戎海龍?彭翠云

摘要：以常州大學的學生情況和實際教學經(jīng)驗為基礎，重點闡述了在MATLAB教學中如何激發(fā)學生學習興趣、結合學生自身特點安排教學內(nèi)容以及如何操作任務驅動式的教學模式等幾個方面的見解，旨在使MATLAB的教學過程成為“教師主導、學生參與”的過程，從而加強教學效果。

關鍵詞：MATLAB；教學改革；任務驅動

作者簡介：戎海龍（1980-），男，河北石家莊人，常州大學信息科學與工程學院，講師；彭翠云（1979-），女，湖北荊門人，常州大學信息科學與工程學院，講師。（江蘇?常州?213164）

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0065-01

MATLAB作為一種高性能的數(shù)值計算和可視化軟件，自其誕生以來，隨著其功能的逐步增加和完善，在電氣、電子、控制、力學、計算機、機械等眾多領域的應用也越來越廣泛。為此，國內(nèi)外大多數(shù)高校理工科專業(yè)都開設了MATLAB課程。MATLAB課程的設置方式目前主要有兩種：一種是將MATLAB作為一門專業(yè)基礎課而獨立開設，學習內(nèi)容主要是MATLAB的基本技能和基本工具的使用，其設置依據(jù)是突出MATLAB在電氣、電子等相關學科領域的基礎作用；另一種是將MATLAB與其他課程進行整合，學習的主要內(nèi)容是針對相關課程中遇到的數(shù)學問題的MATLAB求解方法，其設置依據(jù)是突出MATLAB的直觀、形象性，使其作為一種教學工具而為其他學科的教學服務。目前高校第一種設課模式占主流地位，相對于第二種設課模式來說，其主要優(yōu)勢在于能夠使學生系統(tǒng)掌握MATLAB的主要思想，特別是在當前專業(yè)課程選修制度下，對于增強學生利用先進計算機技術分析和解決數(shù)學問題的能力是有裨益的。第二種設課模式也有其自身優(yōu)勢，它能夠增強不同專業(yè)領域的學生學習MATLAB時的針對性，但是如何將MATLAB與相關課程進行有機整合，以提升MATLAB在教學中的地位，目前仍是教學界正在探討的一個問題。本文將針對第一種設課模式的教學方法做幾點探討。

一、MATLAB課程教學改革的基本原則

目前來說，MATLAB仍然采用“學生聽教師講、看教師做”的教學模式。作為一種數(shù)學計算工具而言，這種教學模式的弊端顯而易見，為此探究教學改革勢在必行。20世紀90年代初期出現(xiàn)的建構主義理論對于當前的MATLAB教學改革具有十分重要的指導意義，該理論主張以學生為中心，以自主學習能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標。因為學生是認知的主體，是知識意義的主動建構者，教師對教學意義的生成只起幫助者和促進者作用，并不要求教師直接向學生傳授和灌輸知識。教學中利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神，最終達到使學生有效地實現(xiàn)對當前所學知識的意義建構的目的。

二、MATLAB課程教學的幾點看法

1.激發(fā)學生主動參與的熱情、增強其學習動力，變“要我學”為“我要學”

這一觀點并不新穎，但在具體實施上，不少教學者的側重點在課堂教學效果上，最常采用的是在課堂上為學生展示MATLAB的強大功能或者結合多種實例為學生展示MATLAB在解決具體數(shù)學問題上的便捷性等。不可否認，這種實施方式或許會調(diào)動大部分學生的學習積極性，但是筆者在實際教學過程中發(fā)現(xiàn)，不少學生仍然無法提起學習興趣，主要原因在于學生都有其各自的工作興趣，但課堂所展示的MATLAB功能或實例畢竟有限，從而使不少學生存有“工具雖好，與己無關”的思想。一個恰當?shù)睦邮侨绾渭ぐl(fā)電子系熱衷于將來從事硬件電路設計的學生學習MATLAB的興趣。為此筆者認為可以通過以下兩個步驟來激發(fā)學生的學習興趣：第一，在第一次課介紹什么是MATLAB、它的基本功能以及在各個領域的應用現(xiàn)狀，而后利用剩余的課堂時間做一次問卷調(diào)查，以掌握學生選修該課程的動機（學生想利用MATLAB去做什么），如此在后續(xù)課堂教學將有具體的針對性；第二，在正式授課之前安排2～3次認識實習，MATLAB軟件目前在中大型企業(yè)的研發(fā)部門以及科研院所中應用已經(jīng)非常普遍，而這些單位也是學生將來就業(yè)的主要去向，因此通過安排學生進企業(yè)參觀活動讓學生自己去發(fā)掘學習興趣是非常有意義的。鑒于目前大部分企業(yè)研發(fā)部門的保密性質，安排有經(jīng)驗的企業(yè)員工進校講座也是認識實習的可實施途徑之一，認識實習的企業(yè)不必過多，但須注意企業(yè)性質應覆蓋MATLAB課程的授課專業(yè)。

