李自立，羅玉玲

(廣西師范大學電子工程學院，廣西 桂林 541004)

1 《MATLAB 程序設(shè)計》在專業(yè)課程體系中的地位

中國制造2025 戰(zhàn)略的提出，標志著我國已從規(guī)模擴大化為主的高速度發(fā)展階段轉(zhuǎn)入側(cè)重產(chǎn)業(yè)技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展階段。為支撐戰(zhàn)略實施，教育部自2017 年以來開始布局新工科計劃。2019 年10 月，時任教育部高教司司長吳巖指出要以新工科建設(shè)領(lǐng)跑高等教育變革，此舉明確了我國高等教育應(yīng)施力對接產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域需求，著重科學技術(shù)創(chuàng)新，打造以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為基礎(chǔ)、科研創(chuàng)新為導(dǎo)向的高級工程人才培育模式[1,2]。作為推進中國智能制造2025 戰(zhàn)略開展的重要支柱力量，電子信息類工程人才的培育需要高新技術(shù)支撐。MATLAB 軟件因其函數(shù)庫豐富、運算功能強大、數(shù)據(jù)可視化方便、語法簡易等特點，成為當前電子信息領(lǐng)域的重要應(yīng)用工具?！禡ATLAB 程序設(shè)計》是依托MATLAB 為環(huán)境，以數(shù)學建模為主要應(yīng)用的編程類課程，其屬于電子信息類本科專業(yè)必修課程,課程知識點主要涵蓋了MATLAB 軟件操作基礎(chǔ)、矩陣生成與運算、基于M 文件的程序設(shè)計、圖形繪制、符號運算、數(shù)值分析、GUI 設(shè)計等內(nèi)容。通過學習《MATLAB 程序設(shè)計》課程，學生可初步掌握將實際工程問題抽象為數(shù)學模型的方法，為后期開展專業(yè)領(lǐng)域科學研究奠定基礎(chǔ)

2 《MATLAB 程序設(shè)計》課程的問題與挑戰(zhàn)

《MATLAB 程序設(shè)計》課程面向電子信息工程專業(yè)大二學生開設(shè)，其前導(dǎo)課程包括分為兩塊：一類是以高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率與統(tǒng)計為主的數(shù)學類課程；另一類是《C 語言程序設(shè)計》為基礎(chǔ)的編程語言課程。從該課程前導(dǎo)課程可知，其要求學習者具備一定的高等數(shù)學知識與編程技能，是一門面向工程實踐與科研創(chuàng)新的應(yīng)用型課程。該課程的學習，一方面可以鞏固高等數(shù)學相關(guān)知識，提高應(yīng)用數(shù)學方法解決實際工程問題的能力；另一方面，可為同期與后續(xù)課程仿真實驗墊定技術(shù)基礎(chǔ)[3,4]，如《數(shù)字信號》《通信原理》以及《自動控制原理》等，進而使學生更好地掌握課程的知識要點。然而現(xiàn)階段，多數(shù)高校未明確《MATLAB 程序設(shè)計》課程在課程體系中的地位[5]，該課程的橋梁作用并未得到充分發(fā)揮，其主要原因有以下幾點：

（1）前導(dǎo)課程銜接不緊密，課程學習基礎(chǔ)不牢。《MATLAB 程序設(shè)計》課程要求學生兼具較為扎實高等數(shù)學的理論知識以及就問題轉(zhuǎn)進行程序編寫的應(yīng)用能力，該課程一般包括如下幾個章節(jié)：MATLAB 概述、矩陣基本操作、圖形繪制、符號計算、數(shù)值分析、GUI 設(shè)計、simulink 仿真等。在實際教學過程中，教師對于授課學生的學情分析不透徹，未能很好地結(jié)合前導(dǎo)課程進行內(nèi)容授課，往往將講授重點集中在圖形繪制、符號計算、數(shù)值分析等應(yīng)用章節(jié)；而對于MATLAB 概述和矩陣基本操作等基礎(chǔ)章節(jié)講解較少，僅停留在運用講授法對進行概念介紹。缺乏聯(lián)動性地課程教授，不利于夯實軟MATLAB 件操作以及數(shù)學應(yīng)用思維的基礎(chǔ)。前導(dǎo)課程銜接不緊密會使學生產(chǎn)生學習疑惑，降低課程學習興趣，進而影響其進階知識的學習。

