探索與實踐

鄧塏鏞　石碧瑩

摘 要：《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》屬于理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它注重鍛煉學(xué)生的數(shù)理分析能力，課程的擴(kuò)展性和實用性強(qiáng)。但是，在實際的教學(xué)過程中，教學(xué)環(huán)境、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、教師的教法和內(nèi)容編排等因素都會影響教學(xué)質(zhì)量。針對以上幾方面的因素，經(jīng)過對該課程的教學(xué)探索和實踐，總結(jié)出應(yīng)對相關(guān)影響因素的措施，以期提高學(xué)生理解知識、學(xué)以致用的能力，并取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：Matlab；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)探索；教學(xué)方法

中圖分類號：TP319；G632.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.126

Matlab作為一種以數(shù)值計算和數(shù)據(jù)圖示為主的計算機(jī)軟件，內(nèi)含多個學(xué)科適用的專業(yè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于數(shù)理分析、電路仿真、光學(xué)仿真和圖像處理等方面?！禡atlab應(yīng)用基礎(chǔ)》課程作為高等學(xué)校電子信息類專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，注重鍛煉學(xué)生的算法編寫、數(shù)學(xué)建模和數(shù)理分析等能力，要求學(xué)生熟練運用Matlab解決數(shù)學(xué)問題，并將其拓展到專業(yè)課程的運用中。但是，在實際教學(xué)中，很多因素都會影響這門課程教學(xué)的質(zhì)量，因此，筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗，不斷地探索和實踐，為提高這門課程的教學(xué)質(zhì)量提出了以下幾點建議。

1 上機(jī)操作與板書講授相結(jié)合

雖然《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》是理論課，但是，往往要通過編程實現(xiàn)算法才能掌握相關(guān)的知識點。枯燥的板書講授無法把煩瑣的問題具體化，學(xué)生會逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。因此，將這門課程安排在機(jī)房上，教師可以先按照程序執(zhí)行的順序講授知識點、板書重點，然后在Matlab軟件里鍵入程序，證明算法的作用，而學(xué)生也可以通過模仿鍵入程序得到親身體驗。模仿和體驗的過程對于這門課的學(xué)習(xí)非常重要，因為程序編寫的教學(xué)過程往往需要學(xué)生一步一步跟著做，從模仿中體會、從體會中領(lǐng)悟。

在學(xué)生的程序執(zhí)行后，肯定會出現(xiàn)各種各樣的問題需要檢查，學(xué)生要自主尋找問題所在，矯正錯誤，得出最理想的結(jié)果，并總結(jié)經(jīng)驗，鞏固知識。對于復(fù)雜的指令，更能體現(xiàn)出上機(jī)操作與板書講授相結(jié)合的好處。教師在軟件中每輸出一步，都可以通過板書逐步解釋指令的執(zhí)行過程，將理論講解與程序驗證結(jié)果有機(jī)融合，能讓學(xué)生更容易、透徹地理解復(fù)雜的數(shù)理問題。

2 教師教法與章節(jié)知識相匹配

《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》課程大綱要求將教學(xué)內(nèi)容分成基本語法、數(shù)學(xué)問題應(yīng)用和專業(yè)課程運用3部分，章節(jié)不同，難點、重點頁就各有差異。只有教師的教法與章節(jié)知識相互匹配，才能取得良好的效果。

基本語法作為基礎(chǔ)內(nèi)容，對所有學(xué)生的要求都是一致的。矩陣、元素群、邏輯判斷、流程控制、繪圖和函數(shù)文件等內(nèi)容非常直觀，教師可以先提出知識點，然后讓學(xué)生跟著自己的思路，編程驗證其功能。Matlab語言的擴(kuò)展性強(qiáng)，類似用途的指令寫法多樣、靈活性大，因此，教師教了一個點，就可以提出不同的構(gòu)思，讓學(xué)生自己實踐、總結(jié)出一個知識點可擴(kuò)展的功能和寫法，教師最后再圍繞這個知識點將擴(kuò)展點連成一個知識面?；菊Z法比較簡單，但是，知識點是零散的，要想讓學(xué)生牢固地掌握，就要靠教師帶領(lǐng)學(xué)生，以點連線再組面地系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

