非計算機專業MATLAB課程教學改革研究

南京航空航天大學金城學院自動化系 胡芬巧 陳 薇

非計算機專業MATLAB課程教學改革研究

南京航空航天大學金城學院自動化系 胡芬巧 陳 薇

針對非計算機專業學生,本文結合我院MATLAB課程的特點及教學現狀,提出了從教學模式,到教學內容、教學方法和考核方式等方面的一些改革措施,以提高學生的軟件應用能力和教育教學效果.

MATLAB;教學改革

0 引言

MATLAB是集數值計算、符號運算和圖形處理等多功能于一體的科學計算軟件,它利用M語言開發的MATLAB專業工具箱函數可供用戶直接使用.南京航空航天大學金城學院(以下簡稱我院)開設的MATLAB課程是一門專業基礎課,它的實踐應用性很強,學生們對它的掌握情況直接影響后續專業課程的學習.

我院以培養應用型人才為目標,所有的課程應該以此為中心來展開.目前的MATLAB課程的教學必須做出相應的改革,才能更好地服務于應用型人才的培養目標.因此,本文通過對MATLAB課程教學模式、教學內容、教學方法和考核方式的探討,期望找到一種好的方法提高本課程的教學質量,進而提高學生的軟件應用能力和實踐動手能力.

1 MATLAB課程教學現狀

1.1 教學模式

按照我院教學計劃的安排,MATLAB是系定選修課,每周兩次課,在有限的時間內完成教學任務,內容多,學時少且分散.目前的授課模式是機房授課,教師講授和學生操作同時進行.學生自主學習的機會和時間少,學生學習的積極性沒有調動起來,教學效果一般.

1.2 教學內容

按照MATLAB課程教學大綱的要求,并結合學生的專業特點,該課程的教學內容主要分軟件基礎和軟件應用.軟件基礎包括MATLAB操作環境,數學計算,MATLAB計算的可視化,GUI設計和程序設計等的介紹,這部分內容可配合自編的上機指導書學習;軟件應用主要結合不同專業的專業課內容,利用MATLAB/Simulink來分析和設計.如結合自動控制原理專業課介紹線性定常系統的時域分析,Simulink仿真等.但實際上,按照現有的教學模式,教師教授軟件基礎知識部分所占學時過多,導致最后對軟件綜合運用的實例教學所占學時不夠.

2 改革措施

2.1 開課模式改革

MATLAB課程是選修課,學生對其的重視度不夠,故在課程開始不著急介紹軟件內容,首先要強調MATLAB課程的重要性,是一門很重要的工具課,是為后續專業課程搭建學習和實驗研究的平臺.以自動化專業為例,專業課中的自動控制原理、電子技術、計算機控制技術等都可以使用MATLAB進行教學和研究.

MATLAB內容的介紹,可以先用一些軟件應用實例來引發學生的學習興趣.如例舉大家都學過的復雜微積分的求解,符號常微分方程的求解,電路矩陣運算,用MATLAB函數語句可以秒算;還可以展示各種圖形的繪制以及控制系統的Simulink仿真等.

2.2 教學模式改革

MATLAB課程仍然在機房上課,教師可以用多媒體共享的方式進行理論知識的講解,演示操作方便,學生也可實時的參與互動.另外,可把授課時間集中安排在兩周到三周,改成實訓的方式.這樣學生可集中的學習該軟件,增加學生與老師交流互動的機會.

2.3 教學內容和教學方法的改革

在教學模式改革的基礎上,教學內容和方法也應做出調整.考慮到MATLAB軟件人機界面友好,編程的語言規則與筆算式相似,易于學習,故軟件操作和語法介紹部分可以縮短學時,舉一反三,學生可以課后通過查閱教程和上機指導書解決.教學大綱要求的基本內容完全可以通過一個完整的實例來展開,在講解實例的過程中貫穿介紹軟件的基本使用方法和基本知識點.這種案例式的教學方法更適合MATLAB課程,也適合非計算機專業的學生.比如選取簡易計算器設計的例子,可把數值計算,GUI界面設計、程序設計等內容一一展開.另外,可配合上機指導書,做一些基本運算和程序設計的練習.在掌握基本內容的前提下,可結合專業課的內容設置多個大作業題目,讓學生分組完成,教師參與指導.這樣,學生的學習積極性就會被調動起來,掌握該課程基本內容的同時,也提高了獨立思考解決問題的能力和相互協助的能力.

2.4 考核方式的改革

由于MATLAB課程是一門實踐性很強的課程,主要考核的是學生在掌握基本語句的基礎上實際的操作能力.單純的試卷考試只能是基本知識點和基本操作的考核,并不能反映學生應用軟件解決實際問題的能力.MATLAB課程的考核方式應該是過程化的考核方式,除了試卷考試,還可結合平時的大作業表現,每組完成大作業的同時要求撰寫一份報告,并在整個班級內講解交流,依每組表現打分.這樣的考核方式,更能反映學生的掌握情況,也能充分鼓勵學生發揮主觀能動性.

3 結束語

非計算機專業MATLAB課程的學習主要是為后續的學習研究作準備,不能以考試合格作為最終目標.MATLAB課程要取得良好的教學效果,教學模式和教學方法很重要,還需要不斷地探索.

[1]鄭阿奇.MATLAB實用教程(第2版)M].北京:電子工業出版社,2007,8.

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胡芬巧(1983-),女,浙江金華人,碩士研究生,南京航空航天大學金城學院教師.