韋巧瑜

Matlab軟件是一種商業(yè)教學(xué)軟件，可用于數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析等方面。Matlab軟件，不僅有高效的數(shù)值計(jì)算功能，還有完備的圖像處理功能，其用戶界面也簡單易懂，學(xué)習(xí)者能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握這個(gè)軟件的豐富功能。本文，將著重分析Matlab軟件在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，詳細(xì)闡述在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用Matlab軟件的重要性，提出關(guān)于Matlab軟件的應(yīng)用對(duì)策，讓Matlab軟件在數(shù)學(xué)教學(xué)中的價(jià)值得到充分發(fā)揮。

1 前言

在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，很多學(xué)生因枯燥的教學(xué)氛圍慢慢產(chǎn)生了消極的學(xué)習(xí)情緒。針對(duì)這一種情況，將Matlab軟件引入到數(shù)學(xué)課堂上，能夠讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，且對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。同時(shí)，由于數(shù)學(xué)知識(shí)通常比較抽象，所以，運(yùn)用好Matlab軟件展開數(shù)學(xué)課程教學(xué)，更利于讓數(shù)學(xué)知識(shí)變得直觀、形象，且簡單易懂，由此培養(yǎng)學(xué)生慢慢養(yǎng)成良好的計(jì)算能力、理解能力、自學(xué)能力等學(xué)科素養(yǎng)。

2 Matlab軟件在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的重要性

在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，應(yīng)用好Matlab軟件十分重要。首先，將Matlab軟件與數(shù)學(xué)教學(xué)緊密結(jié)合到一起，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)所有數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的儲(chǔ)蓄。同時(shí)，因Matlab軟件具有插圖功能，所以能夠直觀展示各種抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的記憶，鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。其次，與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)，更符合新的數(shù)學(xué)教學(xué)理念，可隨意進(jìn)行課堂延伸，不會(huì)讓學(xué)生禁錮于某一固定題型練習(xí)上。再次，在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用好Matlab軟件，可促進(jìn)師生共同進(jìn)步，讓課堂上教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果都得到顯著提高。總之，利用Matlab軟件進(jìn)行教學(xué)，能夠使學(xué)生和老師都從中受益，所以要把握好Matlab軟件在每一個(gè)教學(xué)階段的科學(xué)應(yīng)用。

3 Matlab軟件在數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

3.1 在數(shù)學(xué)分析教學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)實(shí)際開展過程中，可利用好Matlab軟件展開數(shù)學(xué)分析教學(xué)。Matlab軟件在數(shù)學(xué)分析教學(xué)中的應(yīng)用，最適用于解決一些比較難的數(shù)學(xué)問題。如函數(shù)極值問題等。通過利用Matlab軟件分析這些較難的數(shù)學(xué)問題，能夠幫助學(xué)生在獨(dú)立分析問題過程中尋找到一些簡單的問題解決方法。而對(duì)于Matlab軟件的具體應(yīng)用，可先進(jìn)入Matlab軟件的命令窗口，向命令窗口中輸入taylortool，再點(diǎn)擊Enter鍵，后于文本框中輸入具體的數(shù)學(xué)問題。這時(shí)，相對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)題目將被轉(zhuǎn)化為簡單的圖示等形式，進(jìn)而便于學(xué)生快速解決問題。Matlab軟件在數(shù)學(xué)分析教學(xué)中的應(yīng)用，可讓較難的問題變得十分簡單。當(dāng)問題變得簡單化以后，學(xué)生們的符號(hào)計(jì)算能力將會(huì)得到更好的訓(xùn)練。同時(shí)，思維方面會(huì)變得更為活躍，能夠積極主動(dòng)的在Matlab軟件上完成更多數(shù)學(xué)分析練習(xí)，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，不再保有消極的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度。

3.2 在線性代數(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，線性代數(shù)方面的知識(shí)是數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)重要內(nèi)容。如線性方程、矩陣等等，都是重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)課堂上，一味采取“灌輸式”教學(xué)方式，在“題海戰(zhàn)術(shù)”下展開學(xué)習(xí)，學(xué)生們將無法感受到線性代數(shù)知識(shí)的用處，不會(huì)使用理論知識(shí)解決實(shí)際問題，甚至?xí)?duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)漸漸失去興趣。在這樣一種情況下，應(yīng)用Matlab軟件進(jìn)行線性代數(shù)教學(xué)，可讓相對(duì)抽象的線性代數(shù)數(shù)學(xué)知識(shí)變得更為直觀。當(dāng)學(xué)生們面對(duì)直觀、形象的數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí)，將更為主動(dòng)的參與數(shù)學(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)，學(xué)會(huì)利用Matlab軟件尋找相對(duì)簡便的問題解決方法，善于運(yùn)用線性代數(shù)理論知識(shí)解決實(shí)際問題，慢慢具備一定問題解決能力。Matlab軟件，有符號(hào)計(jì)算功能。在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，學(xué)生們可在軟件上自由完成關(guān)于線性代數(shù)數(shù)學(xué)知識(shí)的計(jì)算問題。即在Matlab軟件實(shí)際操作中，學(xué)生們可在Matlab軟件編輯器上建立一個(gè)文件，再輸入相應(yīng)計(jì)算指令。系統(tǒng)接收指令以后，會(huì)按照指定的理式格式輸出線性代數(shù)求解結(jié)果，并直觀呈現(xiàn)出運(yùn)行步驟，加深學(xué)生們的印象。

