《計算機繪圖軟件Matlab》課程教學實踐與探索

趙立清++郭文婷++劉剛

摘 要：Matlab是一款被廣泛使用的數據處理與可視化軟件，對于海洋學及其相關專業的學生，通過學習，能處理和分析各種海洋調查和衛星遙感數據。《計算機繪圖軟件Matlab》是一門軟件類課程，具有很強的實踐性與實用價值，如何通過有效的教學方法提高課程的教學質量顯得尤為重要。該文通過對《計算機繪圖軟件Matlab》課程的教學實踐，探討了提高《計算機繪圖軟件Matlab》課程教學效果的途徑和方法。

關鍵詞：課程教學實踐 Matlab 教學效果

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（a）-0160-02

《計算機繪圖軟件Matlab》是一門軟件類課程，具有很強的實踐性，重點培養學生數據處理和可視化的能力。Matlab是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司推出的商業數學軟件，是用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言。在海洋科學學科中，主要利用其強大的計算和函數庫來進行數據處理和圖形繪制。通過該門課的學習，學生能具備編程繪圖的基礎應用技能，為將來專業知識學習與科研工作奠定基礎。文章將結合在教學過程中學生學習該課程常存在的一些問題，探討如何在《計算機繪圖軟件Matlab》課程中提高教學質量、激發學生學習的興趣、提高學生的編程能力，并將所學理論問題與現實問題有機結合，培養學生處理問題的綜合能力。

1 《計算機繪圖軟件Matlab》課程內容

Matlab軟件涵蓋了基本編程指令、數據和函數的可視化、各類專業工具箱、GUI等內容[1]，短短32學時不可能全部涉及。考慮到筆者學院學生的培養目標和實際情況，選取了數值數組及其運算、字符串與元胞數組、M文件和基本語法規則、數據與函數的可視化以及物理海洋學函數庫等內容分章講解，上課與上機穿插進行。重點講解利用M文件編寫指定程序以及繪制圖形的內容，使學生在了解Matlab軟件基本操作技巧的基礎上，切實地掌握用該軟件制圖的基本方法，初步具備編程繪圖的能力，為將來專業知識學習與科研工作奠定基礎。

2 改善教學方法，提高教學效果

傳統的教學方法往往采用“灌輸式”的教學方式，教師一直處于知識傳授的權威者的地位，忽略了學生的主觀能動性。教學過程是教師與學生雙方配合，共同完成教學任務的過程，是教為主導和學為主體相結合的活動[2]。只有符合學生需要和興趣的知識才能使他們愉快地學習，只有教師有效地激發學生的求知欲和學習動機才能使教學過程更加高效地進行。文章在教學實踐基礎上，通過改善傳統的教學模式來組織教學活動，讓學生真正成為教學活動的主人，主動參與進教學活動中，通過自主學習、自主探究獲得知識。

2.1 聯系生活實際，創設問題情境

生活是學生知識來源的一部分，學生最熟悉的莫過于生活中親身感受和經歷過的事實和經驗。教學時，教師可結合教學內容的特點，根據學生的認知規律和現有水平，打破教材的條條框框，從學生熟悉的生活情境、感興趣的事等入手設計題目，提高學生興趣，從而促進學生積極主動地投入到教學活動中[3]。比如在講解程序控制結構中的選擇結構時，聯系學生到商店或商場購買打折商品的經歷，引起課題，讓學生采用選擇結構語句，根據商品價格（price），選取折扣范圍，計算實際銷售價格，標準如下：

商品打折是學生日常生活中熟悉不過的事情了，學生口算可能就能給出實際的銷售價格，但是如何通過計算機語言來模擬大腦的選擇計算過程，學生會產生好奇心，帶著這份好奇和期盼的心情，很快投入到新知識的學習中。

