曹玉東　王冬霞　孫福明　周城旭

摘要：學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高等教育的根本，掌握一門計算機編程語言是學生必須具備的基本技能。MATLAB語言代表了當今科學計算軟件的先進水平，將數(shù)值分析、科學數(shù)據(jù)可視化和專業(yè)級仿真等諸多功能集成在一個視窗環(huán)境內。針對MATLAB語言教學中的不足，提出了一些改進措施和方法，教學實踐和反饋結果表明改進后的教學模式有效地提高了學生的創(chuàng)新能力。

關鍵詞：創(chuàng)新能力；教學改革；MATLAB教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0099-02

近些年，高等教育的培養(yǎng)規(guī)模不斷變大，由此產(chǎn)生了很多弊端。我國的本科生和研究生普遍缺乏創(chuàng)新能力，學術成果質量不高，實踐應用能力較弱，科研實踐參與度低，與西方發(fā)達國家的高等教育相比，存在著較大的差距。遼寧工業(yè)大學（以下簡稱我校）在電子與通信類的碩士研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面，也做了積極探索[1，2]。MATLAB已經(jīng)成為高校教學和科研的有力工具，很多高等院校都為本科生和研究生開設了相關的MATLAB語言課程。另外，很多專業(yè)類課程采用的教學模式通常都是“理論+實驗”的形式[3]，大量的專業(yè)仿真實驗都是借助MATLAB語言實現(xiàn)的。此外，MATLAB語言也成為本科生和研究生完成畢業(yè)論文和參加科研創(chuàng)新活動的重要工具。因此，研究MATLAB語言教學模式對學生創(chuàng)新能力的影響有很大的必要性。

一、傳統(tǒng)教學方法的不足

1.教學內容和教學模式缺乏創(chuàng)新。很多高校存在的問題是教學計劃設置欠合理，教學內容陳舊，跟不上時代發(fā)展的最新要求，無法滿足科研及工程技術發(fā)展的需要。

2.大班形式授課。教師僅注重理論和方法的講授，研究生教學繼續(xù)沿用本科的方法，采用填鴨式的教育模式，嚴重阻礙了學生創(chuàng)新能力的發(fā)展，很難達到課程的目標。

3.考核方式死板。單純的筆試考核容易讓學生陷入死記硬背的復習模式，造成學生的分數(shù)很高，但是工程實踐能力很弱，也無法評價學生的創(chuàng)新素質。有些高校采用提交課程論文的方式考核學生，但是很多學生生吞活剝，原樣拷貝和粘貼網(wǎng)絡資源，不能真正完成MATLAB課程的教學任務[4]。

二、課程的教學改革措施

現(xiàn)在，MATLAB語言已經(jīng)成為科學工作者、教師和學生在科研和學習中的得力助手，在MATLAB語言教學中提高學生的工程創(chuàng)新能力勢在必行。經(jīng)過授課教師的共同努力，總結教改措施如下：

1.采用提出問題解決問題的教學模式。思維的內動力是問題意識，它是孕育創(chuàng)新精神的載體。一切創(chuàng)新都源于對問題的發(fā)現(xiàn)，而發(fā)現(xiàn)問題又源于強烈的問題意識[5]。所以說培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力應始于問題意識。現(xiàn)在多數(shù)學生不善于思考和提出問題，作為教師，要想方設法激發(fā)學生的問題意識，促使其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

2.改革現(xiàn)行的班級設置，按照學生的基礎進行分層次教學，如果條件允許，在機房授課，增加學生動手實踐的機會。研究生入學前就讀不同層次的高校，既有應屆的學生，又有工作幾年后重新回到課堂的學生。他們入學前的水平參差不齊，學習能力各不相同，有的在本科階段學習和使用過MATLAB語言，有的則沒有接觸過MATLAB語言。根據(jù)學生的情況來安排教學內容和教學形式，有助于迅速改善教學效果。

3.教學手段可以多樣化?？梢圆扇≌n堂講授、與學生互動、學生課前閱讀相關文獻材料和教師總結提高等多種教學形式。這樣有利于培養(yǎng)學生的自學能力和實踐能力，提高學生的創(chuàng)新能力，開拓學生的視野。教師還應積極應用微課和慕課等新型教育技術和方法，從多角度和多方位把知識傳遞給學生，有助于提高教學效果。增加實踐教學環(huán)節(jié)，將實驗內容分為基礎型實驗、設計型實驗和創(chuàng)新型綜合性實驗三層次[6]。