3.3 在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，會(huì)涉及到概率統(tǒng)計(jì)方面知識(shí)的講授。概率統(tǒng)計(jì)，可用于描述一些難以解決的問題。但是，在概率統(tǒng)計(jì)模型實(shí)際建立過程中，會(huì)面臨不確定的隨機(jī)因素，還會(huì)有不能作定量分析的難點(diǎn)問題。面對(duì)這一系列問題，為了避免統(tǒng)計(jì)概率不能得到有效使用，應(yīng)注重適時(shí)引入Matlab軟件軟件。Matlab軟件在概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用有著突出優(yōu)勢，因?yàn)镸atlab軟件畫圖方便且簡單易學(xué)，使用性強(qiáng)。所以，在概率統(tǒng)計(jì)問題實(shí)際解決過程中，教師可教會(huì)學(xué)生在Matlab軟件上輸入“>>clear……”等指令。Matlab軟件會(huì)根據(jù)輸入內(nèi)容，快捷顯示出計(jì)算結(jié)果。同時(shí)，在使用Matlab軟件時(shí)，學(xué)生們可利用軟件迅速畫出題目對(duì)應(yīng)的概率模型，進(jìn)而對(duì)概率模型展開更為準(zhǔn)確的分析。即通過Matlab軟件的應(yīng)用，學(xué)生們將更為透徹的理解概率統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)，掌握更多數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

3.4 在數(shù)值分析教學(xué)中的應(yīng)用

Matlab軟件在數(shù)值分析教學(xué)中也有著重要作用，傳統(tǒng)課堂上，數(shù)值分析課時(shí)教學(xué)較少，學(xué)生們難以充分掌握數(shù)值方面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，漸漸產(chǎn)生厭學(xué)情緒。為解決數(shù)值教學(xué)內(nèi)容多但課時(shí)少的問題，取得更好的教學(xué)效果，可先利用課堂教學(xué)時(shí)間向?qū)W生們系統(tǒng)介紹數(shù)值分析基本方法和原理。當(dāng)學(xué)生掌握了這些理論知識(shí)以后，遵從“少而精”的教學(xué)原則，利用Matlab軟件對(duì)學(xué)生實(shí)施補(bǔ)充教學(xué)，即借助Matlab軟件進(jìn)行拓展教學(xué)，向?qū)W生詳細(xì)講解矩陣函數(shù)中正交分解、特征值分解等數(shù)值分析方法和基本原理。通過這種教學(xué)方式，學(xué)生們的實(shí)際問題解決能力、想象能力等數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)都將得到很好的訓(xùn)練。同時(shí)，利用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值分析教學(xué)，能夠讓教學(xué)過程變得更為高效，且讓傳統(tǒng)課堂上的教學(xué)問題得到根本性解決。

3.5 在解析幾何教學(xué)中的應(yīng)用

Matlab軟件是開展數(shù)學(xué)解析結(jié)合教學(xué)的有效工具。在空間解析幾何知識(shí)教學(xué)時(shí)，為更好的發(fā)展學(xué)生空間想象力，讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。首先，可指導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用Matlab軟件自主繪制各種圖形，通過圖形繪制驗(yàn)證某些結(jié)論，解決一些數(shù)學(xué)問題。在這樣一種教學(xué)方式下，學(xué)生們將脫離以往相對(duì)枯燥的板書教學(xué)形式，于多樣化教學(xué)環(huán)境下對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。其次，在數(shù)學(xué)課堂上，可利用Matlab軟件提高解析幾何教學(xué)中學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果。比如在二元函數(shù)教學(xué)中，學(xué)生們可通過利用Matlab軟件繪制對(duì)應(yīng)圖形簡化學(xué)習(xí)過程，強(qiáng)化對(duì)解析幾何數(shù)學(xué)知識(shí)的記憶。Matlab軟件有著圖形可視化特點(diǎn)，引入Matlab軟件為學(xué)生直觀展示如何判定空間圖形位置關(guān)系和動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡形成等等，能夠讓學(xué)生形成更為良好的空間想象，促使學(xué)生準(zhǔn)確看到解析幾何知識(shí)的具體形成，真正理解解析幾何數(shù)學(xué)題目。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，注重利用Matlab軟件進(jìn)行解析幾何教學(xué)，能夠取得事半功倍的教學(xué)效果，可借用Matlab軟件中語言編程精準(zhǔn)且快速的繪制空間幾何圖形，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)學(xué)問題的快速判斷。在解析幾何知識(shí)具體教學(xué)中，應(yīng)結(jié)合課程教學(xué)目的，增加對(duì)Matlab軟件的應(yīng)用頻率，給學(xué)生創(chuàng)造更多自主動(dòng)手機(jī)會(huì)，讓他們親身感受數(shù)學(xué)問題解題過程，更加熟悉解析幾何運(yùn)算。

