職業院校《MATLAB與電子應用》課程教學改革研究

于萬霞

（天津職業技術師范大學電子工程學院 天津 300222）

MATLAB作為國際公認的優秀科技應用軟件，它集科學計算、圖像處理、聲音處理于一身，并提供了豐富的Windows圖形界面設計方法，它還有直觀的simulink動態系統仿真庫；除此之外，它強大的工具箱還提供了豐富的函數庫可以直接調用。因此，MATLAB廣泛地應用于工業研究與開發、數學教學、數值分析和科學計算方面，電子學、控制理論和物理學等工程和科學，經濟學、化學和生物學等計算問題的所有其他領域中的教學與研究。目前，MATLAB在全球大部分國家已經作為大學工科學生必修的計算機語言之一。

對于電子類專業來講，電子類專業設置的很多核心課程，如信號與系統，自動控制原理，通信原理，數字信號處理等，在這些課程開設時，為了使學生能夠形象而直觀、更容易理解課程所涉及的理論知識，這些課程在實驗的設置上往往都借助于計算機輔助設計手段，即采用MATLAB軟件，讓學生基于該軟件，對所學的理論知識進行編程操作，以圖形化的方式將結果展現出來。所以近些年，在我國大部分高校將MATLAB課程作為電子類專業的一門專業基礎課程廣泛開設。本文就MATLAB與電子應用課程，探討如何在職業教育類院校進行教學改革，切實提高學生能力，為社會培養理論、實踐全能的人才，使其能夠盡快適應社會發展的需要。

《MATLAB與電子應用》課程改革

職業教育類院校不同于其他高等院校，它是更傾向于實際操作，更加體現各類職業特殊性的教育。職業教育以技術應用型人才培養為目標，要求學生具備知識、技能和品質三位一體的素質結構。它的培養目標要求教學方法的實踐性，注重學生職業素質的培養。因此，這就要求每門課程的開設和具體實施必須以該目標為中心，緊密圍繞該目標來開展實施。

我校以“動手動腦，全面發展”為辦學理念，為全國中等職業學校和技校等培養師資。為了達到培養目標，我校要求學生不僅要達到上述基本要求，還應具備作為職業技術學校教師的能力。所以學生的學習過程中不僅要學習課本知識，還應加強實際操作能力的培養，提高分析問題、解決問題和創新能力，還要加強教師基本技能的學習，這些技能包括語言溝通能力、課堂組織能力、協調的能力等。這就要求教師在教學時以學生為主體，多為他們創造鍛煉的機會。對于本課程而言，要求學生通過各部分內容的學習，能夠熟練運用該軟件獨立進行編程操作。為實現這一目標，要對該課程從內容設置，教學方式，評價方式等方面進行改革。

（一）課程設置方式的改革

目前，在該課程的課時設置中理論和實驗大約各占50%的學時。由于課程主要讓學生掌握該軟件的使用，理論性不強，只有經過親自編程操作才能達到熟練運用的目的，所以對該課程的設置方式可以采取如下兩種改革方案：（1）增加實驗課時量，盡量壓縮理論課時。理論課時只對每個項目進行布置，對用到的知識點進行歸納，重點算法進行講解。（2）如果條件允許的話，可以改為實訓課。讓學生集中兩周的時間來學習掌握該軟件。

（二）課程內容的改革

課程內容的設置充分考慮如下兩個方面的因素：（1）該課程開設主要面向的專業。該課程目前主要面向應用電子技術教育專業，為五年制技本生源。該學生的特點是動手能力比高本生源要強一些，但理論稍差一些。所以該課程開設時，在強化理論的基礎上，進一步增強他們的實際動手編程操作能力。（2）設置課程內容時要充分考慮到學生的前期課程開設和后期要開設的課程。MATLAB作為一門專業基礎課，要為后續專業課打下基礎。相應的服務課程主要有：信號與系統，自動控制原理，數字信號處理，通信原理。設置內容時要把握該課程不是某門或某幾門其他課程的實驗課，不能將其他課程的實驗內容作為教學內容，而只是為后續課程實驗中出現的相應的知識點打下基礎。