在數(shù)學(xué)問題應(yīng)用方面，其目的是不僅要讓學(xué)生學(xué)會高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和復(fù)變函數(shù)等算術(shù)運算，還要解決生活中的數(shù)學(xué)問題，將基本語法語句組合成一個邏輯性強(qiáng)、功能復(fù)雜的大程序。這樣，教師應(yīng)讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)相關(guān)題目，課上先用算法圖剖析解決問題的思路，然后用Matlab語言逐步翻譯算法圖，同時，讓學(xué)生鍵入算法后將教師的答案與自己預(yù)習(xí)的程序作對比，從寫法和效果上思考自己的問題所在。最后教師必須從功能到語法、整體到局部，分主次地總結(jié)這類問題的解決方法。之后，教師可以逐步提升題目的難度，讓學(xué)生結(jié)合例題要點尋求答案。同時，在總結(jié)時，要突出兩題的差異、解題結(jié)構(gòu)和難點處理方法，從而培養(yǎng)學(xué)生熟能生巧、靈活變通地運用知識解決實際問題的能力。

在專業(yè)課程運用方面，其目的是引導(dǎo)學(xué)生將Matlab軟件運用到多門專業(yè)課程上，進(jìn)行知識遷移。教師要針對不同專業(yè)課的經(jīng)典案例進(jìn)行仿真，比如利用Simulink工具箱仿真電路；利用圖像處理函數(shù)對圖像進(jìn)行均衡化處理；將圓孔衍射的光強(qiáng)分布函數(shù)通過Matlab的繪圖功能展現(xiàn)出圓孔衍射的光強(qiáng)分布和二維圖樣、三維圖樣……學(xué)生運用Matlab的專業(yè)函數(shù)庫、工具箱，可以呈現(xiàn)出可視化的圖表數(shù)據(jù)信息，在體驗到Matlab多領(lǐng)域功能的同時，又能激發(fā)他們對專業(yè)課程的求知欲，進(jìn)而利用Matlab完成相關(guān)的實踐驗證。

3 內(nèi)容編排與學(xué)生基礎(chǔ)相適應(yīng)

《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時安排緊，教師只有結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的知識體系，合理編排教學(xué)內(nèi)容，才能讓學(xué)生更好地適應(yīng)、吸收和運用這門課的知識。該課程的面授對象是大二和大三的電子信息類學(xué)生，基礎(chǔ)語法對于所有學(xué)生的要求都是一致的，但是，在應(yīng)用方面，教師則要因材施教。對于大二的學(xué)生，他們專業(yè)課較少，因此，數(shù)學(xué)應(yīng)用內(nèi)容應(yīng)占主要部分，要將重點放在高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和數(shù)理分析等方面；對于大三的學(xué)生，他們專業(yè)課程多， Matlab的專業(yè)應(yīng)用廣，因此，專業(yè)課程的應(yīng)用應(yīng)占較大的比例。除此之外，教師除了要加強(qiáng)對電路的仿真教學(xué)外，還應(yīng)滿足學(xué)生的專業(yè)需要，做到有的放矢。對于電子系學(xué)生，應(yīng)講授物理光學(xué)、光纖傳輸?shù)葢?yīng)用；對自動化系的學(xué)生，應(yīng)講授有關(guān)現(xiàn)代控制原理、DSP等應(yīng)用；對于信工系學(xué)生，應(yīng)講解信號與系統(tǒng)、電磁波和圖像處理等方面的應(yīng)用。《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容編排必須與學(xué)生基礎(chǔ)相適應(yīng)，這樣才能在短學(xué)時的課程里最大限度地發(fā)揮出這門課對其他專業(yè)內(nèi)容的作用，使學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)有所長。

4 結(jié)束語

《Matlab應(yīng)用基礎(chǔ)》被廣泛應(yīng)用于專業(yè)課程中，學(xué)生要努力掌握Matlab知識，為日后在其他領(lǐng)域的學(xué)習(xí)、研究提供可靠的數(shù)據(jù)分析和具體的模型展示。因此，教師應(yīng)該從教學(xué)形式、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容入手，做到以人為本、因材施教，從高校的教學(xué)研究和課堂實踐中培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

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作者簡介：鄧塏鏞（1988—），女，廣東珠海人，助教，主要從事電子科學(xué)與技術(shù)方面的研究。石碧瑩（1982—），女，湖南漣源人，講師，主要從事圖像處理技術(shù)方面的研究。

〔編輯：白潔〕