MATLAB在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

韋天運

【摘? ? 要】在數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)背景下，為了提高高中數(shù)學(xué)教學(xué)水平，教師應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)地開展教學(xué)實踐，創(chuàng)新教學(xué)方式，有效地提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。本文總結(jié)了MATLAB在數(shù)學(xué)課堂的具體應(yīng)用策略，使學(xué)生能夠用程序思想理解與表達(dá)問題，理解程序思想與計算機解決問題的聯(lián)系。

【關(guān)鍵詞】MATLAB? 高中數(shù)學(xué)? 應(yīng)用

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.12.168

在新時代數(shù)字化、信息化的背景下，高中數(shù)學(xué)教師隊伍要具有計算機軟件和計算機硬件的操作能力，并在教學(xué)的時候能夠應(yīng)用信息技術(shù)輔助教學(xué)，這在高中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中是最為主要的發(fā)展趨勢。因此，下面將對MATLAB在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進行有效研究。

一、MATLAB的概述

MATLAB就是科學(xué)技術(shù)應(yīng)用性的軟件，能夠科學(xué)地進行計算，可視化地呈現(xiàn)計算環(huán)境，在設(shè)計的基本形式上屬于交互式設(shè)計。MATLAB語言比較簡單，使用起來也很方便，能夠使用戶在應(yīng)用的時候感受到便利性。另外，MATLAB也被廣泛地應(yīng)用于系統(tǒng)控制設(shè)計中的圖像和信號處理領(lǐng)域。

MATLAB這種應(yīng)用型軟件其自身擁有獨特的特點，具體體現(xiàn)在如下幾個方面。1.MATLAB庫函數(shù)很簡單，使用起來豐富靈活，程序本身自由化，根據(jù)初學(xué)者的情況可以將函數(shù)全面編寫進去，也可將庫函數(shù)利用好，這樣應(yīng)用起來就很方便。2.MATLAB可移植性比較強，編寫出來的程序可正常運行在各種型號的計算機上。3.MATLAB有著非常強的圖形處理功能，能夠用數(shù)據(jù)生成，并在此基礎(chǔ)上促使數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化效果，進而應(yīng)用到圖形界面當(dāng)中更好地去處理圖形內(nèi)容。

二、MATLAB在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢

（一）可以和高中數(shù)學(xué)進行有效結(jié)合

近些年，隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，MATLAB分析能力和運算能力也得到了完善，并根據(jù)MATLAB的功能全面覆蓋了高中數(shù)學(xué)當(dāng)中所涉及的理論和方法。MATLAB功能強大，具有可視化的基本特征，能夠通過曲線和動態(tài)圖的科學(xué)對比，充分展示出數(shù)學(xué)知識的原理以及高中數(shù)學(xué)涉及的具體公式。除此之外，在進行習(xí)題解答的時候，可通過MATLAB驗證傳統(tǒng)的解題方法，促使教師能夠在教學(xué)方法上不斷加強創(chuàng)新。

（二）提高高中數(shù)學(xué)教學(xué)效率

應(yīng)用MATLAB制作數(shù)學(xué)圖象并進行演示，能夠全面提高授課的基本效果，也能讓學(xué)生更專注于課堂教學(xué)活動。在進行程序設(shè)計的整個過程中，教師可以鞏固和強化自己的知識，不斷提高自身的專業(yè)性素養(yǎng)。應(yīng)用MATLAB解題，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以把理論直接轉(zhuǎn)化成實踐，并檢驗學(xué)到的數(shù)學(xué)知識，切實提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的興趣，進而鞏固學(xué)到的知識內(nèi)容，充分發(fā)揮出學(xué)生的自身創(chuàng)造能力。

三、MATLAB在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）MATLAB在高中數(shù)學(xué)中的常用命令

（二）一元二次函數(shù)

在一元二次函數(shù)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生應(yīng)該具體掌握以下內(nèi)容：1.掌握一元二次函數(shù)圖像的畫法和圖象的基本特征。2.根據(jù)一元二次函數(shù)的基本性質(zhì)可以有效解決相關(guān)問題。3.掌握一元二次函數(shù)和一元二次方程的關(guān)系。如果從具體解析的角度入手，可以實施代數(shù)推理，進而將問題解決。而利用MATLAB繪制動態(tài)圖，從圖象基本特征入手，可以有效結(jié)合數(shù)和形開展教學(xué)活動，這也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中最為主要的思想策略。

參數(shù)a、b、c在變化的時候，改變的還有二次函數(shù)，能夠切實影響到一元二次函數(shù)中各個系數(shù)。1.a如果發(fā)生改變，拋物線開口大小和開口的方向就會發(fā)生改變，對稱軸能讓頂點的坐標(biāo)發(fā)生改變。2.a>0的時候，拋物線的開口就會朝向上面，a越大開口就會越大，頂點就越高，此時對稱軸就會越靠近右側(cè)。3.當(dāng)可知系數(shù)b有了變化，拋物線開口就會朝下，同軸交點坐標(biāo)都不會改變，但是對稱軸以及頂點的坐標(biāo)會發(fā)生改變。4.系數(shù)c如果產(chǎn)生變化，拋物線的形狀也不會發(fā)生改變，但是整體會進行上下平移。

（三）電子課件中的應(yīng)用

教師掌握MATLAB的使用技巧以后，在教學(xué)中就可以加以應(yīng)用。1.在教學(xué)中利用MATLAB進行編程，使學(xué)生達(dá)到數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)水平三：能夠用程序思想理解與表達(dá)問題，理解程序思想與計算機解決問題的聯(lián)系。2.進行繪圖制作的時候，教師在練習(xí)MATLAB的時候可以提高軟件的熟練性。3.在立體幾何與函數(shù)中應(yīng)用MATLAB展現(xiàn)動態(tài)功能，表現(xiàn)生動的課件內(nèi)容，從而全面提高學(xué)生的注意力，促使學(xué)生能夠產(chǎn)生知識學(xué)習(xí)的興趣。4.提高教師應(yīng)用MATLAB的能力，學(xué)校要全力配合，采取適合的方式獎勵獲獎?wù)撸龠MMATLAB在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中形成良好的推廣效果。

在進行MATLAB實踐應(yīng)用的時候，教師要先熟悉功能，并向?qū)W生推廣軟件應(yīng)用。1.目前課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確MATLAB，所以在推廣實施的時候要采取謹(jǐn)慎的態(tài)度。2.針對學(xué)生做示范，要引導(dǎo)學(xué)生對MATLAB學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，但是先要確保完成教學(xué)任務(wù)，不影響整體的教學(xué)計劃，避免讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。3.在教學(xué)中配上數(shù)學(xué)圖象，并在應(yīng)用的時候由教師利用軟件進行簡單操作，對MATLAB進行示范，再向?qū)W生介紹MATLAB，促使學(xué)生能夠良好地應(yīng)用軟件。

四、結(jié)束語

總之，隨著高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革的深入開展，在高中數(shù)學(xué)教學(xué)課堂中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，全面開展更加高效的教學(xué)研究。綜上所述，結(jié)合MATLAB教學(xué)方法的應(yīng)用實際，探索了運用MATLAB方式提高數(shù)學(xué)應(yīng)用水平的策略，希望能全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)實踐水平。

參考文獻

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