高中物理如何借助Matlab的特性提高學生學習效率

任建國

摘 要：Matlab是當今三大數學軟件之一，但它并不只適用于數學，某些功能對物理學科也能起到非常大的作用。比如Matlab的數據可視化，借助這一點，教師可以將許多難以計算的數據直觀的呈現在學生面前，易于學生理解的同時，也不容易出差錯。實驗的操作很重要，但實驗的結果同樣重要，教師也只是一個普通人，也可能出錯，但軟件不一樣，只要數據不錯，它就不可能算錯。且在使用的過程中，學生的興趣能夠得到充分的激發，學生愿意去學，教學效率也會得到提升。

關鍵詞：高中物理;Matlab可視化教學;知識理解;學生積極性;教學效率

物理學雖然計算量不大，但各種題型中需要繞的彎子非常多，教師都有可能出錯，更別說學生了。但學生在得到一個答案之后，就必須找教師的答案進行校對，如果教師都出錯了，很可能對學生產生誤導，這種情況必須避免。Matlab一種計算軟件，沒有情緒，沒有差錯，只要你給出正確的數據，他就能還給你正確的答案，完美的避開教師出錯的可能。

一、加深學生對知識的理解

傳統教學中，學生的理解占據的比重并不很大，學生沒辦法理解，即便是靠著強悍的記憶力將其留在了腦中，在使用的時候也沒辦法輕松運用。而通過Matlab這一軟件，只要將數據輸入進去，就可以得到條理清楚的解題步驟以及基本上不可能出錯的答案，這種情況下，學生能對知識點有一個更加直觀的理解，且不用教師去帶領著學生進行學習，而是由學生按照自己的習慣，對這一知識點進行一個思考，加深理解的同時，更容易記憶。

例如，我在講解“實驗：探究加速度與力、質量的關系”這一課程的時候，就會在最開始的時候在課堂上給學生進行一個示范，讓學生對這節課的知識有一個清楚的了解。在得出實驗數據之后，考慮到計算比較麻煩的，也有可能出錯，我會引導著學生使用Matlab，將自己得到的數據輸入進去，就可以快速得到答案，計算步驟清楚可見，各方面的數據也可以直觀的看到，極大的節省了時間。而在學生進行實驗的時候，就可以根據我得到的答案，進行一個驗算，如果答案和我的相同，則是對的，如果不相同，也可以盡快找出錯誤。學生在不斷的改正中，不斷加深對知識的理解，學習效率更高。

二、提高學生的積極性

傳統教學方式雖然古板，但其具有極強的包容性，許多東西都可以對其起到正面作用，就比如Matlab，又稱矩陣實驗室，傳統教學中，教師只能靠著自己的理解，引導著學生進行學習，雖然會在課下進行備課，但在學生突然遇到問題的時候，教師可能會因為各種各樣的問題，而進行錯誤的引導，這種情況雖然幾率不大，但無論對于教師還是學生來說，都不是一個好消息。但通過矩陣實驗室，這種情況可以完全避免，且它對于學生來說，是一種全新的東西，積極性更高。

例如，我在講解“牛頓第二定律”這一課程的時候，就會在最開始的時候通過Matlab進行一個模擬測驗，“假設，一個物體在做勻加速直線運動，從零開始加速，加速度是30千米每小時，問，在這個過程中物體受到的牽引力是多少？”，學生理解這一章節的知識的話，這個問題并不難，但我還沒開始講解，學生自然沒辦法解決。這個時候我就可以借助Matlab得到一個答案，不告訴學生是怎么得到的，并且引導著學生去書里面尋找，將主動權交給學生，就相當于在一個自由自在的環境里進行學習，學生興趣更高，積極性也會得到提升。

三、提高教學效率

教師有可能犯錯，但Matlab不會，他只是一個計算軟件，就像是計算器，生來就是為了幫助人們更便捷的進行計算。教師在講解完成之后，可以將計算交給學生，讓學生獨立進行思考，而在得出一個答案之后，在借助矩陣實驗室算出一個正確的答案，并且將完整的計算步驟呈現在學生面前，幫助其進行一個理解。學生能夠理解了，教學效率自然也就高了。

例如，我在講解“牛頓第三定律”這一課程的時候，學生想要理解是一個問題，理解之后熟練進行使用又是一個問題，這就要求我在講解的時候，盡可能的提高效率，將時間充分利用。在講解開始之前，我會對學生提出一個問題，“大家都玩過滑板，那大家知道，我們在滑板上推一個很重的物體，物體不會動，我們反而會往反方向運動，這是什么原因？”，有了問題，并且是一種很常見的生活現象，學生想要得到答案，就必定會對其產生興趣，而我也可以借此對學生說，“答案就在我接下來”教學效率也會得到一定的提升。

總而言之，在傳統教學課堂引入Matlab軟件，熟練掌握其中的功能的話，不僅對物理這門學科能起到一個非常大的作用。而對于學生來說，這是一種全新的軟件，學生的興趣能夠得到一個充分的激發，在這個過程中對知識的理解不斷加深，學習效率也會得到一個十足的提升。而對于教師來說，一種全新的教學方式方式學生產生厭煩的情緒，且因為Matlab軟件的便捷性，教學壓力減輕，教學效率也會得到提升。

參考文獻：

[1]紀婷婷，王芙蓉，湯全武.基于Matlab的物理實驗系統設計與實現[J].軟件導刊，2015，14（06）

[2]紀婷婷. MATLAB在高中物理靜電場教學中的應用與實踐[D].寧夏大學，2015.