MATLAB在普通工科院?！陡叩葦?shù)學(xué)》課堂教學(xué)中的應(yīng)用

王佩

【摘 要】《高等數(shù)學(xué)》是高等工科院校重要的公共基礎(chǔ)課，是為學(xué)習(xí)其它基礎(chǔ)課和后繼專業(yè)課打下數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的必要課程。在普通工科院?！陡叩葦?shù)學(xué)》課堂教學(xué)中運用Matlab數(shù)學(xué)軟件，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力。

【關(guān)鍵詞】Matlab；普通工科院校；高等數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)

數(shù)學(xué)依靠真實的外界現(xiàn)象與過程，以抽象的數(shù)量關(guān)系反映客觀規(guī)律，這使得它有 “一切學(xué)科之母的”的美譽。在高等學(xué)校中，高等數(shù)學(xué)是理工科，財經(jīng)類等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，其教學(xué)目的主要是培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力，空間想象能力，培養(yǎng)學(xué)生辯證的思想方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。它擔(dān)負著培養(yǎng)學(xué)生的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)的任務(wù)，同時為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)的后繼課程準(zhǔn)備必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的《高等數(shù)學(xué)》課堂教學(xué)模式是教師拿幾支粉筆講解定義，定理、公式，進行計算或證明，而對用數(shù)學(xué)知識去分析、解決判斷實際問題的能力培養(yǎng)不足。沒有多媒體課件的輔助性教學(xué)，學(xué)生也只是機械的學(xué)習(xí)，教條式的理解。這樣的教學(xué)模式不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的激情不高，即使對知識公理爛熟于心，卻也不能增強其實際解決應(yīng)用生活的能力。筆者從教幾年積極與學(xué)生溝通，嘗試將Matlab數(shù)學(xué)軟件引入課堂教學(xué)，寓理論教學(xué)、實驗演示于一體，教與學(xué)相結(jié)合，使一些抽象的公式和運算能用可視化的圖形、曲線表示，達到傳統(tǒng)教學(xué)無法實現(xiàn)的效果，并在教學(xué)過程中滲透教學(xué)建模思想、培養(yǎng)解決一定實際問題的意識和初步能力。

1 Matlab 數(shù)學(xué)軟件的優(yōu)點

Matlab集數(shù)值計算、圖形圖像處理、符號計算、文字處理、數(shù)學(xué)建模、實時控制、動態(tài)仿真、信號處理等功能為一體，適應(yīng)多學(xué)科、多重工作平臺，功能強大。首先，Matlab更接近于人們的思維方式，用Matlab編程類似書寫數(shù)學(xué)公式，編程時間和程序量會大大減少。其次，Matlab庫函數(shù)非常豐富，計算功能強，使用簡便，即使是只具有初步計算機知識的人也能很快掌握它的基本功能。再次，Matlab 提供了大量的圖形例程，可方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化。最后，Matlab易于擴充，用戶根據(jù)需要建立的文件與庫函數(shù)一樣可以被調(diào)用，從而提高了使用效率，擴充了計算功能。Matlab還可以與Fortran語言和C語言子程序混合編程。

2 Matlab在《高等數(shù)學(xué)》課堂教學(xué)中的應(yīng)用

1）利用Matlab強大的繪圖功能輔助課堂教學(xué)，學(xué)生對圖形有了直觀了解，有利于理解概念，建立空間想象能力。

例2二次曲面z=2x2+4y2的圖形。

在Matlab命令窗中輸入程序（下圖左），即得圖形（下圖右），結(jié)合截痕法，可以更直觀了解曲面形狀。

2）利用Matlab強大的計算功能，使計算不再繁瑣，課堂有更多時間思考和提高。

（1）Matlab提供的命令函數(shù)limit（）可以完成求極限的問題，其格式為limit（F，x，a，left）

（3）Matlab提供的命令函數(shù)symsum（）可以完成級數(shù)求和的問題，其格式為symsum（function，variable，a，b）

將Matlab數(shù)學(xué)軟件引入到《高等數(shù)學(xué)》課堂教學(xué)中，不僅克服了傳統(tǒng)教學(xué)中講解內(nèi)容抽象、手工繪圖不準(zhǔn)確和不直觀，教學(xué)內(nèi)容難以擴展的不足，而且學(xué)生在學(xué)習(xí)中也表現(xiàn)出了極大的熱情和創(chuàng)造性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，這對提高教學(xué)質(zhì)量，促進教學(xué)改革，培育全面復(fù)合型人才都有著積極的作用。

【參考文獻】

[1]李銘洋，曹萍萍.MATLAB在高等數(shù)學(xué)實驗中的應(yīng)用，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009-11，11（6）.

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[4]石博強，趙金.MATLAB數(shù)學(xué)計算與工程分析范例教程[M].中國鐵道出版社，2005.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]