MATLAB教学模式研究

摘 要：针对MATLAB的特点及以往教学中出现的一些问题，笔者提出了改进教学各环节的方法。实践表明，采用文中的教学模式，提高了教学质量和效率，激发了学生学习主动性和积极性。

关键词：MATLAB；教学环节；任务驱动式教学；教学模式

一、 引言

MATLAB自诞生以来，随着其功能的逐步增加和完善，在众多领域的应用越来越广，国内外大多数高校都开设了MATLAB课程。该课程内容庞杂、实践性强但是课时安排不够、教学效果不尽如人意，使得学生产生逆反心理以及有厌学等情况的产生，所以如何利用有效的教学模式解决矛盾，是各高校教学工作中必须面临的一个重要问题。

二、 关于MATLAB教学模式的研究

（一） 设置MATLAB相关课程

MATLAB课程的设置可以分为两种形式：一种是将其作为一门计算机语言课程而独立开设，另一种是将MATLAB与其他课程进行整合。长江大学的开课情况也大致如此：较早的时候是在计科专业的相关课程中讲解MATLAB知识，后来在部分理工科专业开MATLAB编程的选修课，再后来面向全校各专业开设MATLAB程序设计的通识课，目前三种开课形式都有。笔者已开讲MATLAB程序设计课多年，修课人数众多，经过多年摸索，充分吸收国内外先进教学经验，主要从以下几个方面进行改革：采用高效的教学方式、安排恰当的教学内容、利用多种方式进行实践、综合运用教学策略、对教学考评制度进行完善等，采用以学生为教学主体、教师为教学主导的“双主”模式，达到了满意的教学效果。

（二） 教学实践中的一些具体做法

1. 讲好第一堂课，激发学生兴趣

MATLAB第一堂课，不少教师选择在上课的过程中为学生们介绍并展示MATLAB强大的功能，同时可能还会联系实际情况进行教学，比如说教师会为学生展示如何利用MATLAB来解决数学问题，且利用MATLAB解决问题是十分便捷和高效的。通过多种多样的教学方式可以在一定程度上促进学生学习的积极性，但是仍有部分学生觉得学习枯燥乏味提不起兴趣，可能因为学生们都有自己感兴趣的专业和领域，而教师在课堂中为学生们所做的展示还远远不够。为此笔者经常按照以下两种方法来提高学生们的学习兴趣：首先，在介绍MATLAB的基本功能以及应用在不同领域的情况之后，可以利用调查问卷调查学生们的选课动机，了解了选课动机就能使得后续课堂教学中能更有针对性；第二，介绍几名学过MATLAB的同学的真实事迹：因学好MATLAB，帮助他们全国数学建模获奖、仿真大赛获奖、找得好工作等，这颇能吸引眼球，也有很好的带动与激励效应。

2. 针对学生特点，分层次、分领域实现教学

MATLAB可以应用于不同领域，且因为所涉及的专业不同，学习目的自然也不尽相同，而每位同学的兴趣爱好和自身的特长肯定存在很多差异，同时学生们接受知识的能力也有很大的差距；MATLAB功能非常强大，若要学好全部的功能也是不可能的。针对以上种种问题，本课程宜采用分层次、分领域的教学模式。

一些并非计算机专业的學生，他们的编程能力可能稍逊一筹，所以在教学过程中先进行基本概念方面的讲解，再由浅及深，深入程序设计，这种教学方式可以有效地帮助学生提高他们的学习兴趣，同时在帮助学生设计思路的扩展方面起了很大作用。对数学专业的学生来说，重点讲授数值计算、矩阵运算等；对于计算机相关专业的学生，讲授的重点将是GUI、图像处理、仿真等工具箱的应用。由于课时是有限的，教师授课时无法做到面面俱到，但是在讲解过程中可以多多引导学生利用课余时间自主学习，使得他们对课堂以外的知识有基本的了解，达到事半功倍的效果。

3. 多种措施促实践，切实提高应用与创新能力

MATLAB不同于其他课程，它是一门实践性非常强的课程，而这就需要师生之间以及学生之间保持密切的交流，与此同时教师应当为学生们营造一种可以自由发表言论的氛围，使学生能感受到他们在一个民主、和谐的环境下交流学习，建一个QQ交流群是很有必要的：在与老师、同学们交流时，学生可以将自己有疑问的地方提出来，对这方面熟悉的同学们可以帮助他解决问题，并且他们在帮助他人的同时又巩固了自己的知识，一举两得。

MATLAB中有着数量惊人的函数，没有一本书能够完全包含这些函数，但MATLAB作为一个优秀的科学计算软件，其帮助系统提供了友好的人机交互界面，构成了一个比较完备的帮助体系。在教学中，教师应当尽量多地演示MATLAB的帮助体系，让学生尽可能地掌握帮助体系的使用方法。

为了解决课时少内容多的矛盾，老师可以布置一些适当难度的大作业，激发学生自主学习的欲望。大作业一般是把课程的主要内容融合具体案例让学生编程实现：针对一些实际操作能力较强的同学，可以让他们独自完成作业；针对一些动手能力较弱的学生，老师可以将他们以团队的形式完成作业，这样做既能让学生们得到练习，又培养了他们团队精神和与人合作的能力，也可取长补短，合力解决问题后也能获得极大的成就感。

MATLAB网络资源非常多，要鼓励学生合理利用网络资源；另外还可组织有兴趣的学生集中来分析开源的代码以及研究一些已经很成熟的系统，更深层次的认识和理解有关实际应用系统是如何构造的以及如何实现其具体功能；在课程的后半部分，老师可以帮助学生们根据自己的专业方向和研究兴趣，查阅资料，撰写综述报告，以提高学生跟踪学科前沿的能力。

4. 采用案例法和任务驱动式教学

任务驱动式教学法其特点是以学生为中心，以任务为驱动：教师将教学内容设计成具体的任务，讲授前可以先实例演示给学生观看效果。讲授理论知识的同时辅以案例来说明某些知识点，启发学生自主发现问题并想法解决问题：将教师授课与学生学习同时进行，教师边教学生边学，学生在完成任务的过程中可以学习到理论知识，同时也丰富了他们综合应用方面的知识。

5. 重视教学的过程化管理与综合考评

对课堂、作业、实验等环节进行有效的管理，考核时打破单纯试卷的考评方式，采用自评、同伴互评和教师综评相结合、定性评价和定量评价相结合的形式，注重评价过程，充分了解学生学习基础知识、联系实际以及能否在一个领域有创新、有突破等方面的情况。

三、 结束语

MATLAB在长江大学十多年的教改实践表明：以学生为主体、教师为主导的“双主”模式效果明显！学生普遍反应：内容充满趣味，能真正学到有用的知识，为后续课程的学习和研究奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]邢雪宁，刘丽娜.关于MATLAB课程教学的探讨[J].计算机时代，2011，（7）：67-69.

[2]姜钦扬.MATLAB软件在高校教学中的应用[J].沈阳：沈阳教育学院学报，2008，10（3）：31-33.

作者简介：

严圣华，湖北省荆州市，长江大学计算机学院。endprint