MATLAB教學模式研究

摘 要：針對MATLAB的特點及以往教學中出現的一些問題，筆者提出了改進教學各環節的方法。實踐表明，采用文中的教學模式，提高了教學質量和效率，激發了學生學習主動性和積極性。

關鍵詞：MATLAB；教學環節；任務驅動式教學；教學模式

一、 引言

MATLAB自誕生以來，隨著其功能的逐步增加和完善，在眾多領域的應用越來越廣，國內外大多數高校都開設了MATLAB課程。該課程內容龐雜、實踐性強但是課時安排不夠、教學效果不盡如人意，使得學生產生逆反心理以及有厭學等情況的產生，所以如何利用有效的教學模式解決矛盾，是各高校教學工作中必須面臨的一個重要問題。

二、 關于MATLAB教學模式的研究

（一） 設置MATLAB相關課程

MATLAB課程的設置可以分為兩種形式：一種是將其作為一門計算機語言課程而獨立開設，另一種是將MATLAB與其他課程進行整合。長江大學的開課情況也大致如此：較早的時候是在計科專業的相關課程中講解MATLAB知識，后來在部分理工科專業開MATLAB編程的選修課，再后來面向全校各專業開設MATLAB程序設計的通識課，目前三種開課形式都有。筆者已開講MATLAB程序設計課多年，修課人數眾多，經過多年摸索，充分吸收國內外先進教學經驗，主要從以下幾個方面進行改革：采用高效的教學方式、安排恰當的教學內容、利用多種方式進行實踐、綜合運用教學策略、對教學考評制度進行完善等，采用以學生為教學主體、教師為教學主導的“雙主”模式，達到了滿意的教學效果。

（二） 教學實踐中的一些具體做法

1. 講好第一堂課，激發學生興趣

MATLAB第一堂課，不少教師選擇在上課的過程中為學生們介紹并展示MATLAB強大的功能，同時可能還會聯系實際情況進行教學，比如說教師會為學生展示如何利用MATLAB來解決數學問題，且利用MATLAB解決問題是十分便捷和高效的。通過多種多樣的教學方式可以在一定程度上促進學生學習的積極性，但是仍有部分學生覺得學習枯燥乏味提不起興趣，可能因為學生們都有自己感興趣的專業和領域，而教師在課堂中為學生們所做的展示還遠遠不夠。為此筆者經常按照以下兩種方法來提高學生們的學習興趣：首先，在介紹MATLAB的基本功能以及應用在不同領域的情況之后，可以利用調查問卷調查學生們的選課動機，了解了選課動機就能使得后續課堂教學中能更有針對性；第二，介紹幾名學過MATLAB的同學的真實事跡：因學好MATLAB，幫助他們全國數學建模獲獎、仿真大賽獲獎、找得好工作等，這頗能吸引眼球，也有很好的帶動與激勵效應。

2. 針對學生特點，分層次、分領域實現教學

MATLAB可以應用于不同領域，且因為所涉及的專業不同，學習目的自然也不盡相同，而每位同學的興趣愛好和自身的特長肯定存在很多差異，同時學生們接受知識的能力也有很大的差距；MATLAB功能非常強大，若要學好全部的功能也是不可能的。針對以上種種問題，本課程宜采用分層次、分領域的教學模式。

一些并非計算機專業的學生，他們的編程能力可能稍遜一籌，所以在教學過程中先進行基本概念方面的講解，再由淺及深，深入程序設計，這種教學方式可以有效地幫助學生提高他們的學習興趣，同時在幫助學生設計思路的擴展方面起了很大作用。對數學專業的學生來說，重點講授數值計算、矩陣運算等；對于計算機相關專業的學生，講授的重點將是GUI、圖像處理、仿真等工具箱的應用。由于課時是有限的，教師授課時無法做到面面俱到，但是在講解過程中可以多多引導學生利用課余時間自主學習，使得他們對課堂以外的知識有基本的了解，達到事半功倍的效果。

3. 多種措施促實踐，切實提高應用與創新能力

MATLAB不同于其他課程，它是一門實踐性非常強的課程，而這就需要師生之間以及學生之間保持密切的交流，與此同時教師應當為學生們營造一種可以自由發表言論的氛圍，使學生能感受到他們在一個民主、和諧的環境下交流學習，建一個QQ交流群是很有必要的：在與老師、同學們交流時，學生可以將自己有疑問的地方提出來，對這方面熟悉的同學們可以幫助他解決問題，并且他們在幫助他人的同時又鞏固了自己的知識，一舉兩得。

MATLAB中有著數量驚人的函數，沒有一本書能夠完全包含這些函數，但MATLAB作為一個優秀的科學計算軟件，其幫助系統提供了友好的人機交互界面，構成了一個比較完備的幫助體系。在教學中，教師應當盡量多地演示MATLAB的幫助體系，讓學生盡可能地掌握幫助體系的使用方法。

為了解決課時少內容多的矛盾，老師可以布置一些適當難度的大作業，激發學生自主學習的欲望。大作業一般是把課程的主要內容融合具體案例讓學生編程實現：針對一些實際操作能力較強的同學，可以讓他們獨自完成作業；針對一些動手能力較弱的學生，老師可以將他們以團隊的形式完成作業，這樣做既能讓學生們得到練習，又培養了他們團隊精神和與人合作的能力，也可取長補短，合力解決問題后也能獲得極大的成就感。

MATLAB網絡資源非常多，要鼓勵學生合理利用網絡資源；另外還可組織有興趣的學生集中來分析開源的代碼以及研究一些已經很成熟的系統，更深層次的認識和理解有關實際應用系統是如何構造的以及如何實現其具體功能；在課程的后半部分，老師可以幫助學生們根據自己的專業方向和研究興趣，查閱資料，撰寫綜述報告，以提高學生跟蹤學科前沿的能力。

4. 采用案例法和任務驅動式教學

任務驅動式教學法其特點是以學生為中心，以任務為驅動：教師將教學內容設計成具體的任務，講授前可以先實例演示給學生觀看效果。講授理論知識的同時輔以案例來說明某些知識點，啟發學生自主發現問題并想法解決問題：將教師授課與學生學習同時進行，教師邊教學生邊學，學生在完成任務的過程中可以學習到理論知識，同時也豐富了他們綜合應用方面的知識。

5. 重視教學的過程化管理與綜合考評

對課堂、作業、實驗等環節進行有效的管理，考核時打破單純試卷的考評方式，采用自評、同伴互評和教師綜評相結合、定性評價和定量評價相結合的形式，注重評價過程，充分了解學生學習基礎知識、聯系實際以及能否在一個領域有創新、有突破等方面的情況。

三、 結束語

MATLAB在長江大學十多年的教改實踐表明：以學生為主體、教師為主導的“雙主”模式效果明顯！學生普遍反應：內容充滿趣味，能真正學到有用的知識，為后續課程的學習和研究奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]邢雪寧，劉麗娜.關于MATLAB課程教學的探討[J].計算機時代，2011，（7）：67-69.

[2]姜欽揚.MATLAB軟件在高校教學中的應用[J].沈陽：沈陽教育學院學報，2008，10（3）：31-33.

作者簡介：

嚴圣華，湖北省荊州市，長江大學計算機學院。endprint