論MATLAB軟件在高職數學教學中的推行

◆覃雄燕

(柳州鐵道職業(yè)技術學院)

現代高職教育提倡加強職業(yè)教育信息化建設，拓展學生學習空間，促進學生自主學習，引入現代信息技術就是這樣一種提高教學質量、推進教學質量優(yōu)質化的重要手段。MATLAB被譽為“巨人肩膀上的工具”，是一種功能強大的數學科學計算和工程仿真軟件，充分利用好MATLAB軟件能夠更好地提高教學效率。

一、MATLAB軟件及其強大功能

MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言(如C、Fortran)的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。

MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設計與分析等領域。

MATLAB軟件在數學方面應用突出:數學計算以及繪制二維圖形、三維圖形、數學建模等重要領域得到了廣泛的應用，直觀強勁的視覺沖擊。

1.三維效果程序

MATLAB建立的三維等高線效果圖

2.動態(tài)變化程序

建立一個隨時間變化而變化的曲線

二、提倡在高職數學教學中引入MATLAB軟件

高等職業(yè)教育作為高等教育發(fā)展中的一個類型，肩負著培養(yǎng)面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命。參照相關的職業(yè)資格標準，高職教育改革課程體系和教學內容要求建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標準，規(guī)范課程教學的基本要求，提高課程教學質量，改革教學方法和手段，融“教、學、做”為一體，強化學生能力的培養(yǎng)。在滿足學生可持續(xù)發(fā)展要求與保持高等教育的教學層次的前提下，更加關注學生職業(yè)能力的提高，更加注重學生的知識應用能力、學習能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。現代信息技術作為提高教學質量的重要手段，不斷推進教學質量的優(yōu)質化，提高教學效率。在此指導思想下，MATLAB軟件是一款有助于提高學生應用能力優(yōu)秀軟件，主張在高等職業(yè)數學教育教學中使用MATLAB軟件數學實驗課是以培養(yǎng)學生觀察能力、動腦、創(chuàng)新能力為前提，讓學生學會借助軟件平臺，驗證、應用并發(fā)現數學規(guī)律，提升學生的創(chuàng)造性思維。因此，在高職數學課堂教學中開設部分實驗課，利用數學軟件，在電腦里完成求解任務目標，以達到優(yōu)質教學目標的教學方法值得提倡。

三、在高職數學教育教學中使用MATLAB軟件的意義

隨著高職教育的改革和發(fā)展，各專業(yè)課程的設置和教學內容都做了相應的調整，提高了數學教學的要求，但同時也縮減了數學教學的課時，加劇內容多、課時少的矛盾。在教學中使用MATLAB軟件就可以較好地緩解此矛盾。因為高職生學習數學很大程度是為其專業(yè)課打基礎的，既然數學服務于專業(yè)知識，那么其深奧的推理過程、繁瑣的計算過程，我們在教學中可以適當減免，將數學知識點看成一個公式然后使用MATLAB軟件將其計算出結果即可。這樣即節(jié)約了時間又保障了準確性。

我國高職院校大多是工科院校，長久以來數學教學因為灌輸與填鴨式的教學手段與教學方式過于單一，導致學生對數學課困乏，提不起興趣。上世紀90年代引入MATLAB軟件后，MATLAB軟件也很快引入數學教學課堂的。高等職業(yè)教育快速發(fā)展的今天，高職數學教育教學中使用MATLAB軟件的意義在于:

1.MATLAB軟件自身的優(yōu)點

MATLAB軟件功能強大，易學易懂，用戶使用方便，語言簡單，內涵豐富，編程效率高，繪圖功能強。

2.MATLAB軟件輔助教學提高教學效率

從教師角度看，高等職業(yè)教育快速發(fā)展的今天，高職教師的教學素質和教學能力越來越受到社會的關注，形象直觀視覺沖擊、生動的教學方式是“粉筆+黑板”所無法比擬的。它能使一些在傳統(tǒng)教學手段下很難表達的教學內容或無法觀察到的現象直觀、形象、生動地顯示出來;MATLAB軟件輔助教學加深學生對問題的理解，提高其學習積極性;它能大大增加課堂教學的信息量，提高教學效率，成為解決學時矛盾的重要途。

