探析matlab教學中任務教學法的應用

周本海

摘 要： Matlab作為一款功能強大的高級工程計算語言，被廣泛應用于工程科學領域的分析與決策中，是工科學生必修的一門課程。本文提出matlab教學過程中的新型教學模式——任務教學法，分析任務教學法在matlab學習中的重要性，并將任務教學法分為任務設計、分析及完成幾個層面進行深入分析，為提高學生的科學素養提供理論依據和實踐指導。

關鍵詞： matlab 工學 計算 任務教學法

1.引言

Matlab作為一款功能強大的高級工程計算語言，被廣泛使用，同時是高校工科學生的一門必修課。Matlab作為當前科技和工程界最流行的四大數學軟件之一，可用于算法設計、數據可視化、數據分析及數值計算等應用。應用范圍十分廣泛，如信號和圖像處理、通訊、控制系統設計、測試和測量、仿真、財務建模和分析及計算生物學等眾多領域。在計算方面，matlab更傾向于向量及矩陣運算，比傳統的C，C++語言實現起來容易得多。這些計算式工程和科學基礎，計算起來非常便捷。

正因為Matlab在工程領域有著巨大的計算能力，因此在工科院校中，matlab成為一門必修課程。本文提出matlab的任務教學法，分析任務教學法在matlab學習中的重要性，并將任務教學法分為任務設計、提出、完成及評價幾個層面進行深入分析。

2.關于Matlab教學任務的設計

任務設計是任務驅動式教學法的核心，要求體現任務的層次性的同時，對知識點進行包容。教師在課程規劃伊始，可以依據課程深入程度，按單元型和開放型兩種類型進行任務歸納，單元型為教學中必須完成的基本任務，開放型為自主性強的設計任務。教師可以在教學中傳授任務的基礎知識及基本要求，讓學生在課余時間完成任務，主要發展學生自主創新意識，深入領會任務的核心內容，督促其自主提出相應任務。

教師在Matlab課程教學中，可以嘗試性地設計三個單元型任務，單個任務含一章或兩章教學內容，單個單元型任務包含多個子任務，子任務對應章節中相應知識點。除單元型任務教學之外，還可以設計兩個開放型設計任務，對課堂知識進行溫故知新，通過實踐操作深化對概念的理解。在開放型任務中，促進學生用創新性思維及方法解決、分析問題。

另外，在Matlab教學中，因其內容非常復雜，應與學科教學內容相結合，對課程群的設立創建統一的指導原則。比如，在控制系統設計與分析課程的任務中，讓學生利用Matlab工具對控制系統進行仿真，加深對控制系統的直觀理解。

3.Matlab教學中任務分析與完成

教學中，任務的分析與完成是師生互動的過程，教學任務的展開可以具備多樣化形式，我們在教學及實踐中對學生進行適當指導、示范，最終目標是讓學生具備自主構建知識體系及創新能力。具體有如下幾種教學方式促進學生培養這種能力。

（1）在教學中進行引導，促進學生多元化思維、探索性思維的形成。比如：在對subplot（）函數的應用進行教學時，可以讓學生通過help subplot命令對subplot的概念有所了解，運用其繪制多個均勻分布的子圖；然后提出新要求，就不均勻分布子圖的產生對學生進行啟發，引導其通過多種途徑解決問題。一是通過其他函數調用方式解決此任務；二是使用圖形窗口中的軸控件工具對多個圖軸進行定制。

（2）在教學中多舉示例，使學生快速掌握任務中的解題方法和細節問題。比如，在繪制三維曲線圖的教學中，可以先展示一組三維動畫，對三維繪圖的構成任務通過分解的示例程序進行展示，讓學生體會到三維繪圖的基本方法。

（3）引入討論交流方式，學生通過對不同觀點的討論，培養對知識點的深入探究能力。比如，在信號發生器的編寫任務中，通過多種方式產生信號，教師引導學生進行討論流，對每種信號產生方式的優缺點進行分析。

（4）利用多種平臺引導學生深入分析問題的能力，多種方式解決問題的能力。在學生完成開放型任務時，教師在課余增加答疑時間，利用教學平臺進行師生在線互動，利用微信等通訊工具對學生進行即時指導，鼓勵學生利用網絡論壇與校外專業人士進行交流。

（5）通過分組合作模式完成大難度系數任務。小組成員間進行充分研討及交流，有助于學生團隊協作能力及創新科研能力的培養。在實踐中，可以根據學生的差異化需求，由任務小組成員協商提出任務，教師認證任務方案，并在學生實施任務的過程中充當輔助角色，適當提高任務難度，培養學生以工程觀點、全局觀分析任務，增強學生創新思維能力，為以后學習及工程實踐培養良好的思維能力。

4.結語

本文在matlab教學過程中使用任務教學法，通過對教學任務的設計、分析和完成對任務教學法進行深入分析。

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