高職數(shù)學(xué)課教學(xué)中應(yīng)用Matlab軟件存在的誤區(qū)探析

張萬平

【摘要】本文就高職數(shù)學(xué)教學(xué)中使用Matlab軟件存在的一些問題做了分析并提出了一些對策.理論教學(xué)應(yīng)當(dāng)與軟件教學(xué)相輔相成，不能顧此失彼.對軟件的教學(xué)應(yīng)當(dāng)注重過程化，讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上去掌握它.

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)教學(xué)；Matlab軟件；數(shù)學(xué)思維

一、目前軟件使用方面存在的誤區(qū)

Matlab軟件是一款商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，是以矩陣作為基本數(shù)據(jù)單位，在線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計、自動控制、數(shù)字信號處理方面有很多的應(yīng)用.其中包含的數(shù)據(jù)包有很強的特點：強大的計算功能（可以進行矩陣變換、多項式運算、微積分運算、方程求解等）、卓越的繪圖功能、高效的編程功能、廣泛的擴充功能、簡單易學(xué)、方便使用.

數(shù)學(xué)軟件可以幫助學(xué)生便捷地解決數(shù)學(xué)問題，軟件的使用可以說已經(jīng)到了一個空前的階段，在這種情況下，出現(xiàn)了兩方面的問題，一方面是：學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中過多地依賴于數(shù)學(xué)軟件的使用，而忽視了數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)和鍛煉，使用軟件的度沒有把握好，認(rèn)為會用軟件解決問題就夠了，何必在意理論知識的學(xué)習(xí)，其實用多了不見得就好，如何掌握好這一個度呢？這是我們應(yīng)當(dāng)深刻思考的問題；另外一方面是：學(xué)生對Matlab軟件本身的了解程度不夠，例如，這款軟件是基于矩陣運算的，而學(xué)生對這一點卻視而不見，總是在許多地方出錯.

二、軟件使用過程中存在的問題分析

以下通過教學(xué)中的實例來說明：

實驗一：畫出函數(shù)y=x2cosx圖像（圖（1））

問題1：學(xué)生把Matlab軟件看成是一種自動化很高的軟件，類似于音樂播放器一樣的軟件，只要簡單的操作即可，其實不然，在畫圖過程中，要理解軟件在畫圖的過程中遵循的本質(zhì)才可以，軟件畫圖類似于我們高中學(xué)習(xí)的最簡單的描點畫圖法，只是計算機的運行速度快，可以在很短的時間內(nèi)畫出很多的點，密密麻麻的點看上去就成為“線”了.

問題2：對橫縱坐標(biāo)的限制已經(jīng)影響到了圖像的完整性，所以可以通過改變橫坐標(biāo)的取值范圍，畫出更大范圍的圖形，選定的步長不一定越小越好，步長小了圖形會更精確，但問題是會占有計算機很長的計算時間，當(dāng)然步長大了也不好，會影響圖形的精確度，所以步長應(yīng)當(dāng)選合適.

問題3：y=x.^2.*cos（x）中的點表示的向量乘法，意思是分別對應(yīng)相乘，如果沒有那一個點，意義就完全不一樣了，表示的就是矩陣乘法了.

以上說明學(xué)生對軟件的使用存在困難，問題主要集中在對軟件本身的功能不理解，忽視了Matlab軟件的基本運算就是矩陣運算，只要牢牢抓住這一點，再輔以相應(yīng)的訓(xùn)練，相信可以達(dá)到較好的效果.

三、Matlab軟件應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)實驗存在的一些誤區(qū)

數(shù)學(xué)實驗倡導(dǎo)將實驗作為學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用數(shù)學(xué)的一種新的手段，把生活中的實際問題貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)的整個過程中.數(shù)學(xué)實驗的主要范疇包括：數(shù)學(xué)軟件的使用、實際問題的建模和求解、運用計算機手段加強學(xué)生對于數(shù)學(xué)理論的理解和提高學(xué)生對高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣.但在數(shù)學(xué)軟件教學(xué)中存在著一些誤區(qū)：

1.將軟件學(xué)習(xí)等同于數(shù)學(xué)實驗

軟件只是解決問題的工具，只是數(shù)學(xué)建模過程中的一個輔助工具而已，學(xué)生們對其產(chǎn)生了嚴(yán)重的“膜拜心理”，覺得有了它，就可以解決一切問題了.數(shù)學(xué)實驗的目的在于通過對實際問題的分析，用數(shù)學(xué)思維對問題作出抽象，然后借助軟件工具進行求解，Matlab在其中的作用只是“一把斧頭”“一把扳手”，所以我們需要引導(dǎo)學(xué)生樹立正確使用軟件的意識，軟件不是萬能的，用好數(shù)學(xué)思維去解決實際問題才是正確的道路.

2.沒有把握好軟件學(xué)習(xí)與數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系

教師在教學(xué)過程中，如何把握好理論教學(xué)和軟件應(yīng)用是一個需要我們深思的問題.數(shù)學(xué)教學(xué)的重點在于數(shù)學(xué)思想的潛移默化，讓學(xué)生用數(shù)學(xué)思維來思考實際問題，這才是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心和內(nèi)涵.軟件作為工具對數(shù)學(xué)問題作出求解，注重了數(shù)學(xué)問題的形式化求解，卻摒棄了數(shù)學(xué)思維的鍛煉.

基于以上事實，應(yīng)當(dāng)把數(shù)學(xué)思維培養(yǎng)和軟件學(xué)習(xí)有機地結(jié)合起來才能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)，目前的情況是課時量的限制難以讓兩者兼顧起來，所以首要的問題就是加大教學(xué)課時量，讓學(xué)生既有充足的時間去學(xué)習(xí)理論，也有大量的時間去進行上機練習(xí)，掌握好軟件.

四、對策與總結(jié)

1.軟件教學(xué)和理論教學(xué)兩手都要抓，不能顧此失彼，可以按照6∶4的比例來設(shè)置.

2.軟件教學(xué)中給學(xué)生講清楚相關(guān)函數(shù)的來龍去脈，便于學(xué)生更加深刻地理解Matlab軟件的實際計算機制.

3.軟件教學(xué)應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生的實際情況，由淺至深，由簡到繁.

Matlab軟件為多層次教學(xué)、教學(xué)演示、實踐教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)提供了一個良好的平臺，對于理解力強的學(xué)生而言，既可以通過Matlab軟件來對理論知識進行驗證性的實驗，又可以用Matlab求解實際問題，一舉兩得，讓有能力的學(xué)生得到綜合的提高.對于理解力差一些的學(xué)生，可以通過熟悉軟件命令解決一些簡單的、類似微分與積分的問題，來進一步地提升他們的學(xué)習(xí)興趣.總的來說，應(yīng)用Matlab可以起到事半功倍的效果，真正體現(xiàn)虛擬課堂的作用，從而進一步提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，推動高等數(shù)學(xué)課程的建設(shè)和發(fā)展.