探討Matlab在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：高等數(shù)學(xué)真的是讓很多學(xué)生都望而生畏的學(xué)科，因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)這一學(xué)科知識(shí)綜合性較強(qiáng)且不易理解，內(nèi)容更是十分抽象，為了將高等數(shù)學(xué)學(xué)好，要求學(xué)生的思維以及推理應(yīng)變能力都足夠強(qiáng)，所以這一門課程的教學(xué)對(duì)于教師來(lái)說(shuō)也是十分困難，所以教師要學(xué)會(huì)尋找合適的教學(xué)方法，幫助學(xué)生解決高等數(shù)學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題。所以在本文中我將會(huì)簡(jiǎn)單介紹一下Matlab在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Matlab，高等數(shù)學(xué)教學(xué)，應(yīng)用

教師在面對(duì)像高等數(shù)學(xué)這樣一類難度比較大的學(xué)科時(shí)，就要改變以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法了，不能只是簡(jiǎn)單的結(jié)合教材帶領(lǐng)學(xué)生分析內(nèi)容了，而是要學(xué)會(huì)借助數(shù)學(xué)軟件如Matlab來(lái)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生理解課上較難的知識(shí)點(diǎn)，不然如果學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)上長(zhǎng)期處于被動(dòng)地位，學(xué)生就很難保持對(duì)高等數(shù)學(xué)的熱情。所以教師要學(xué)會(huì)合理運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件，幫助學(xué)生理解課堂上的知識(shí)，與學(xué)生實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

一、 要將Matlab應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)的原因

高等數(shù)學(xué)是讓學(xué)生十分頭疼的存在，甚至?xí)霈F(xiàn)學(xué)生已經(jīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)了一學(xué)期，但期末考試時(shí)面對(duì)多變的數(shù)學(xué)題型依舊無(wú)法下筆的情況，導(dǎo)致高等數(shù)學(xué)掛科的情況比比皆是。這就說(shuō)明學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，只是單純的學(xué)會(huì)了知識(shí)，但并沒有學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)的活學(xué)活用。所以教師在授課時(shí)，運(yùn)用合適的教學(xué)方式尤為重要，學(xué)生應(yīng)對(duì)高等數(shù)學(xué)的能力有限，教師就要從眾多教學(xué)方法中為學(xué)生尋找最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的一種，幫助學(xué)生將不可捉摸的知識(shí)變得具體化，方便學(xué)生更好的理解。而且高等數(shù)學(xué)又是每一個(gè)大學(xué)生都必須要學(xué)習(xí)的一科，如果學(xué)生高等數(shù)學(xué)的成績(jī)不及格，學(xué)生就沒有辦法拿到畢業(yè)證，也就不能順利畢業(yè)。所以學(xué)好高等數(shù)學(xué)對(duì)于每一個(gè)學(xué)生來(lái)說(shuō)都尤為重要，而將Matlab應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)，便能幫助學(xué)生更好地學(xué)好高等數(shù)學(xué)，也就提升了高等數(shù)學(xué)教師的教學(xué)質(zhì)量。

二、 Matlab的介紹

Matlab是一種由美國(guó)出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，具有高效的運(yùn)算功能，能夠使高等數(shù)學(xué)中的復(fù)雜的運(yùn)算變得簡(jiǎn)便化，甚至能給學(xué)生的算法進(jìn)行編程處理，這樣就節(jié)約了學(xué)生很多計(jì)算的時(shí)間，同時(shí)還具有處理圖形的功能，能夠使圖形的運(yùn)算過(guò)程及結(jié)果以編程的形式展現(xiàn)出來(lái)，將抽象概念變得具體化起來(lái)，那么生硬的書面知識(shí)也就變得靈活起來(lái)了，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也就會(huì)更簡(jiǎn)單。對(duì)于教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)，最重要的一點(diǎn)便是Matlab將數(shù)學(xué)表達(dá)式以一種盡量口語(yǔ)化的方式展現(xiàn)出來(lái)，這樣不僅方便了教師和學(xué)生對(duì)于高等數(shù)學(xué)的理解，更能吸引起學(xué)生學(xué)習(xí)高數(shù)的興趣。當(dāng)然一款好的軟件不可缺少的還有一個(gè)完備的工具箱，可以及時(shí)處理用戶的各種需求，解決了教師的授課中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