4 Matlab軟件在數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)策

4.1 完善電子課件制作

在利用Matlab軟件實(shí)施數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，為了取得更好的教學(xué)效果，還應(yīng)注重將Matlab軟件應(yīng)用于電子課件制作中。如借助Matlab軟件的繪圖功能制作PPT課件，完善PPT課件中的插圖設(shè)計(jì)。如此，既能夠提高數(shù)學(xué)課堂授課效果，還能夠讓學(xué)生更好地吸收數(shù)學(xué)課堂知識(shí)。同時(shí)，在數(shù)學(xué)教學(xué)中，可借助Matlab軟件完善電子課件，再通過QQ、微信等通訊工具向?qū)W生共享升級(jí)過的電子課件資源。這時(shí)，學(xué)生們可自行下載電子課件資源展開自主學(xué)習(xí)。在這樣一種創(chuàng)新型教學(xué)模式下，學(xué)生們的自主學(xué)習(xí)能力將得到更好地訓(xùn)練，慢慢樹立起良好的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。但是，為了能夠較好的運(yùn)用Matlab軟件制作數(shù)學(xué)課電子課件，學(xué)校應(yīng)安排教師參加一些關(guān)于Matlab軟件應(yīng)用的培訓(xùn)，以保證教師能夠掌握Matlab軟件的基礎(chǔ)編程知識(shí)。

4.2 示范推廣軟件作用

為了能夠更好地利用Matlab軟件展開數(shù)學(xué)課程教學(xué)，應(yīng)注重向?qū)W生們示范、推廣Matlab軟件的重要作用。其中，對(duì)于Matlab軟件的推廣，要注意先采取興趣班的推廣形式，先邀請一些成績優(yōu)異的學(xué)生使用Matlab軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，觀察Matlab軟件在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的作用效果。興趣班的學(xué)生通過對(duì)Matlab軟件進(jìn)行使用，將發(fā)現(xiàn)Matlab軟件易操作，有繪圖、高效計(jì)算等多重功能，能夠減輕數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)壓力。當(dāng)完成了Matlab軟件的小范圍推廣以后，可再面向全體學(xué)生，推廣Matlab這個(gè)軟件，讓更多學(xué)生有意識(shí)的運(yùn)用Matlab軟件學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，大大提高自身數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)效率。

4.3 突出軟件顯著優(yōu)勢

在數(shù)學(xué)課教學(xué)活動(dòng)開展過程中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)Matlab軟件的有效使用，應(yīng)充分的向?qū)W生們展示這個(gè)軟件優(yōu)勢所在。當(dāng)學(xué)生們了解到軟件優(yōu)勢以后，將更加善于利用Matlab軟件攻克數(shù)學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)問題，漸漸養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)問題分析能力和解決能力。對(duì)于Matlab軟件優(yōu)勢的具體介紹，可適當(dāng)引入一些數(shù)學(xué)實(shí)例，借助實(shí)例展示這個(gè)軟件可讓學(xué)生們從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算中解脫出來。同時(shí)，可讓計(jì)算過程變得可視化，使數(shù)學(xué)用語變成自然化語言。

5 結(jié)論

綜上可知，Matlab軟件在數(shù)學(xué)分析、線性代數(shù)教學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)教學(xué)、數(shù)值分析教學(xué)、解析幾何教學(xué)等教學(xué)過程中起著重要作用。Matlab軟件有著十分卓越的功能。在這個(gè)背景下，應(yīng)教會(huì)學(xué)生科學(xué)使用Matlab軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。通過Matlab軟件的應(yīng)用，學(xué)生們能夠真切感受到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的美妙之處，節(jié)約數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的計(jì)算時(shí)間，取得更為高效的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，Matlab軟件的應(yīng)用更符合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，要積極推廣這一種數(shù)學(xué)軟件。

（作者單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）