3.MATLAB軟件輔助學習優(yōu)越性明顯

從學生角度看，有限的教學時間與無限的學習內容之間的矛盾日顯突出，以學生為主體、自主學習的要求日趨迫切，終身學習理念從終身學習的理念來看，掌握MATLAB軟件后，可提高學習的自學能力學習能力，與學生的實踐能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力，并能夠有效培養(yǎng)學生的數學建模能力，提高高職數學教學效率。

四、目前我國高職院校數學教學中使用MATLAB軟件的情況

1.教學中使用率不廣泛

數學在高職院校教學時間1學年甚至是學一學期，學時是50～120，MATLAB教學分配的課時不足1/5，此外有的是教材里有MATLAB使用的內容，但教師教學時不講，作為課外閱讀，有的是所使用教材就沒有MATLAB教學的內容。新的有效軟件教學平臺得不到充分地推廣使用。

2.教師教學固有觀念影響MATLAB在教學使用的推廣

教師是教育教學方法推動的主力軍，是具體實施者。新軟件教學平臺的成敗取決于教師觀念和行為能否緊跟時代步伐，接受新事物，并以行動去實踐檢驗它。多年教學實踐規(guī)律顯示，教師通常是教改的最大阻力。這有兩個原因，第一是習慣，即教師自身十多年的學習生涯與長期教學經歷所養(yǎng)成的習慣。教師面對新的要求，包括學習新事物，都對教師已有的教學實踐帶來挑戰(zhàn)。第二有的教師把教學工作僅僅看作是謀生之道。不愿意投入較多的精力去嘗試一個不知道教學效果能否達到預期效果的新教學手段。教學方法的改進，教師對新知識的接受、認可與駕馭能力從某種程度上影響著教學實踐的成敗。

3.從我院學生使用MATLAB軟件情況調查問卷分析學生使用MATLAB軟件存在的問題

問題1:你了解MATLAB軟件的功能嗎?

選項:A了解;B了解部分;C不了解;

2%的學生選A;80%的學生選B;18%的學生C.

問題2:什么情況下你會使用MATLAB軟件?

選項:A上課及隨堂練習時;B課后做作業(yè)或練習題;C其他;

60%的學生選A;30%的學生選B，10%的學生C.

從調查問卷得出的結論學生只在教學課堂時較多使用MATLAB軟件，沒有形成主動使用MATLAB軟件的意識。主要原因在沒有充分認識到MATLAB軟件的價值，對使用的廣度與深度還不夠，因此需要老師的進一步引導。

五、在高職數學教學中推行MATLAB軟件幾點建議

1.高職院校需有相應政策的支持

如建立制度，鼓勵教師使用新的教學手段，對于勇于實踐新軟件教學平臺的老師給予一定的物質獎勵或精神勉勵。校園里從上至下的推廣新軟件的使用成果，樹立典型，鼓勵先進。

2.教師要及時更新觀念

人們在在思維上有固守成規(guī)的觀念，不愿意對新事物新教學方法、法式的接受與嘗試。每一個數學教師都要有堅強的信念和毅力，投入到教育事業(yè)中，勇于嘗試，不斷學習，不斷超越，努力做一個新型的時代前沿并被學生認可的優(yōu)秀教師。

3.在教學中慎用MATLAB軟件

MATLAB軟件功能強大，并不是每個教學內容都推薦使用MATLAB軟件。而是在適合的教學課堂中使用，創(chuàng)造教學中的知識點的直觀性，與提高學生的學習興趣。

4.MATLAB軟件教學注重理論聯系實際提高學生學習的積極、主動性

知識點的進口要重視和加強教學的實踐環(huán)節(jié)。數學教育教學的實踐過程可分為理論學習、典型示范、實踐訓練三個環(huán)節(jié)進行。學習中讓學生把數學理論用到實踐過程中，轉化運用能力。因此給學生講解理論知識后，及時運用MATLAB軟件示范檢驗，讓學生更直觀的了解并掌握所學知識，然后讓學生動手解決生活中數學題，提高學習興趣，讓其產生想動手找答案的主動性、積極性。

六、結語

MATLAB軟件功能強大，通過推廣實踐應運，挖掘其的巨大潛力，服務我們的高職數學教學，我們期待著它為我們教育事業(yè)交出滿意的答卷。

［1］教育部關于推進高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領職業(yè)教育科學發(fā)展的若干意見(教職成［2011］12號).

［2］國務院關于大力推進職業(yè)教育改革與發(fā)展的決定［Z］(國發(fā)［2002］16號).

［3］何正風.MATLAB在數學方面的應用［M］.北京:清華大學出版社，2012.