Matlab軟件在民辦本科院校大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用

【摘要】大學(xué)物理作為民辦本科院校的基礎(chǔ)課程，本身有一定的難度，再者民辦本科生源基礎(chǔ)較差，要想學(xué)好大學(xué)物理更是難上加難，引入Matlab數(shù)值計算軟件，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，結(jié)果及現(xiàn)象，用可視化的圖像展示出來，便于學(xué)生的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】Matlab軟件 大學(xué)物理 民辦本科

【基金項目】吉林省教育廳2014年“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項目《項目名稱》（批準(zhǔn)文號623）。吉林省高等教育學(xué)會2015年高教科研課題（JGJX2015C104）。

【中圖分類號】O4-4；G642 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）19-0011-01

1 序言

大學(xué)物理作為民辦本科院校的基礎(chǔ)課程，本身有一定的難度，再者民辦本科生源基礎(chǔ)較差，要想學(xué)好大學(xué)物理更是難上加難，學(xué)生普遍反映公式枯燥乏味，計算過程較難，不容易理解，因此如何適應(yīng)民辦本科院校的時代發(fā)展，對大學(xué)物理課程提出了較高的要求。隨著科技的進步，計算機的發(fā)展，現(xiàn)代化教學(xué)已經(jīng)深入課堂，引入Matlab數(shù)值計算軟件，采用計算機計算的方法，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，結(jié)果及現(xiàn)象，用可視化的圖像展示出來，便于學(xué)生的理解。

Matlab軟件具有數(shù)學(xué)計算，數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)建模和仿真，數(shù)據(jù)分析和可視化等多種應(yīng)用模塊，是一種交互式的軟件運行系統(tǒng)，可以解決工程上的多種技術(shù)問題，運用科學(xué)思維方式和數(shù)學(xué)表達來書寫程序，將數(shù)據(jù)進行可視化，繪制二維和三維的數(shù)據(jù)圖像。

2 將Matlab數(shù)值計算軟件引入民辦本科大學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中的必要性

將Matlab數(shù)值計算軟件應(yīng)用于民辦本科大學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中，充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)的手段，將計算機的科學(xué)計算能力發(fā)揮出來，使基礎(chǔ)較差的學(xué)生也能聽明白，能理解復(fù)雜的物理過程和基本理論，為民辦本科院校的物理教學(xué)改革提供了基礎(chǔ)保障，讓學(xué)生學(xué)習(xí)一種新的學(xué)習(xí)模式，從狹隘的理論學(xué)習(xí)中解脫出來，提供一種新的思維方式與解題方式，培養(yǎng)民辦本科學(xué)生解決問題的能力，從傳統(tǒng)的教學(xué)中解脫出來，增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，使之能獨立思考問題和解決問題。

雖然多媒體課件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了物理教學(xué)中，但是應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件解決物理問題還是不多，特別是民辦本科院校，應(yīng)用起來還是有一定的難度。首先對教師的素質(zhì)要求更高了，教師首先掌握這一科學(xué)方法，還需掌握如何將這一科學(xué)計算方法融入大學(xué)物理教學(xué)中。其次學(xué)生也是主要因素，從高中升入大學(xué)后學(xué)習(xí)方法的不適應(yīng)，大部分學(xué)生局限于高中的學(xué)習(xí)思維，對大學(xué)的學(xué)習(xí)方法還不是很入門。這樣講Matlab數(shù)值計算方法引入大學(xué)課堂還是有一定的難度的。

3 實例分析

本文采用實例來分析如何將Matlab軟件應(yīng)用于大學(xué)物理課堂教學(xué)

在質(zhì)點運動學(xué)部分，我們討論斜上拋運動時，應(yīng)用牛頓第二定律，在x軸方向，，在y軸方向上，，初速度和質(zhì)點質(zhì)量分別為。

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axis（[0 12 0 3]）；

g=9.8；v0=20；m=1；a=pi/4；k1=0.2；

k2=0.5；k3=1；k4=1.2；

x=0：0.1：10.25；

y=tan（a）*x-x.^2*g/（2*v0^2*cos（a）^2）；

y1=（tan（a）+m*g/（k1*v0*cos（a）））*x+m^2*g/k1^2*log（（1-k1/（m*v0*cos（a））*x））；

y2=（tan（a）+m*g/（k2*v0*cos（a）））*x+m^2*g/k2^2*log（（1-k2/（m*v0*cos（a））*x））；

y3=（tan（a）+m*g/（k3*v0*cos（a）））*x+m^2*g/k3^2*log（（1-k3/（m*v0*cos（a））*x））；

y4=（tan（a）+m*g/（k4*v0*cos（a）））*x+m^2*g/k4^2*log（（1-k4/（m*v0*cos（a））*x））；

plot（x，y，o，x，y1，*，x，y2，p，x，y3，d，x，y4，h）；

legend（‘k=0，k=0.2，k=0.4，k=1，k=1.2）；

用Matlab軟件命令來模擬不同阻力系數(shù)和速度下的圖像，清晰明了，學(xué)生很容易理解物理現(xiàn)象與過程。

4 結(jié)論

將Matlab軟件引用大學(xué)物理課堂教學(xué)，使教學(xué)過程不再單一，富有多樣性，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，提高了教學(xué)效果，減小了學(xué)生對大學(xué)物理學(xué)習(xí)的抵觸心理，對現(xiàn)代化教學(xué)改革具有現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]高慧昀，王曉麗.Matlab在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用探索[J].山東工業(yè)技術(shù).2013（7）：108

[2]羅志榮，盧成健.Matlab在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用實例[J].玉林師范學(xué)院學(xué)報.2014（5）：29-32

作者簡介：

姓名：周麗（出生年1981-），性別：女，民族：漢，籍貫：黑龍江，職稱：講師，學(xué)位：碩士。主要研究方向：物理教育。