MATLAB在大學物理教學中的應用探索

高慧昀 王曉麗

（畢節學院 物理科學與技術學院，貴州 畢節551700）

0 引言

MATLAB 數值軟件是一種集數學運算、符號運算、可視化建模、仿真和圖形處理為一體的應用軟件。 將MATLAB 軟件引入大學物理教學中，可以使抽象、復雜的問題簡單化，具體化，同時也可以獲得物理問題解的圖像[1]。 筆者擬探索在大學教學中利用MATLAB 數值軟件來實現大學物理的可視化教學，從而提高大學物理教學質量[2-5]。

1 傳統大學物理教學現狀分析及引入MATLAB 的優勢分析

1.1 當前大學物理教學現狀分析

筆者根據近年來大學物理教學經驗，注意到傳統大學物理教學注意培養學生嚴格、嚴密、嚴謹的精神，使學生獲得扎實的理論基礎，但是存在以下三個方面的問題: 一是，所學內容主要以數學推導為主，學習興趣不高；二是，課堂上不太容易聽懂或者聽得懂課后作業卻很難準確求解；三是，很難理解大學物理解的物理意義，不太容易與實際物理問題對應起來。

1.2 MATLAB 引入大學物理教學的優勢

采用多媒體課件和板式教學相結合的教學模式、充分發揮數學軟件和大學物理的可視化教學模式在大學物理課程教學中的應用。 可以向學生傳達更多更新的教學內容、展示出該課程更豐富的物理現象，將學生的注意力轉向對物理現象的理解和應用中，激發學生的學習探索興趣，從而提高教學質量。

1.3 MATLAB 在大學物理教學中應用的注意事項

MATLAB 在數學物理方程教學中的應用須注意如下幾個方面：在使用MATLAB 求解大學物理問題前，一定要先利用課外時間使學生自學通曉基本的MATLAB 軟件常識；課前要用MATLAB 制作一些課件； 教學中應該注意MATLAB 只是作為大學物理教學的輔助， 在適當的教學環境下靈活應用，才能達到理想的教學效果。

2 MATLAB 在大學物理教學中的應用

例：在討論拋體運動時，由牛頓第二定律，可得：

max==-kvx

may=m=-mg-kvy

接下來可以使用MATLAB 命令獲得不同速度、不同阻力系數下的模擬圖像：

圖1

MAT LAB 命令如下：

這里取g=9.8m/s2，v0=10m/s，m=2kg

從上面舉例可以看出，通過調整方程中的參數可以形象獲得各種情況下的模擬圖形， 并可以得到相應的數值坐標。這便于更好地理解在不同情況下考慮阻力的平拋運動的物理意義。

3 小結

本文通過MATLAB 在大學物理教學中的實例分析將MATLAB 引入教學，運用MATLAB 數值求解方程，再將數值計算結果作圖，可以展現出公式的物理圖像模型，使其變得更直觀、形象。 MATLAB 軟件的引入不僅增加了教學的多樣性，而且可以激發學生的學習興趣，為大學物理教學質量的提高提供了一些依據。

［1］張志涌.精通MATLAB[M].北京:北京航空航天大學出版社,2000.

［2］裴慧霞,文黎巍,支聯合.MATLAB 在大學物理教學中的應用[J].周口師范學院學報,2010,3,27(2).

［3］徐金明.MTALAB 使用教程[M].北京:清華大學出版社,北京大學出版社,2005,7.

［4］劉來福.用MAPLE 和MATLAB 解決科學計算問題[M].北京:高等教育出版社,1999.

［5］呂良軍,楊盛用.MATLAB 在基礎物理中應用的幾個實例[J].黃河水利職業技術學院[J].中國科技信息,2008(19).