MATLAB教學(xué)模式研究

摘 要：針對(duì)MATLAB的特點(diǎn)及以往教學(xué)中出現(xiàn)的一些問題，筆者提出了改進(jìn)教學(xué)各環(huán)節(jié)的方法。實(shí)踐表明，采用文中的教學(xué)模式，提高了教學(xué)質(zhì)量和效率，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

關(guān)鍵詞：MATLAB；教學(xué)環(huán)節(jié)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)；教學(xué)模式

一、 引言

MATLAB自誕生以來(lái)，隨著其功能的逐步增加和完善，在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)高校都開設(shè)了MATLAB課程。該課程內(nèi)容龐雜、實(shí)踐性強(qiáng)但是課時(shí)安排不夠、教學(xué)效果不盡如人意，使得學(xué)生產(chǎn)生逆反心理以及有厭學(xué)等情況的產(chǎn)生，所以如何利用有效的教學(xué)模式解決矛盾，是各高校教學(xué)工作中必須面臨的一個(gè)重要問題。

二、 關(guān)于MATLAB教學(xué)模式的研究

（一） 設(shè)置MATLAB相關(guān)課程

MATLAB課程的設(shè)置可以分為兩種形式：一種是將其作為一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程而獨(dú)立開設(shè)，另一種是將MATLAB與其他課程進(jìn)行整合。長(zhǎng)江大學(xué)的開課情況也大致如此：較早的時(shí)候是在計(jì)科專業(yè)的相關(guān)課程中講解MATLAB知識(shí)，后來(lái)在部分理工科專業(yè)開MATLAB編程的選修課，再后來(lái)面向全校各專業(yè)開設(shè)MATLAB程序設(shè)計(jì)的通識(shí)課，目前三種開課形式都有。筆者已開講MATLAB程序設(shè)計(jì)課多年，修課人數(shù)眾多，經(jīng)過多年摸索，充分吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：采用高效的教學(xué)方式、安排恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容、利用多種方式進(jìn)行實(shí)踐、綜合運(yùn)用教學(xué)策略、對(duì)教學(xué)考評(píng)制度進(jìn)行完善等，采用以學(xué)生為教學(xué)主體、教師為教學(xué)主導(dǎo)的“雙主”模式，達(dá)到了滿意的教學(xué)效果。

（二） 教學(xué)實(shí)踐中的一些具體做法

1. 講好第一堂課，激發(fā)學(xué)生興趣

MATLAB第一堂課，不少教師選擇在上課的過程中為學(xué)生們介紹并展示MATLAB強(qiáng)大的功能，同時(shí)可能還會(huì)聯(lián)系實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)，比如說教師會(huì)為學(xué)生展示如何利用MATLAB來(lái)解決數(shù)學(xué)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(xué)方式可以在一定程度上促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，但是仍有部分學(xué)生覺得學(xué)習(xí)枯燥乏味提不起興趣，可能因?yàn)閷W(xué)生們都有自己感興趣的專業(yè)和領(lǐng)域，而教師在課堂中為學(xué)生們所做的展示還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為此筆者經(jīng)常按照以下兩種方法來(lái)提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣：首先，在介紹MATLAB的基本功能以及應(yīng)用在不同領(lǐng)域的情況之后，可以利用調(diào)查問卷調(diào)查學(xué)生們的選課動(dòng)機(jī)，了解了選課動(dòng)機(jī)就能使得后續(xù)課堂教學(xué)中能更有針對(duì)性；第二，介紹幾名學(xué)過MATLAB的同學(xué)的真實(shí)事跡：因?qū)W好MATLAB，幫助他們?nèi)珖?guó)數(shù)學(xué)建模獲獎(jiǎng)、仿真大賽獲獎(jiǎng)、找得好工作等，這頗能吸引眼球，也有很好的帶動(dòng)與激勵(lì)效應(yīng)。

2. 針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)，分層次、分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)教學(xué)

MATLAB可以應(yīng)用于不同領(lǐng)域，且因?yàn)樗婕暗膶I(yè)不同，學(xué)習(xí)目的自然也不盡相同，而每位同學(xué)的興趣愛好和自身的特長(zhǎng)肯定存在很多差異，同時(shí)學(xué)生們接受知識(shí)的能力也有很大的差距；MATLAB功能非常強(qiáng)大，若要學(xué)好全部的功能也是不可能的。針對(duì)以上種種問題，本課程宜采用分層次、分領(lǐng)域的教學(xué)模式。

