《Matlab應用基礎》課程的教學探索與實踐

鄧塏鏞　石碧瑩

摘 要：《Matlab應用基礎》屬于理工科學生的專業基礎課程，它注重鍛煉學生的數理分析能力，課程的擴展性和實用性強。但是，在實際的教學過程中，教學環境、學生的學習積極性、教師的教法和內容編排等因素都會影響教學質量。針對以上幾方面的因素，經過對該課程的教學探索和實踐，總結出應對相關影響因素的措施，以期提高學生理解知識、學以致用的能力，并取得良好的教學效果。

關鍵詞：Matlab；教學質量；教學探索；教學方法

中圖分類號：TP319；G632.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.126

Matlab作為一種以數值計算和數據圖示為主的計算機軟件，內含多個學科適用的專業軟件包，被廣泛應用于數理分析、電路仿真、光學仿真和圖像處理等方面。《Matlab應用基礎》課程作為高等學校電子信息類專業學生的重要專業基礎課程之一，注重鍛煉學生的算法編寫、數學建模和數理分析等能力，要求學生熟練運用Matlab解決數學問題，并將其拓展到專業課程的運用中。但是，在實際教學中，很多因素都會影響這門課程教學的質量，因此，筆者結合多年的教學經驗，不斷地探索和實踐，為提高這門課程的教學質量提出了以下幾點建議。

1 上機操作與板書講授相結合

雖然《Matlab應用基礎》是理論課，但是，往往要通過編程實現算法才能掌握相關的知識點。枯燥的板書講授無法把煩瑣的問題具體化，學生會逐漸喪失學習興趣。因此，將這門課程安排在機房上，教師可以先按照程序執行的順序講授知識點、板書重點，然后在Matlab軟件里鍵入程序，證明算法的作用，而學生也可以通過模仿鍵入程序得到親身體驗。模仿和體驗的過程對于這門課的學習非常重要，因為程序編寫的教學過程往往需要學生一步一步跟著做，從模仿中體會、從體會中領悟。

在學生的程序執行后，肯定會出現各種各樣的問題需要檢查，學生要自主尋找問題所在，矯正錯誤，得出最理想的結果，并總結經驗，鞏固知識。對于復雜的指令，更能體現出上機操作與板書講授相結合的好處。教師在軟件中每輸出一步，都可以通過板書逐步解釋指令的執行過程，將理論講解與程序驗證結果有機融合，能讓學生更容易、透徹地理解復雜的數理問題。

2 教師教法與章節知識相匹配

《Matlab應用基礎》課程大綱要求將教學內容分成基本語法、數學問題應用和專業課程運用3部分，章節不同，難點、重點頁就各有差異。只有教師的教法與章節知識相互匹配，才能取得良好的效果。

基本語法作為基礎內容，對所有學生的要求都是一致的。矩陣、元素群、邏輯判斷、流程控制、繪圖和函數文件等內容非常直觀，教師可以先提出知識點，然后讓學生跟著自己的思路，編程驗證其功能。Matlab語言的擴展性強，類似用途的指令寫法多樣、靈活性大，因此，教師教了一個點，就可以提出不同的構思，讓學生自己實踐、總結出一個知識點可擴展的功能和寫法，教師最后再圍繞這個知識點將擴展點連成一個知識面。基本語法比較簡單，但是，知識點是零散的，要想讓學生牢固地掌握，就要靠教師帶領學生，以點連線再組面地系統學習。

在數學問題應用方面，其目的是不僅要讓學生學會高等數學、線性代數和復變函數等算術運算，還要解決生活中的數學問題，將基本語法語句組合成一個邏輯性強、功能復雜的大程序。這樣，教師應讓學生提前預習相關題目，課上先用算法圖剖析解決問題的思路，然后用Matlab語言逐步翻譯算法圖，同時，讓學生鍵入算法后將教師的答案與自己預習的程序作對比，從寫法和效果上思考自己的問題所在。最后教師必須從功能到語法、整體到局部，分主次地總結這類問題的解決方法。之后，教師可以逐步提升題目的難度，讓學生結合例題要點尋求答案。同時，在總結時，要突出兩題的差異、解題結構和難點處理方法，從而培養學生熟能生巧、靈活變通地運用知識解決實際問題的能力。

在專業課程運用方面，其目的是引導學生將Matlab軟件運用到多門專業課程上，進行知識遷移。教師要針對不同專業課的經典案例進行仿真，比如利用Simulink工具箱仿真電路；利用圖像處理函數對圖像進行均衡化處理；將圓孔衍射的光強分布函數通過Matlab的繪圖功能展現出圓孔衍射的光強分布和二維圖樣、三維圖樣……學生運用Matlab的專業函數庫、工具箱，可以呈現出可視化的圖表數據信息，在體驗到Matlab多領域功能的同時，又能激發他們對專業課程的求知欲，進而利用Matlab完成相關的實踐驗證。

3 內容編排與學生基礎相適應

《Matlab應用基礎》的教學內容多，學時安排緊，教師只有結合學生現有的知識體系，合理編排教學內容，才能讓學生更好地適應、吸收和運用這門課的知識。該課程的面授對象是大二和大三的電子信息類學生，基礎語法對于所有學生的要求都是一致的，但是，在應用方面，教師則要因材施教。對于大二的學生，他們專業課較少，因此，數學應用內容應占主要部分，要將重點放在高等數學、線性代數和數理分析等方面；對于大三的學生，他們專業課程多， Matlab的專業應用廣，因此，專業課程的應用應占較大的比例。除此之外，教師除了要加強對電路的仿真教學外，還應滿足學生的專業需要，做到有的放矢。對于電子系學生，應講授物理光學、光纖傳輸等應用；對自動化系的學生，應講授有關現代控制原理、DSP等應用；對于信工系學生，應講解信號與系統、電磁波和圖像處理等方面的應用。《Matlab應用基礎》的教學內容編排必須與學生基礎相適應，這樣才能在短學時的課程里最大限度地發揮出這門課對其他專業內容的作用，使學生學有所用、學有所長。

4 結束語

《Matlab應用基礎》被廣泛應用于專業課程中，學生要努力掌握Matlab知識，為日后在其他領域的學習、研究提供可靠的數據分析和具體的模型展示。因此，教師應該從教學形式、教學方法和教學內容入手，做到以人為本、因材施教，從高校的教學研究和課堂實踐中培養出高素質的應用型人才。

參考文獻

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作者簡介：鄧塏鏞（1988—），女，廣東珠海人，助教，主要從事電子科學與技術方面的研究。石碧瑩（1982—），女，湖南漣源人，講師，主要從事圖像處理技術方面的研究。

〔編輯：白潔〕