獨立學院MATLAB課程教學改革研究和探索

胡芬巧

摘 要： 針對獨立學院學生，本文結合MATLAB課程的內容和特點，在課程設置、教學內容、教學方法和考核方法等方面做了探索研究，提出了相應的改革措施，強化教育教學效果。

關鍵詞： 獨立學院 MATLAB 教學改革

一、引言

《MATLAB語言及其應用》（以下簡稱MATLAB課程）是一門實踐應用性很強的專業基礎課，設置在基礎理論課和專業課之間，可將其融入專業課的教學中，是理工科專業非常重要的工具課，在學生的畢業設計、科研項目中都有廣泛的應用。

南京航空航天大學金城學院（以下簡稱我院）是南京航空航天大學按新機制、新模式與社會力量合作舉辦的三本獨立學院，定位于培養高級應用型人才。為了滿足社會和企業需求，從獨立學院以應用型人才為培養目標的導向出發，MATLAB課程的教學改革已顯得非常迫切。因此，本文通過對MATLAB課程設置、教學內容、教學方法和考核方法的探討，力求找到一種好的方法，以期提高本課程的教學質量，達到良好的教學效果，進而提高學生的實際動手能力，使本課程的教學更好地服務于應用型人才的培養目標。

二、課程設置和教學內容改革

MATLAB課程在我院是系定選修課，單獨開課，單獨考核，提高學生的重視程度。MATLAB課程包括理論教學和上機實踐兩個環節，故應將其安排在機房授課，這樣既方便教師實時演示軟件的操作、例題的講解，又能讓學生第一時間學以致用，當堂鞏固所學內容，教學互動。

較好的MATLAB課程設置方案是將其與專業課同一學期開設，達到MATLAB課與專業課的穿插進行、相輔相成。兩門課程穿插進行，能提高學生對理論知識的理解貫通能力和動手能力，形成一種有效的“理論+實踐”的教學模式，同時有利于MATLAB課程的內容與專業課的內容相配合。

MATLAB課程普遍存在一個問題，那就是內容多，學時少。根據MATLAB課程的這一特點，教師在課堂中應重點教給學生使用MATLAB的方法和思想，MATLAB大量函數和指令及編程能力，需要學生通過上機做大量練習才能有本質的提高，所以要合理安排理論和上機的時間。

根據各專業的特點，按照教學大綱的要求，將教學內容分為三大部分：（1）基本內容：這部分包括MATLAB操作環境的介紹，數值計算和符號計算的相關語法，MATLAB計算的可視化，GUI界面的設計及程序的設計，這些是入門基礎知識，要認真詳細講解；（2）專業內容：根據不同專業的要求及學生的實際水平，制定各專業的必須內容。如針對自動化系的學生，可結合專業課介紹線性控制系統的分析和設計，simulink仿真等；（3）擴展內容：對于專業應用較少的內容，可簡單介紹，用以開闊學生視野、拓寬學生知識面，同時培養學生的自學能力。

三、教學方法改革

獨立學院在本三批次招生，學生的文化基礎相對較差，依賴性強，自學能力較弱。因此，激發學生的學習興趣，變被動應試學習為主動求學，這在很大程度上會影響該課程的教學效果。

1.上好第一堂課

首先要強調課程的重要性，對于理工科的學生來說，學習MATLAB是為后續課程搭建學習和實驗研究的平臺。以電氣工程與自動化專業為例，專業課中的自動控制原理、現代控制理論、計算機控制技術、智能控制、現代調速系統等，都可以使用MATLAB進行教學和研究。另外，應當今人才市場對計算機軟件的一些要求，MATLAB軟件已成為當代大學生必須掌握的幾大計算機語言之一，以此增強學生對本課程學習的緊迫感和主動性。

在第一堂課上，用一些具體的例子顯示MATLAB軟件的優越性，引發學生的興趣。例如高等數學里求微積分、解方程；線性代數的矩陣運算；各種圖形的繪制；控制系統仿真等。

2.將專業課融入MATLAB教學中

在教學過程中，根據所教學生的專業特點，引入相關專業課程的知識演示，不但可以提高學生的興趣，而且可以使學生深入學習相關專業課程。例如在學習MATLAB繪圖和M文件編寫時，可讓學生在M文件編輯器下編寫M函數文件繪制二階系統的多條時域響應曲線；學習數值計算時，可讓學生應用矩陣左除求解電路電流方程組中各支路電流。

3.任務驅動式教學

基本理論內容上完，各章節應布置相關知識點的習題練習，學生只有積極主動地參與上機實踐，才能更好地促進理論教學。專業內容學完，可讓學生根據自己的專業特點選擇感興趣的課題，上網找資料，分組討論完成。這樣可調動學生學習的主觀能動性，使學生真正學會如何使用MATLAB編寫和調試程序解決實際問題。

四、考核方法改革

我院辦學理念為培養高級應用型人才，如何貫徹這一辦學理念，培養更多更好的實用型人才。除了優選教學內容，改進教學方法外，對考核方式的改革也勢在必行。

1.課程考核存在的問題

現在，絕大多數課程的考核都采取期末一次性考試的方式——平時成績30%，期末考試成績70%。這種單一的考試形式不能很好地反映學生的學習掌握情況，考分的高低不能完全反映一個人學習的好壞，更不能說明一個人的應用能力和水平的高低，也就談不上應用型人才的培養了。根據MATLAB課程的特點，它的仿真實踐需要計算機操作，存在硬件軟件故障的不確定性，而平時上機作業中抄襲現象也時有發生，因此，有必要制定出合理的考核方式，公正有效地反映出學生的真實水平。

2.課程考核的改革

（1）期末考試內容和方式的改革

期末考試的內容應以教學大綱為依據，考試不再過于強調學生對知識點的機械記憶，學生學習的最終目的是利用所學知識解決實際問題。因此，考試可采用開卷的方式，考試內容轉移到對分析和綜合應用的考核。

（2）增加課堂測驗

MATLAB課程的知識點多，實用性強，重在應用，在學習過程中掌握一般規律，著重理解，只有通過做大量練習，才能熟悉其中的函數，理解和掌握它的使用方法和編程技巧。

若是課堂上單純教師教學，學生就會覺得枯燥乏味，也容易走神。利用課堂練習和測驗，可以提高學生的參與性，增加學生與教師的互動交流，使課堂氣氛更融洽，教師也可以了解到學生對知識點的掌握情況。同時，可以提高學生學習的緊迫感，平時就認真學習，學以致用，而不是到最后為了應付考試。

（3）增加分析設計性的大作業

為培養學生綜合運用知識的能力，應將分析設計性的大作業作為考核方式之一。大作業題目如設計一個GUI界面，實現對二階系統穩定性和動態性能的分析；雙閉環直流控制系統的設計與仿真等。

為了激發學生的學習熱情，真實考核學生水平，MATLAB課程的成績由四大部分構成：平時成績（出勤、課堂表現）占總成績的10%；章節習題測驗成績占30%；大作業成績占20%（不能雷同）；期末考試成績40%。這種成績的劃分，既能實時督促學生的學習，又能充分鼓勵學生發揮主觀能動性，鍛煉實踐動手能力。

五、結語

專業知識的學習不能以考試合格作為最終目標，而應以實踐應用作為理解掌握的基礎。要想取得MATLAB課程良好的教學效果，關鍵是將教學內容和教學方法進行合理有效的組合，最大限度地激發學生的學習興趣和主觀能動性，這需要不斷地探索與實踐。

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