（2）理論實踐結(jié)合不到位，專業(yè)知識轉(zhuǎn)化乏力。受限于課程學時、學生學情、知識結(jié)構(gòu)等因素，當前教師的授課方式主要運用講授法，結(jié)合課本例題進行各章節(jié)的內(nèi)容講授。這種教學方式雖然可就各章節(jié)內(nèi)容進行較為細致的講解，但由于缺乏系統(tǒng)的實驗案例支撐課程教學，學生收獲知識點較為零散，無法應(yīng)用MATLAB 就現(xiàn)實問題進行數(shù)學模型的建立與求解。理論實踐結(jié)合的不到位，容易讓學生誤將課程作為一門弱類型編程語言開展知識學習，或影響學生對MATLAB 的理解，偏離既定的教學目標。

（3）科研素養(yǎng)培育不深入，教研聯(lián)動創(chuàng)新滯后。由于MATLAB 軟件是理工科重要的科研工具，因此《MATLAB 程序設(shè)計》課程可作為本科生科研培育的抓手。然而當前課程的教學內(nèi)容，主要停留在對課本知識點及例題的講解，對于如何應(yīng)用MATLAB 技術(shù)進行科研創(chuàng)新涉獵甚少?，F(xiàn)有的教學模式未能充分發(fā)揮該課程在學生科研素養(yǎng)培育方面的橋接作用，一來影響課程教學效果，課程與后續(xù)專業(yè)學習分離，不利于將課程打造為金課；二來桎梏學生挖掘自身創(chuàng)新潛力，專業(yè)教學與科研教育脫節(jié)，不利于學生科研素養(yǎng)的培育。

3 構(gòu)建“教產(chǎn)研”三相驅(qū)動課程教學模式

當前《MATLAB 程序設(shè)計》的授課模式在前導(dǎo)課程銜接、理論實踐結(jié)合、科研素養(yǎng)培育等方面存在明顯的缺陷，難以達成課程教學質(zhì)量要求，制約了課程在專業(yè)課程體系中的橋接作用。為保證高等數(shù)學知識與電子信息專業(yè)有機結(jié)合，穩(wěn)步推進課程質(zhì)量提升，實現(xiàn)高質(zhì)量電子信息工程人才培育，亟需改進當前的授課模式，打造主線明晰、拓展靈活、知行合一的教學模式。由此，本文針對《MATLAB 程序設(shè)計》課程的特點，提出基于“教產(chǎn)研”融合的課程教學模式，以期突破當前課程模式瓶頸。

1）以課堂教學為主線，推進課程聯(lián)動優(yōu)化。高質(zhì)量的人才培育必須基于邏輯縝密、脈絡(luò)清晰的專業(yè)課程體系而開展，所以在課堂講授時，教師不應(yīng)僅專注于課程本身的知識點，脫離課程體系，采用與其他課程分離的方式開展課程教學。應(yīng)強調(diào)該課程在課程體系中的巧解作用，在課程授課初期對前導(dǎo)課程中的相關(guān)知識進行回顧講授，借助先修課程中已學的知識，自然過渡到《MATLAB 程序設(shè)計》的課程內(nèi)容。與此同時，課程講授還要注意同期及后續(xù)開設(shè)的課程，對知識點進行有側(cè)重地進行分揀組合，避免出現(xiàn)專業(yè)知識應(yīng)用的斷崖。

2）以產(chǎn)業(yè)實踐為指導(dǎo)，強調(diào)理論實踐結(jié)合。知行合一，一直都是我國高等教育價值觀中的重要組成部分，尤其是《MATLAB 程序設(shè)計》這種兼具有理論與實踐的課程而言。據(jù)此，教師應(yīng)在講授常規(guī)的教材內(nèi)容以外，為學生準備與專業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用案例，以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用作為課程實踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)方向，讓學生了解課程在實際產(chǎn)業(yè)活動中的應(yīng)用方法與范圍[6]，對接產(chǎn)業(yè)需求，擴充學生應(yīng)用知識面，鋪開課程教學的廣度，激發(fā)學生學習興趣。

3）以科研課題為提升，引導(dǎo)學生科技創(chuàng)新。中國制造2025提出我國制造業(yè)要以“智”作為突破口，強調(diào)自主研發(fā)對制造業(yè)再造升級，提高核心競爭力，這就對我國高校工程人才培育提出了更高的科研創(chuàng)新要求。MATLAB作為重要的科研工具，其相應(yīng)課程可作為開展學生科研訓(xùn)練的入門課程[7]，所以可以在授課過程中融入科研元素，引入時下研究的熱點與難點，增強課程深度，激活學生科研創(chuàng)新思維。