4.強化教師的主導作用。教師在教學中注意培養(yǎng)學生正確的思維方法，強化和培養(yǎng)學生的編程能力，進而提高學生的工程創(chuàng)新能力。此外，教師應該把自己的科研項目和最新的前沿科技信息融合到MATLAB教學中，強化學生的專業(yè)知識，培養(yǎng)學生對科學研究的興趣，在MATLAB教學中啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

5.由簡到難，融入算法分析思想，啟發(fā)學生利用多種技術和優(yōu)化算法解決問題。MATLAB語言對循環(huán)語句的處理速度比較慢，進一步考慮能否用矢量或矩陣運算的方法直接解決。例如，可以利用for循環(huán)實現(xiàn)傅立葉變換的定義式，并畫出頻譜圖。然后利用向量內積形式取代循環(huán)結構，實現(xiàn)傅立葉變換，其執(zhí)行時間明顯減少。最后再介紹利用MATLAB語言的內部函數(shù)FFT實現(xiàn)快速傅立葉變換。很多電子和通信專業(yè)的研究生在本科階段沒有掌握足夠的計算機知識，甚至不清楚遞歸和迭代的概念。在授課過程中，可以結合具體例題或案例，給學生講授相關知識，提高學生的自主編程能力。在布置編程作業(yè)時，有意識地強調學生必須使用不同的方法或指定某些方法來實現(xiàn)等，讓學生理解程序設計語言作為一種工具，必須不斷追求更好的使用效果，而不能僅僅以解決當前問題為目標。可以基于如下兩點考慮在MATLAB語言教學中融入算法設計內容：其一，MATLAB編程和調試比VB還要簡單，比較易學易用，學生可以有更多的時間去設計和分析算法；其二，電子通信專業(yè)的學生對算法設計、數(shù)據(jù)結構等計算機方面的知識了解不多，掌握不夠，需要補充這方面的知識。

6.優(yōu)化課程考核方式。不能只考核學生對知識的理解程度，還要考核學生是否具備分析和解決新問題的能力，優(yōu)化課程考核方式能夠高學生的創(chuàng)新能力，把學習重點和注意力遷移到對知識的消化、發(fā)展和創(chuàng)新上，同時把學生在平時學習過程中的表現(xiàn)作為成績考核的內容之一[7]。為了能真實客觀地考核學生運用知識和創(chuàng)新能力水平，增加了上機考核項目，以考核學生的實際動手能力。

三、MATLAB課程教學效果反饋

通過與高年級在校本科生座談、和碩士畢業(yè)生郵件溝通的方式，了解學生對語言類課程教學的想法和建議。從我校學生的反饋結果看，學生對MATLAB的教學效果持肯定態(tài)度，多數(shù)學生希望能進一步提高實踐類課程的授課學時。連續(xù)對2014屆和2015屆電子與通信類碩士畢業(yè)生論文答辯做了跟蹤調查，學生在完成畢業(yè)論文期間，都不同程度地使用了MATLAB軟件。近幾年，我校研究生MATLAB語言應用能力逐年提高，學生踴躍報名參加了全國數(shù)學建模競賽、電子設計競賽、挑戰(zhàn)杯科技作品競賽、智慧城市技術與創(chuàng)意設計大賽等各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽，取得了不錯的成績。在已經(jīng)公布成績的2016年研究生數(shù)學建模競賽中獲得國家三等獎2項，2016年華為杯中國研究生電子設計競賽中獲得東北分賽區(qū)一等獎1項，二等獎8項，三等獎7項。

四、結束語

在MATALB課程教學結束后，堅持讓學生做到學習期間不斷線，將MATLAB的應用延伸到研究生日常的學習和科研活動中，可以有效地提高學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻：

[1]曹玉東，孫福明，王冬霞，關維國.研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐與探索[J].遼寧工業(yè)大學學報：社會科學版，2016，18（3）：92-94.

[2]關維國，魯寶春，王冬霞，李光林.電子信息類大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實踐[J].遼寧工業(yè)大學學報：社會科學版，2015，17（3）：120-123.

[3]劉莉，陶強.計算機專業(yè)基礎課實驗教學模式研究[J].計算機教育，2011，（12）：107-112.

[4]甘玲.基于項目開發(fā)的面向對象方法課程教學新模式[J].計算機教育，2014，（4）：43-46.

[5]常順英，林彤.研究生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].北京理工大學學報：社會科學版，2006，（05）：106-109.

[6]王冬霞，周軍，謝文閣，曹玉東，關維國.以培養(yǎng)“卓越工程師”為目標創(chuàng)新電子信息類人才培養(yǎng)模式之課程體系建設[J].遼寧工業(yè)大學學報：社會科學版，2014，16（6）：90-91.

[7]陳慰宗.加強理工科研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].科技人才市場，2001，（04）：36-37.