《MATLAB程序設計》教學模塊化改革的研究與實施

劉麗，汪強

（安徽新華學院信息工程學院，安徽合肥230088）

《MATLAB程序設計》教學模塊化改革的研究與實施

劉麗，汪強

（安徽新華學院信息工程學院，安徽合肥230088）

分析課程教學特點，指出了現有教學的不足，剖析了課程教學改革的必要性；在已有課程內容的基礎上，繼續深入研究模塊化教學特點，構建了基礎模塊、專業模塊和實訓模塊三個課程模塊體系；根據應用型人才培養需求，建立了課程模塊化教學體系.

模塊化；教學改革；應用型

隨著企業對應用技術型人才需求的大幅度增加，各個高校都在進行教育教學改革，以培養更多符合企業用人標準的畢業生[1].應用型人才培養的關鍵因素是課程改革，課程中如何融入行業標準，加入更多的實踐性因素是改革的核心[2].《MATLAB程序設計》是專業核心課，課程的教學地點在機房，在常規的教學中，主要是通過理論與實踐相結合的方式完成授課內容，這是這門課程的一個優點.在教學中，學生可以按照書本的要求進行相關操作，但由于課程的知識量較大，再加上MATLAB所涉及的面較廣，學生在學習的過程中，往往只是掌握了最基本的操作方法，對自己的專業知識不能很好地理解；課程在規定的課時里可以完成基本教學的內容，但是缺乏對專業所涉及的一些側重點的集中訓練，這是教學中存在的一個比較突出的問題.基于這些問題，課程需要進行改革，提高學生應用能力培養.

1 模塊化教學思路

模塊化教學是在基于原有課程內容的基礎上將課程內容分塊處理，將課程分為基礎模塊，專業模塊與實訓模塊三個大的方向，如圖1所示，結合學生以往學習過的專業課程內容進行教學，形成內容互補，側重應用型教學，在學習的過程中告訴學生學習這門課程究竟能完成哪些功能是與他們的專業更加緊密相關的，并且進行專業化的訓練，強化課程內容，完成專業課程體系的關聯性教學.通過模塊化教學，希望能夠提高學生在專業知識上的動手能力，同時能夠把所學的MATLAB工具應用到以往的專業課程中去，強化課程的應用型能力培養.

課程的內容設置以這三個模塊為主線，合理分配好三個模塊之間的內容，注意知識點的前后呼應，將基礎模塊和專業模塊中的知識點進行整合，然后在實訓模塊中加以實現，讓學生在學習中通過實例增強對知識的理解，加強應用能力訓練，提高學生學習興趣.

圖1 課程模塊化教學體系構建

2 模塊化教學改革方案

MATLAB程序設計的模塊化教學中，主要是把整個課時時間分段利用，以基礎模塊為主線，專業模塊為支撐，實訓模塊為亮點，將三個模塊有機的結合起來，并且穿插在教學中，這樣可以最大化地提高教學效率，增強學生的動手能力.

2.1 基礎模塊

課程的設置中，基礎模塊是課程的入門階段，在這個模塊的教學中，主要以MATLAB工具的基本功能為主線，按照MATLAB的基本入門方法去進行教學，由易入難，將工具的典型性應用方面做重點的介紹，要求學生掌握使用MATLAB的方法，結合相關實例，加深學生對課程的理解.基礎模塊將會貫穿整個課程的內容，對于學生而言，基礎模塊的內容是后續進行提高的重要依托，只有把這部分內容很好地掌握了，才能真正意義上地去達到專業模塊和實訓模塊的要求.

2.2 專業模塊

課程的設置中，掌握MATLAB的基本使用的目的就是為了能夠應用于實際，與以往的教學相比，專業模塊會把這部分內容強化，讓學生將MATLAB應用于以往所學的專業課程中，讓學生對自己所學的內容進行實例應用并且能夠將前后所學的專業課內容聯系起來，側重應用型教學，讓學生明白學這個東西到底有什么用，能夠結合實際使用才是真正有用的東西.

舉個實際的例子，學生在之前的課程中都學習過微積分，學生在學習時并不是很清楚這么課究竟能為他們提供什么樣的幫助，作為信科專業的學生，數學是很重要的課程內容，在與學生的交流過程中，他們對自己所學的內容只是客觀的接受，按照老師的要求完成運算，但對課程的應用不是很清晰.在實際的生活中，一切規則都可以用數學來表達，凡是能用數學來表達的，都是可以通過建模來進行仿真研究，而MATLAB恰恰提供了這個建模的平臺，通過這個平臺可以讓學生明白什么是建模，建模有什么用[3].學生可以通過建立微分和積分的仿真模型給虛擬的對象加以不同的輸入信號，看它會有什么樣的反應及結果，在這個過程中加深學生對以往課程的理解同時也把MATLAB與數學結合起來，讓學生的動手能力加強，也能反向促進學生學習MATLAB的熱情.