4 基于“教產(chǎn)研”三相驅(qū)動課程教學模式的提升策略

基于教產(chǎn)研”三相驅(qū)動的《MATLAB 程序設(shè)計》課程教學模式旨在解決學生欠缺數(shù)學思維、理論實踐脫節(jié)、創(chuàng)新意識不強等問題。該模式以提升課堂教學作為模式開展的主線，以對接產(chǎn)業(yè)需求作為實踐方向指導(dǎo)擴充課程廣度，以培育科研素養(yǎng)作為優(yōu)化育人質(zhì)量增進課程深度，通過多種方式重構(gòu)優(yōu)化現(xiàn)有課程模式，推動課程教學三維目標實現(xiàn)，引導(dǎo)學生高質(zhì)量全面發(fā)展，模式的技術(shù)路線如圖1 所示。

圖1 “教產(chǎn)研”三相驅(qū)動的課程教學模式

（1）明確課程定位，優(yōu)化課程銜接。想要最大化《MATLAB 程序設(shè)計》課程的橋接作用，需要就該課程在專業(yè)課程體系中進行重新定位，明確課程的基礎(chǔ)及其應(yīng)用，具體工作從其前導(dǎo)課程與同期及后續(xù)課程兩方面入手。前導(dǎo)課程方面，要注重回顧已學課程中與《MATLAB 程序設(shè)計》課程相關(guān)的知識點回顧。該課程包括《高等數(shù)學》、《線性代數(shù)》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》為主的數(shù)學理論課程以及《C 語言程序設(shè)計》為代表的應(yīng)用編程課程。因此，在課程前期講授過程中，教師應(yīng)平衡兩類課程知識點的穿插溫習，避免將課程作為簡單的數(shù)學工具課程或者編程語言課程進行授課。與此同時，要注意MATLAB 課程與前導(dǎo)課程相通之處，便于學生掌握，進而為課程學習墊定夯實的基礎(chǔ)。同期及后續(xù)課程方面，要注重課程要課程學習可持續(xù)性。在課程的中后段，選用同期及后續(xù)課程中的經(jīng)典案例作為綜合實訓(xùn)內(nèi)容，如應(yīng)用MATLAB 進行《信號與系統(tǒng)》課程中模擬濾波器的設(shè)計。通過與其他課程結(jié)合開展課程實訓(xùn)，一來可以讓學生更系統(tǒng)地掌握MATLAB 的編程技術(shù)，二來可鞏固其他專業(yè)課程知識，催生課程間的鏈式反應(yīng)。

（2）依托校企合作，強調(diào)學以致用。深化產(chǎn)教融合是高等教育的必由之路，高校可為企業(yè)提供更多創(chuàng)新技術(shù)支持的同時，也為高校的實踐教學提供了方向。教師可依托校企共建基地，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向的課程教學，推進達成學生專業(yè)知識與技能目標。強調(diào)依托課程產(chǎn)教融合的學以致用，一是將合作項目中的與《MATLAB 程序設(shè)計》相關(guān)的基礎(chǔ)應(yīng)用嵌入課程綜合實訓(xùn)，增強課程實用性；二是安排學生到基地參觀，使其對課程實際應(yīng)用具象化，提升課程學習興趣，深化課程理論實踐結(jié)合；三可通過邀請合作企業(yè)的資深專業(yè)人士穿插授課，為學生講解課程技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，給學生對課程應(yīng)用有更為立體的認識。

（3）圍繞教師課題，師生合力創(chuàng)新。開展科研育人，以課題組為單位，以科研課題為切入點，邀請學生進入教師課題組，推動課程育人縱深發(fā)展。培育學生科研素養(yǎng)，讓學生對科研過程有一定認識，引導(dǎo)學生學習應(yīng)用MATLAB 開展科研工作的基礎(chǔ)方法，一是要指導(dǎo)學生進行科學文獻閱讀，對專業(yè)領(lǐng)域有更深入的認識；二是邀請學生參與課題討論，加強師生聯(lián)結(jié)，拉近師生距離，側(cè)面推動課程內(nèi)互動效果；三是師生合作實驗，學生的活躍思維可開拓課題研究思路，推動科研課題質(zhì)量提升。

5 總結(jié)

為解決當前《MATLAB 程序設(shè)計》課程教學中前導(dǎo)課程銜接不緊密、理論實踐結(jié)合不到位、科研素養(yǎng)培育不深入等問題，本文提出構(gòu)建一種基于“教產(chǎn)研”三相驅(qū)動的課程教學模式。該教學模式通過明確課程定位、依托校企合作、圍繞教師課題、推動以賽促學、優(yōu)化教學方法等手段提升課程教學效果，助力達成課程教學三維目標，為推動高級電子工程類人才培育提供新思路。