一些并非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，他們的編程能力可能稍遜一籌，所以在教學(xué)過程中先進(jìn)行基本概念方面的講解，再由淺及深，深入程序設(shè)計(jì)，這種教學(xué)方式可以有效地幫助學(xué)生提高他們的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)在幫助學(xué)生設(shè)計(jì)思路的擴(kuò)展方面起了很大作用。對(duì)數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說，重點(diǎn)講授數(shù)值計(jì)算、矩陣運(yùn)算等；對(duì)于計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，講授的重點(diǎn)將是GUI、圖像處理、仿真等工具箱的應(yīng)用。由于課時(shí)是有限的，教師授課時(shí)無(wú)法做到面面俱到，但是在講解過程中可以多多引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)，使得他們對(duì)課堂以外的知識(shí)有基本的了解，達(dá)到事半功倍的效果。

3. 多種措施促實(shí)踐，切實(shí)提高應(yīng)用與創(chuàng)新能力

MATLAB不同于其他課程，它是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，而這就需要師生之間以及學(xué)生之間保持密切的交流，與此同時(shí)教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生們營(yíng)造一種可以自由發(fā)表言論的氛圍，使學(xué)生能感受到他們?cè)谝粋€(gè)民主、和諧的環(huán)境下交流學(xué)習(xí)，建一個(gè)QQ交流群是很有必要的：在與老師、同學(xué)們交流時(shí)，學(xué)生可以將自己有疑問的地方提出來(lái)，對(duì)這方面熟悉的同學(xué)們可以幫助他解決問題，并且他們?cè)趲椭说耐瑫r(shí)又鞏固了自己的知識(shí)，一舉兩得。

MATLAB中有著數(shù)量驚人的函數(shù)，沒有一本書能夠完全包含這些函數(shù)，但MATLAB作為一個(gè)優(yōu)秀的科學(xué)計(jì)算軟件，其幫助系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面，構(gòu)成了一個(gè)比較完備的幫助體系。在教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)盡量多地演示MATLAB的幫助體系，讓學(xué)生盡可能地掌握幫助體系的使用方法。

為了解決課時(shí)少內(nèi)容多的矛盾，老師可以布置一些適當(dāng)難度的大作業(yè)，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的欲望。大作業(yè)一般是把課程的主要內(nèi)容融合具體案例讓學(xué)生編程實(shí)現(xiàn)：針對(duì)一些實(shí)際操作能力較強(qiáng)的同學(xué)，可以讓他們獨(dú)自完成作業(yè)；針對(duì)一些動(dòng)手能力較弱的學(xué)生，老師可以將他們以團(tuán)隊(duì)的形式完成作業(yè)，這樣做既能讓學(xué)生們得到練習(xí)，又培養(yǎng)了他們團(tuán)隊(duì)精神和與人合作的能力，也可取長(zhǎng)補(bǔ)短，合力解決問題后也能獲得極大的成就感。

MATLAB網(wǎng)絡(luò)資源非常多，要鼓勵(lì)學(xué)生合理利用網(wǎng)絡(luò)資源；另外還可組織有興趣的學(xué)生集中來(lái)分析開源的代碼以及研究一些已經(jīng)很成熟的系統(tǒng)，更深層次的認(rèn)識(shí)和理解有關(guān)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)是如何構(gòu)造的以及如何實(shí)現(xiàn)其具體功能；在課程的后半部分，老師可以幫助學(xué)生們根據(jù)自己的專業(yè)方向和研究興趣，查閱資料，撰寫綜述報(bào)告，以提高學(xué)生跟蹤學(xué)科前沿的能力。

4. 采用案例法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法其特點(diǎn)是以學(xué)生為中心，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)：教師將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成具體的任務(wù)，講授前可以先實(shí)例演示給學(xué)生觀看效果。講授理論知識(shí)的同時(shí)輔以案例來(lái)說明某些知識(shí)點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并想法解決問題：將教師授課與學(xué)生學(xué)習(xí)同時(shí)進(jìn)行，教師邊教學(xué)生邊學(xué)，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中可以學(xué)習(xí)到理論知識(shí)，同時(shí)也豐富了他們綜合應(yīng)用方面的知識(shí)。

5. 重視教學(xué)的過程化管理與綜合考評(píng)

對(duì)課堂、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的管理，考核時(shí)打破單純?cè)嚲淼目荚u(píng)方式，采用自評(píng)、同伴互評(píng)和教師綜評(píng)相結(jié)合、定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的形式，注重評(píng)價(jià)過程，充分了解學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)、聯(lián)系實(shí)際以及能否在一個(gè)領(lǐng)域有創(chuàng)新、有突破等方面的情況。

三、 結(jié)束語(yǔ)

MATLAB在長(zhǎng)江大學(xué)十多年的教改實(shí)踐表明：以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的“雙主”模式效果明顯！學(xué)生普遍反應(yīng)：內(nèi)容充滿趣味，能真正學(xué)到有用的知識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

嚴(yán)圣華，湖北省荊州市，長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院。endprint