2.針對學生的特點安排教學內(nèi)容

每個學生具有不同的特長和喜好，比如不少學生并不喜歡軟件編程工作，這種情況在非計算機專業(yè)學生中較為普遍，這時在課堂內(nèi)容安排上要加以考慮。比如，MATLAB的Simulink工具箱在自動控制領域應用非常普遍，為此在講述MATLAB軟件在自動控制領域應用情況時可通過對比方式加以講述，即針對同樣一個控制對象，軟件編程方式如何得出控制結果、Simulink工具箱的模塊化搭建方式又如何得出控制結果，都要給學生呈現(xiàn)，如此便于不同學習喜好的學生掌握MATLAB針對控制問題的解決方法。

3.采用任務驅動式教學

目前采用的MATLAB課程的教學方式大多是課堂講授與實驗練習相結合，即占據(jù)課堂時間90％以上課堂講授方式的教學內(nèi)容為根據(jù)教材內(nèi)容分章節(jié)完成，然后再通過實驗來加深與鞏固知識點。這種枯燥、乏味的教學方式往往容易使學生出現(xiàn)學習動力不足、精力分散等問題。為此眾多的教學者建議采用任務驅動式教學方法。任務驅動式教學法是一種主動探究型教學模式，其特點是以學生為中心，以任務為驅動，比較適合于計算機等信息類課程的教學。所謂任務驅動，是指通過完成一項或多項與學科相關的任務來學習知識和獲得技能。教師將教學內(nèi)容設計成一個或多個具體的任務，通過任務驅動教學引導學生思考，從而提高其能力。學生完成任務的過程，既是學習理論知識的過程，也是綜合應用知識的過程。筆者認為，任務驅動式教學中所設計的任務要注意以下四點：

（1）學科相關。針對不同專業(yè)的學生要提出該專業(yè)領域內(nèi)經(jīng)常遇到的數(shù)學問題供學生解決。

（2）符合學生特長。對于自動化、電氣、電子等非計算機專業(yè)不喜好軟件編程的學生要提出與Simulink工具箱等相關的數(shù)學問題供學生解決。

（3）難易程度符合學生自身特點。美國哈佛大學麥克里蘭教授提出的成就動機理論認為，個體的成就動機可以分成兩類：一類是力求成功的動機，另一類是避免失敗的動機。根據(jù)這兩類動機在個體的動機系統(tǒng)中所占的強度，可以將個體分為力求成功者和避免失敗者。力求成功者即在其動機成分中，力求成功的成分比避免失敗的成分多一些；避免失敗者即在其動機成分中，避免失敗的成分比力求成功的成分多一些。力求成功者的目的是獲取成就，所以他們會選擇有所成就的任務，而成功概率為50％的任務是他們最有可能選擇的，因為這種任務能給他們提供最大的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。當他們面對完全不可能成功或穩(wěn)操勝券的任務時，動機水平反而會下降。相反，避免失敗者則傾向于選擇非常容易或非常困難的任務，如果成功的機率大約是50％時，他們會回避這項任務。因為選擇容易的任務可以保證成功，使自己免遭失?。欢x擇極其困難的任務，即使失敗，也可以找到適當?shù)慕杩?，得到自己和他人的原諒，從而減少失敗感。根據(jù)這一理論，筆者認為，在設計任務時，對力求成功者，應給予其新穎且有一定難度的任務；而對于避免失敗者，則安排容易取得成功的任務。在評定分數(shù)時，可以采取類似于跳水運動的得分評價體系，即對于同樣的分數(shù)，難度較高的任務可以再乘以一個較高的權重，反之，難度較低的任務可以再乘以一個較低的權重，并且對于難度非常低的任務，權重可相對稍稍高些。

（4）不易通過網(wǎng)絡等便捷途徑直接獲得任務解決的具體實施程序。

三、結論

MATLAB課程的教學可以遵循這樣一個思路：課程的第一次授課時在向學生簡要介紹MATLAB的特點、基本功能以及在授課專業(yè)領域的應用現(xiàn)狀后通過課堂或課后問卷調(diào)查的方式掌握學生學習該課程的動機；隨后安排認識實習使學生通過自身去激發(fā)學習該課程的學習興趣；之后安排幾次課程向學生講述MATLAB的基本知識以及在授課專業(yè)領域的典型應用實例；隨后將剩余的大部分授課課時的主導權交給學生，并首先為每個學生分配任務，學生通過完成相應的任務獲得MATLAB知識。從這一授課方式可以看出，教師的主要教學工作是為每個學生設計任務，并通過對任務的掌控把握課程的教學進度，這種由教師主導、學生參與的教學方式將能夠在很大程度上提高MATLAB課程的教學效果。

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（責任編輯：宋秀麗）