這樣的應用還有很多，可以在電路，曲線擬合，繪圖，界面生成以及仿真模型的建立等方面加強實例教學[4、5]，強化學生對專業課的理解，同時提高學生的動手能力，讓他們知其然，并知其所以然，知識能力水平得到進一步的提升.

2.3 實訓模塊

課程在前兩個模塊的基礎上，在后期可以加入實訓模塊，側重學生綜合能力的培養，在整個MATLAB基礎模塊和專業模塊完成的基礎上實現綜合性實例教學，實訓模塊主要側重內容的交叉和實際動手的能力培養.模塊的內容選取主要可以從以下幾個方面入手：

(1)進行SIMULINK控制部分PID的仿真模型，側重點是PID是什么，可以干什么，起到什么作用，用在什么場合，可以解決那些實際生活中的問題.

(2)進行圖像處理邊緣檢測部分的提取，可以舉例，比如說汽車闖紅燈，對汽車牌照邊緣的提取，確定車牌照號碼的提取范圍；警察對視頻中出現的犯罪人員的檢測，犯罪人員面部信息的提取等.

(3)繪制曲線的實例應用，繪制支付寶的賬單，推廣到以后工作中常用的一些統計報表的繪制方法.

(4)電路仿真，側重說明電路仿真的意義是什么，當我們有一個想法，想設計一個電路來滿足我們的要求時，需要驗證我們設計電路的可行性，就是我們設計的電路能否滿足我們的要求，在仿真軟件中我們把設計好的電路給以預想的輸入信號，通過對輸出信號以圖表的型式顯現出來，來判斷我們的電路是否滿足我們的要求.

(5)曲線擬合，曲線擬合可以完成點的補充，為什么要曲線擬合，因為在實際當中，比如做實驗，不可能對所有的時間點上的數據都進行采集，采集到的數據都是一些離散的數值，這時我們需要進行曲線擬合，認為我們擬合的曲線與真實的曲線相吻合.

(6)GUI可視化界面，GUI可以完成可視化界面，側重說明完成什么樣的可視化界面，可視化界面的實體應用等.

學生可以在這些方向中，根據自己的實際情況選取適合自己的目標，也可以把自己感興趣的內容提出，完成實體的設計，形成規范的文字性材料，這樣就把學生以前學習的東西和現在的MATLAB語言結合了起來，既能夠將MATLAB得以實際的應用，也能把現今所學的知識和自身專業相結合，提高了學生的動手能力，也增加了課程的趣味性.我們將這種實訓模塊引入到課程中，實際上也是通過這種訓練讓學生自主學習能力加強，為后續的畢業設計提供一定的基礎.

MATLAB是一個實用性很強的工具，在目前的職業需求上也是很熱門的一個軟件，由于它在專業課程的仿真上基本上都能找到相關的方法，對于這個軟件的學習也可以進行專業上的推廣，不同的專業根據自身的特色選取合適的知識點進行教學會起到比較好的作用.在教學過程中，通過模塊化方法，如圖2所示，形成一套完整的教學模式，可以提高教師的教學水平，同時增加學生的學習積極性，從整體上促進課程的發展.

圖2 課程模塊化體系分解圖

3 結語

通過課程的模塊化改革，課程的內容更加緊湊，應用能力提升.教師在課程的授課方式上，更側重于從做中學，強調實踐教學環節的作用，尤其是一些綜合性的實踐環節.通過改變傳統的課堂教學方法，加強問題式、啟發式、討論式和研究式等教學方法在課堂中的運用，引導學生從注重結果向注重過程的轉變；加強案例式、項目式和講座式的授課方式，將生產實際中遇到的問題作為案例，增強學生對工程問題的感知力.

〔1〕薛玉香,王占仁.地方高校應用型人才培養特色研究[J].高等工程教育研究,2016（01）:26-30.

〔2〕朱妮,袁春萍.民辦高校計算機應用型人才培養模式創新研究[J].電子測試,2016（08）:21-26.

〔3〕華穎.MATLAB軟件在數學建模中的應用[J].價值工程, 2013（26）:32-35.

〔4〕劉曉玉.基于教學目標的MATLAB語言課程教學方法探索[J].計算機教育，2015（3）:88-90.

〔5〕屈克慶.MATLAB仿真在電力電子實踐教學中的應用[J].中國電力教育,2014(12):42-45.

G642.0

：A

：1673-260X（2017）03-0191-02

2016-12-19

安徽新華學院教學改革課程（2014jgkcx08）