2.2 引入討論式教學方法

討論式教學方法[4]以啟發教學思想為基礎，在教師的提示和引導下啟發學生積極主動地思考問題，并在同學之間、師生之間進行相互交流和互動式思考學習，從而使學生掌握教學知識點。引入討論式教學方法，在學生容易出現問題的知識點上，引導學生發表個人觀點，學生通過對不同觀點的討論，培養學生對知識點的深入探究能力。

比如在講解利用linspace（a，b，n）函數建立行向量的過程中，發現學生在實際運用中容易出現問題。這里，linspace函數能生成一個由n個元素組成的行向量，其中：a為第一個元素，b為最后一個元素，n為元素個數。課堂上，針對實例x=linspace（1，101，5），請學生說出生成的行向量中相鄰兩個元素之間的間隔，這時會出現兩種答案，（101-1）/5和（101-1）/4，我們知道（101-1）/4是正確的，導致學生出現錯誤的原因是沒搞清楚n個元素之間應有n-1個間隔。

2.3 課上提問與隨堂練習

為了更好地督促學生平時上課認真學習，同時較好地檢驗教學效果，根據實際教學內容設置問題進行課上提問與隨堂練習。這種教學形式給學生課堂學習施加了一定的壓力，明顯提高了學生的課堂學習熱情。比如課堂上講解完函數文件時，讓學生寫一個函數文件，實現兩個輸入參數a和b數值的互換。函數文件大致如下：

function [a，b]=Exch（a，b）

t=a；

a=b；

b=t；

end

這里，以function開頭的一行為引導行，出現問題最多的也是這一行。有的學生忘記寫關鍵詞function，有的學生“[ ]”和“（ ）”使用錯誤，有的學生函數文件名直接以數字開頭（Matlab中變量、函數名的命名必須以字母開頭），等等。隨堂練習能及時反饋學生對知識的掌握情況，是學生鞏固知識的必要環節，也是檢驗教學效果的有效手段。對隨堂練習中出現的代表性問題，教師也不急于講解，可以通過學生互相批改的方式來解決。互相批改也是學生的一個復習鞏固的過程。學生以對方為參照物來對照自己，不僅借鑒了別人的長處，還能反省自己的短處。

2.4 鼓勵學生合理利用多平臺自助學習

在教學過程中，應鼓勵學生搜集并有選擇地利用網絡論壇、網絡教學視頻解決碰到的問題。利用多種平臺自助學習，可以培養學生自行分析問題的能力以及多種方式解決問題的能力。近年來，大規模在線開放課程（“慕課”）[5]和學習平臺在世界范圍內迅速興起，慕課是一種基于網絡的教學方法，同樣也是一種以學習者為中心的教學模式。在慕課學習中，除了提供給學習者學習視頻和課件外，還提供交流社區供學習者相互討論，鼓勵學習者自定步調地學習自己感興趣的任何內容。合理地選擇相關慕課或網絡學習平臺供學生課下參考學習，不僅能拓展學生的學習渠道，也能激發學生學習的積極性和自主性。

3 結語

文章對《計算機繪圖Matlab》課程從選擇授課內容和改善教學方法兩方面進行了探討。創設問題情境、討論交流和隨堂練習等教學方法提高了學生課堂上的學習熱情，激發了學生的學習興趣和潛能，進而提升學生運用Matlab進行數據處理和可視化的實踐技能，具有較好的教學效果。鼓勵學生多平臺互動學習拓展了學生課下學習的渠道，提升了學生自主學習的能力，更有利于學生創新能力的開發。

參考文獻

[1] 張志涌.精通Matlab R2011a[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.

[2] 周川.簡明高等教育學[M].南京：河海大學出版社，南京師范大學出版社，2006.

[3] 宮玉玲.數學教學應聯系學生生活實際[J].課程教育研究，2016（4）：131.

[4] 周劍雄，蘇輝，石志廣.討論式教學方法在大學課堂中的運用研究[J].高等教育研究學報，2008（31）：55-57.

[5] 管思怡.基于慕課的高校教學研究綜述[J].海南廣播電視大學學報，2016（4）：13-19.