高校MATLAB課程教學改革探索和實踐

孫偉

摘要：將新技術和新方法應用到教學中，培養“新工科”的綜合性人才，是我國高校的重要任務。MATLAB是高校工科專業重要的通用課程，幾乎所有專業都有涉及，學好MATLAB對于工科人才培養有重要意義。本文基于MATLAB R2019b版本設計了MATLAB課程的教學方案，并論述了教學開展的原則，以期能指導其他高校實踐。

關鍵詞：MATLAB;課程教學;課程改革;新形勢

在新技術的應用下，MATLAB被廣泛應用于高校教學。MATLAB是美國MathWorks公司出品的一款商業數學軟件，是英文單詞matrix和laboratory合并后的縮寫，意思分別是矩陣和實驗室。MATLAB是理工類學科科研人員使用頻率最高的軟件之一，常被用在圖像處理、信號處理、數據分析、計算機視覺等領域。在同類的諸多軟件中，MATLAB在數值計算方面暫無對手，應用該軟件可以進行矩陣運算、函數繪制、數據分析、算法實現等[1]。

隨著科技發展的日新月異，信息技術水平成為新時代人才培養的重要要求，信息技術應用也是高校在進行人才培養時應把握的重要內容。我國高校的工科教學中提出了“新工科”的教學理念，要求高校在培養工科人才時對一些技術工具的使用進行教育指導[2]。在“新工科”建設的背景下，MATLAB課程成為很多高校開設的重要工科課程，本文基于MATLAB課程教學改革進行了探索和實踐，以期為其他高校開展MATLAB教學提供參考。

一、MATLAB課程教學設計基本原則

MATLAB堅持版本升級，隨著升級軟件的內容發生了很多變化，本文基于MATLAB R2019b進行教學設計，重構教學內容，進一步明確其邏輯主線，形成以“基礎—編程—仿真—應用”為基礎的邏輯主線，并結合不同專業的教學目標，為MATLAB設置不同的課程定位，針對不同的學科進行教學案例展示，促進MATLAB教學與專業實際問題相貼近，使該軟件的學習和應用能夠真正服務于專業人才培養[3]。

（一）科學性原則

MATLAB課程實踐性較強，廣泛應用到案例教學，需要以科學嚴謹的態度進行教學設計，確保所展示的案例具備科學性和準確性，能夠經得起在MATLAB中的運行和驗證。

（二）引導性原則

MATLAB課程需要用到大量實例，具體應用時會涉及到各種程序和命令，在教學過程中應打好基礎，力求展現方式做到簡單易懂，緊扣專業內的教學目標，引導學習者進行自主探究。

（三）開放性原則

在改革開放的大背景下，“新工科”的建設也應堅持開放性原則，集合各方優勢，優化資源配置，突破限制和束縛，落實產學研融合，不斷拓展新的應用領域，將新技術應用到教學中，優化MATLAB課程的教學案例。

MATLAB無論如何改革，在進行教學設計時都應側重教學案例，通過創設情境來展現抽象的知識，將復雜的系統進行結構。通過應用MATLAB軟件能夠彌補理論學習中的不足，也能讓實踐教學不是無本之木，能夠成為理論和實踐溝通的橋梁[4]。高校學生能夠通過學習MATLAB了解到所學專業的基本原理，并以此指導實踐。

二、MATLAB課程教學的改革與實踐

在本文研究的改革和實踐下，將MATLAB教學細分為逐層深入的一些教學手法，以期能夠培養學生的數學建模能力與計算機模擬防震能力，并能夠應用這一技術解決一般的工程技術問題，讓這門課程的開設能夠真正服務于學生日后的工作。本文所做的具體改革措施包括一些幾點：

（一）課程實例教學的應用

實例教學是基于文字知識描述的不足，以針對性的實例進行彌補，讓學生能夠更為直觀地進行感受和學習。在實例選擇過程中，要把握好方向，所選實例應當是學生已學或將學的知識點，在輔助學生學習的同時進一步提升學生對課程的興趣。MATLAB在大學階段屬于理解難度較大的課程，且很多學生認為其與專業課程的關聯度不高，會產生學習上的逆反心理，教師應對此予以關注，多選擇與學生專業相關的實例進行教學。

（二）互動式教學的應用

改變傳統的講授式教學模式，采用教師與學生之間充分互動的教學方式，讓學生在課程中有參與感，而教師也能夠及時從學生那里獲得對教學的反饋，了解學生對課程的掌握情況，進行針對性的教學和問題解答。充分調動起學生學習MATLAB課程的主觀能動性，引導其積極發言、認真設計，讓學生逐漸認識到這一課程的重要性，大幅提高學生的學習積極性，切實提高學生的學習成績和應用水平。

結語

本文探索了高校MATLAB課程教學改革過程中應遵循的原則與具體實踐，通過課程實例教學和互動式教學方法的應用，能夠有效增強MATLAB課程教學應用于實際工作的效果，并增強學生的學習興趣和學習主動性，讓整體學習效果得到了明顯提升。其他高校的MATLAB教學實踐活動開展可以此為參考，實現該學科整體教學能力的提升。

參考文獻：

[1]杜艷迎.MATLAB在塑性成形原理課程中的應用研究[J].科教導刊，2021（10）：140-142.

[2]劉道文.新工科背景下MATLAB課程案例設計探索與實踐[J].許昌學院學報，2021，40（02）：117-120.

[3]張茜.MATLAB軟件融入高等數學課程的模塊化設計與研究[J].山西青年，2021（06）：18-19.

[4]劉衛國，蔡旭暉，呂格莉，等.開放式精品示范課堂的教學改革實踐——以“科學計算與MATLAB語言”課程為例[J].工業和信息化教育，2020（11）：23-28.