三、 高等數(shù)學(xué)教學(xué)中Matlab的應(yīng)用

（一）Matlab在函數(shù)中的運(yùn)用

函數(shù)是學(xué)生無(wú)論在高中還是大學(xué)都在一直接觸的數(shù)學(xué)問(wèn)題，高中的正反比例函數(shù)、一次函數(shù)以及二次函數(shù)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)還相對(duì)簡(jiǎn)單，但也一直都是讓學(xué)生十分恐懼的存在，因?yàn)楹瘮?shù)圖像的變化形式總是多種多樣的。而大學(xué)高等數(shù)學(xué)中的函數(shù)則是在難度上又上升了一個(gè)梯度，函數(shù)圖像變得更加抽象化了，而Matlab剛好能幫助學(xué)生解決這個(gè)難題。因?yàn)閷W(xué)生在使用Matlab軟件的同時(shí)，會(huì)有Matlab語(yǔ)音為學(xué)生引導(dǎo)如何解決函數(shù)問(wèn)題，如何繪畫函數(shù)圖像，那么這一體驗(yàn)就遠(yuǎn)比教師在講臺(tái)上講解，學(xué)生在教室里聽課的效果要好得多，因?yàn)閷W(xué)生參與到其中了，就能近距離感受高等數(shù)學(xué)的神奇之處。而且軟件Matlab中所配備的Matlab語(yǔ)言更是極具趣味性的存在，學(xué)生在使用Matlab時(shí)既能將高等數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單化，又能在使用期間讓學(xué)生收獲到學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的樂趣。

（二）Matlab在高等數(shù)學(xué)中求極限的驗(yàn)算中的應(yīng)用

在高等數(shù)學(xué)中，需要求極限的題型數(shù)不勝數(shù)，又由于其運(yùn)算量較大的特點(diǎn)，學(xué)生檢查驗(yàn)算又很浪費(fèi)時(shí)間，就會(huì)導(dǎo)致很多學(xué)生失分。而Matlab又剛好能幫助學(xué)生解決這個(gè)問(wèn)題，所以學(xué)生就可以運(yùn)用Matlab去檢驗(yàn)自己的極限計(jì)算是否正確。Matlab可以根據(jù)學(xué)生所要求的極限值進(jìn)行編程，讓系統(tǒng)自行運(yùn)算，既為學(xué)生節(jié)省了求驗(yàn)算極限值所需要的時(shí)間，又以一種可視化的計(jì)算過(guò)程為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了思路。Matlab是一個(gè)大量算法的合集，所以可以幫助學(xué)生解決任何形式上的算法驗(yàn)算，提升學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的自信心。

（三）Matlab在微積分中的應(yīng)用

高等數(shù)學(xué)中微積分的內(nèi)容非常重要，此外，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，因?yàn)閷W(xué)生在上學(xué)之前從未接觸過(guò)有關(guān)微積分的任何練習(xí)，所以對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)就是要重新學(xué)習(xí)一個(gè)新的概念，而又由于習(xí)題的難度，便牽制了很多學(xué)生在高等數(shù)學(xué)中進(jìn)步的步伐。微積分作為新課程，那么讓學(xué)生了解課程內(nèi)容便是第一步。Matlab的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是學(xué)習(xí)時(shí)的自然化語(yǔ)言，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不會(huì)再為了高等數(shù)學(xué)中晦澀難懂的定義糾結(jié)了，方便了學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的理解。

四、 結(jié)語(yǔ)

高等數(shù)學(xué)是大學(xué)眾多學(xué)科中較難的一科，教師就要在講解知識(shí)時(shí)善于借助Matlab去輔助授課，這樣不但縮減了老師本身的授課壓力，學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣也得了提升，讓學(xué)生在同等的時(shí)間內(nèi)有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]崔信.高等數(shù)學(xué)[M].北京：北京出版社，2014.

[4]陳杰.Matlab寶典[M].北京：北京電子工業(yè)出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：

蘆永強(qiáng)，甘肅省嘉峪關(guān)市，甘肅廣播電視大學(xué)嘉峪關(guān)分校。