吳飛 楊敏 樊春霞 荊曉遠(yuǎn)

摘 要：MATLAB是數(shù)據(jù)分析、算法開發(fā)、科學(xué)計算和數(shù)據(jù)可視化的重要軟件工具，在工程計算、圖像處理、信號分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合《MATLAB與仿真》課程的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、授課方式、考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革探討，對增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量會有所助益。

關(guān)鍵詞：MATLAB；授課方式；考核方式

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2018）14-0005-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.14.001

自1984年問世以來，MATLAB經(jīng)歷了實(shí)踐的檢驗(yàn)和市場的篩選，目前已經(jīng)是廣大科研技術(shù)人員、高校師生常用的一個仿真軟件[1]。MATLAB具有如下特點(diǎn)：語法簡單，易學(xué)易懂，編程效率高；科學(xué)計算能力和可視化功能強(qiáng)大；可實(shí)現(xiàn)與Visual C++等其他編程平臺的混合編程，運(yùn)行效率高；具有豐富的應(yīng)用工具箱，使用方便。因此，基于MATLAB的編程已經(jīng)是理工科專業(yè)廣泛開設(shè)的一門課程。

除了面向本科生開設(shè)《MATLAB與仿真》課程，高校還針對全日制和非全日制研究生開設(shè)該課程。當(dāng)然，對于不同階段的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重和要求有所不同。由于MATLAB主要服務(wù)于科學(xué)研究和工程計算，涉及大量數(shù)學(xué)理論和函數(shù)，因此，課程一般要求學(xué)生先修《高等數(shù)學(xué)》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》《矩陣?yán)碚摗返认嚓P(guān)課程。

一、 存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容的問題

MATLAB有很強(qiáng)的實(shí)用性，這也就意味著MATLAB應(yīng)該用于解決實(shí)際的科學(xué)或工程問題，這樣學(xué)生才能切實(shí)感受到MATLAB的實(shí)用。而在本科生課程中，主要介紹語法、基礎(chǔ)知識，實(shí)際應(yīng)用問題涉及較少；研究生已經(jīng)在本科階段接觸過MATLAB，了解基本知識，主要關(guān)心與其課題研究相關(guān)的內(nèi)容，對其他教學(xué)內(nèi)容沒有很高的學(xué)習(xí)熱情。

（二） 授課方式的問題

目前，主要進(jìn)行多媒體授課，教師在授課過程中借助PPT或者教案講述理論，理論講授結(jié)束后，學(xué)生進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)。研究生課程甚至主要采用理論教學(xué)方式，通過教師講授過程中的實(shí)例演示和課后習(xí)題練習(xí)的方式使學(xué)生得到實(shí)踐體驗(yàn)。這兩種授課方式都缺乏互動，學(xué)生被動地接受知識，這使得他們的學(xué)習(xí)熱情減弱。

（三）考核方式的問題

課程考核常采用課后習(xí)題、仿真練習(xí)與期末考試（筆試）相結(jié)合的方式。以筆試為主的考核方式使得學(xué)生將主要的學(xué)習(xí)時間放在課堂上，注重基礎(chǔ)知識的掌握，在課后不愿花時間進(jìn)行實(shí)踐，看似掌握得很好，實(shí)際動手時發(fā)現(xiàn)基本指令使用有困難[2]。

二、教學(xué)改革內(nèi)容

（一） 聯(lián)系專業(yè)特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容

MATLAB教材一般會系統(tǒng)介紹MATLAB的功能，如數(shù)值計算是其中重要的章節(jié)，覆蓋數(shù)值積分、函數(shù)極值、微分方程的解、矩陣分解、線性方程的解、概率函數(shù)、隨機(jī)數(shù)生成、多項(xiàng)式運(yùn)算、最小二乘法、卷積運(yùn)算等內(nèi)容。教師應(yīng)該根據(jù)選課學(xué)生的專業(yè)情況進(jìn)行有側(cè)重的講述，并且需要在教學(xué)內(nèi)容中穿插學(xué)生專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)例，使得學(xué)生感受到MATLAB的實(shí)用性和學(xué)習(xí)該課程的重要性。此外，MATLAB包含眾多有用的工具箱，可服務(wù)于如數(shù)學(xué)、統(tǒng)計與優(yōu)化，信息處理與通信，控制系統(tǒng)設(shè)計與分析，圖像處理與計算機(jī)視覺，計算金融等領(lǐng)域。根據(jù)學(xué)生的專業(yè)，介紹該專業(yè)領(lǐng)域的工具箱會有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。

（二） 增強(qiáng)教學(xué)互動，提高實(shí)際問題解決能力

《MATLAB與仿真》應(yīng)該是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。課程如果只是單純的理論教學(xué)，肯定不足以提升學(xué)生的實(shí)際問題解決能力[4]。而如果僅僅是針對重要授課內(nèi)容進(jìn)行課堂提問或是課堂討論，這種授課方式也不利于增強(qiáng)學(xué)生的動手能力。對于教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，可以在課堂上留有一定的時間，選擇部分經(jīng)典實(shí)例習(xí)題，讓學(xué)生走上講臺進(jìn)行現(xiàn)場編程演示驗(yàn)證?，F(xiàn)場編程可以促進(jìn)學(xué)生對理論的理解，對問題主動的思考，也可以增強(qiáng)師生間的交流，提升學(xué)生的自信心和實(shí)際問題解決能力。

（三） 改革考核方式，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)

《MATLAB與仿真》考核主要采用筆試的方式，在試卷中考查學(xué)生需要掌握的課程重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。平時的課后習(xí)題、仿真練習(xí)、作業(yè)成績也會作為平時成績以一定比例綜合核算總成績。筆試為主的考核方式具有較強(qiáng)的導(dǎo)向性，會使得學(xué)生注重基礎(chǔ)知識的掌握而忽視實(shí)踐能力的培養(yǎng)[5]。作為一門編程語言課程，MATLAB應(yīng)該像C/C++等語言一樣，將上機(jī)考試作為最終考核的一個重要方面。這樣可以促進(jìn)學(xué)生在課堂中更加用心進(jìn)行實(shí)踐，也能促進(jìn)學(xué)生在課后花精力進(jìn)行練習(xí)，主動且有效提升實(shí)踐能力。

總之，針對學(xué)生對《MATLAB與仿真》課程學(xué)習(xí)熱情不高的現(xiàn)狀，需要進(jìn)行課程教學(xué)改革的實(shí)踐和探討。課程教學(xué)需要聯(lián)系學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，精選學(xué)生感興趣的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；需要增強(qiáng)教學(xué)互動，通過現(xiàn)場編程驗(yàn)證等方式，提升解決實(shí)際問題的能力；需要改革考核方式，增加上機(jī)考試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張志涌，楊祖櫻.MATLAB教程：R2010a[M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2010.

[2] 肖林，張永勝.Matlab課程教學(xué)與改革探索[J].科技視界，2016 （19）.

[3] 聶建輝.Matlab與科學(xué)計算課程教學(xué)方法改革[J].學(xué)周刊，2017（19）.

[4] 吳松松，姚永芳，梁志偉.Matlab與科學(xué)計算教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].學(xué)周刊，2015（31）.

[5] 樊春霞.《MATLAB與仿真》課程教學(xué)改革的探討和思考[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（26）.