基于以上考慮，結合學生的認知規律以及可持續發展性，對該課程的內容進行重新規劃。內容主要分為基本知識部分、實際應用部分和提高部分。其中前兩部分是所有學生必須掌握的。基本知識包括了數組的運算、符號運算、繪圖、文件編 寫 、GUI、Simulink 等 。 其 中 ，Simulink是銜接學過的《電路分析基礎》、《數字電路》、《模擬電路》等課程，并為后續的《自動控制原理》打下基礎。實際應用部分是在學習基本知識的基礎上對實際生活、學習中的一些實際問題進行編程解決。提高部分是為學有余力的學生進一步學習設置的。

（三）教學方式的設置

整個教學采用項目驅動教學法，具體步驟可以分為：課程內容引入；任務布置（含子任務分解）；資料查閱，并形成方案，進行可行性論證等；項目的實施；撰寫項目報告；互動交流；作品評比。

核心部分具體內容如下：（1）采用項目教學法。根據實際課時，每一部分內容設置一個或兩個項目，每個項目分成若干子項目。學生分組，每組最多3個學生，每個學生負責項目的一個子項目，對于稍難或稍大一些的子項目可以根據學生實際需要安排兩個人共同完成。每個子項目不是孤立存在的，各子項目之間存在關聯，通過一個項目的實現，學生不僅達到掌握該部分內容的目的，同時也增強了相互協作的能力。每個項目完成之后，該項目組的學生不僅對自身負責的內容非常熟悉，對整個項目的內容都要了解。（2）互動式教學的應用。每個項目完成之后，每個項目組撰寫報告，并且在整個班級內進行交流。每一名負責的學生詳細講解自己的內容，其他同學可以對不理解的內容提出疑問，也可以提出改進的建議。這樣，每一名講解的學生對所講解內容理解更深刻，而且為將來走上講臺奠定了一個好的基礎。對于沒有講解的學生，通過聽講解和提問交流獲得了更多的相關知識。（3）采用各組作品評比的方法，提高大家參與的積極性。每個項目完成之后，經過指導教師和學生共同投票表決，推選出最優的方案，并對其進行表彰。還可以將該方案上傳到該班級的網站，供其他學生參考。

（四）課程考核方式改革

運用與實施過程化考核方式。目前該課程的考核分為平時成績和期末成績，其中平時成績主要包括作業和出勤兩部分，期末成績主要采用開卷方式，占到50%~80%的比例。由于該課程是一門實際操作性很強的課程，主要考核的是學生在理解基本語句的基礎上實際運用的能力，所以該課程的考核采用過程化的考核方式。也就是學生每完成一個項目，根據學生負責的每個子項目的完成情況，整個項目的完成情況，以及整個項目組的團結協作情況給出每個項目的考核成績。最后綜合所有項目的成績作為過程化成績，取代學生的平時成績。在所有內容學完之后，最后布置一項比較綜合的項目，讓每個項目組協作完成，根據完成情況和組內每一名學生的表現給出期末考核成績。

采用該方式給出的考核成績能夠充分反映學生對于該課程的實際掌握情況。改變傳統教學方式帶來的學生被動學習的局面，能夠充分調動學生的積極性，參與性，做到主動學習，提高自學的能力。

（五）教學資源開發

目前所見的關于MATLAB軟件介紹的相關書籍不適用于項目教學，所以該課程采用自編講義。另外，為了使更多的學生能夠受益，依托天津職業技術師范大學校園網，開發MATLAB與電子應用課程的教學網站，將講義內容和各個項目優秀的方案進行整理，放在網站。同時為了擴充知識面，建立配套的練習題庫和實際應用項目庫，供學生下載；學生也可以把自己設計的系統放到網站上進行交流。這樣，不僅開設本門課的學生能夠掌握該課程，沒有開設該課程其他專業的學生也能夠通過下載資料進行自學，從而掌握該軟件的使用與編程。同時，學生之間，師生之間可以通過該網站進行交流，擴充了學生的知識面，也使得教師能夠教學相長，為今后的教學提供了更多的素材，減輕了任課教師搜集資料的負擔。

《MATLAB與電子應用》作為一門實踐操作性非常強的專業基礎課程，它的掌握情況直接影響后續專業課程的學習。只有摸索出適合職業教育類院校的特有的教學內容、教學方式、考核方式，充分調動學生的積極性，才能使學生達到對知識的熟練掌握、運用自如，同時，也提高了自身其他方面的能力，如團結協作，語言溝通等。通過教學實踐已經證明，提出的改革方法取得了很好的教學效果，得到了學生的普遍認同。

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