MATLAB在普通工科院校《高等數學》課堂教學中的應用

王佩

【摘 要】《高等數學》是高等工科院校重要的公共基礎課，是為學習其它基礎課和后繼專業課打下數學基礎的必要課程。在普通工科院校《高等數學》課堂教學中運用Matlab數學軟件，可以激發學生的學習興趣，提高學生分析問題解決問題的能力。

【關鍵詞】Matlab；普通工科院校；高等數學；課堂教學

數學依靠真實的外界現象與過程，以抽象的數量關系反映客觀規律，這使得它有 “一切學科之母的”的美譽。在高等學校中，高等數學是理工科，財經類等專業的一門重要基礎課，其教學目的主要是培養學生的抽象思維能力、邏輯推理能力，空間想象能力，培養學生辯證的思想方法，培養學生分析問題和解決問題的能力。它擔負著培養學生的基本數學素養的任務，同時為學生學習專業的后繼課程準備必要的數學基礎。

傳統的《高等數學》課堂教學模式是教師拿幾支粉筆講解定義，定理、公式，進行計算或證明，而對用數學知識去分析、解決判斷實際問題的能力培養不足。沒有多媒體課件的輔助性教學，學生也只是機械的學習，教條式的理解。這樣的教學模式不僅使學生學習數學的激情不高，即使對知識公理爛熟于心，卻也不能增強其實際解決應用生活的能力。筆者從教幾年積極與學生溝通，嘗試將Matlab數學軟件引入課堂教學，寓理論教學、實驗演示于一體，教與學相結合，使一些抽象的公式和運算能用可視化的圖形、曲線表示，達到傳統教學無法實現的效果，并在教學過程中滲透教學建模思想、培養解決一定實際問題的意識和初步能力。

1 Matlab 數學軟件的優點

Matlab集數值計算、圖形圖像處理、符號計算、文字處理、數學建模、實時控制、動態仿真、信號處理等功能為一體，適應多學科、多重工作平臺，功能強大。首先，Matlab更接近于人們的思維方式，用Matlab編程類似書寫數學公式，編程時間和程序量會大大減少。其次，Matlab庫函數非常豐富，計算功能強，使用簡便，即使是只具有初步計算機知識的人也能很快掌握它的基本功能。再次，Matlab 提供了大量的圖形例程，可方便地實現數據的可視化。最后，Matlab易于擴充，用戶根據需要建立的文件與庫函數一樣可以被調用，從而提高了使用效率，擴充了計算功能。Matlab還可以與Fortran語言和C語言子程序混合編程。

2 Matlab在《高等數學》課堂教學中的應用

1）利用Matlab強大的繪圖功能輔助課堂教學，學生對圖形有了直觀了解，有利于理解概念，建立空間想象能力。

例2二次曲面z=2x2+4y2的圖形。

在Matlab命令窗中輸入程序（下圖左），即得圖形（下圖右），結合截痕法，可以更直觀了解曲面形狀。

2）利用Matlab強大的計算功能，使計算不再繁瑣，課堂有更多時間思考和提高。

（1）Matlab提供的命令函數limit（）可以完成求極限的問題，其格式為limit（F，x，a，left）

（3）Matlab提供的命令函數symsum（）可以完成級數求和的問題，其格式為symsum（function，variable，a，b）

將Matlab數學軟件引入到《高等數學》課堂教學中，不僅克服了傳統教學中講解內容抽象、手工繪圖不準確和不直觀，教學內容難以擴展的不足，而且學生在學習中也表現出了極大的熱情和創造性，有利于培養學生的興趣和數學應用意識，這對提高教學質量，促進教學改革，培育全面復合型人才都有著積極的作用。

【參考文獻】

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[4]石博強，趙金.MATLAB數學計算與工程分析范例教程[M].中國鐵道出版社，2005.

[責任編輯：朱麗娜]