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kb3535.com:《MATLAB与仿真》课程教学改革实践与探索

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《MATLAB 与仿真》课程教学改革实践与探索
摘 要:MATLAB 是数据分析、算法开发、科学计算和 数据可视化的重要软件工具,在工程计算、图像处理、信号 分析等领域得到广泛应用。结合《MATLAB 与仿真》课程的 教学实践,从教学内容、授课方式、考核方式等方面进行教 学改革探讨,对增强学生学习的积极性,提高教学质量会有 所助益。
关键词:MATLAB;授课方式;考核方式 中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9132 (2018)14-0005-02 DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.14.001 自 1984 年问世以来,MATLAB 经历了实践的检验和市场 的筛选,目前已经是广大科研技术人员、高校师生常用的一 个仿真软件[1]。MATLAB 具有如下特点:语法简单,易学易 懂,编程效率高;科学计算能力和可视化功能强大;可实现 与 Visual C++等其他编程平台的混合编程,运行效率高;具有 丰富的应用工具箱,使用方便。因此,基于 MATLAB 的编程 已经是理工科专业广泛开设的一门课程。 除了面向本科生开设《MATLAB 与仿真》课程,高校还 针对全日制和非全日制研究生开设该课程。当然,对于不同

阶段的学生,教学内容侧重和要求有所不同。由于 MATLAB 主要服务于科学研究和工程计算,涉及大量数学理论和函数, 因此,课程一般要求学生先修《高等数学》《概率论与数理 统计》《矩阵理论》等相关课程。
一、 存在的问题 (一)教学内容的问题 MATLAB 有很强的实用性,这也就意味着 MATLAB 应该 用于解决实际的科学或工程问题,这样学生才能切实感受到 MATLAB 的实用。而在本科生课程中,主要介绍语法、基础 知识,实际应用问题涉及较少;研究生已经在本科阶段接触 过 MATLAB,了解基本知识,主要关心与其课题研究相关的 内容,对其他教学内容没有很高的学习热情。 (二) 授课方式的问题 目前,主要进行多媒体授课,教师在授课过程中借助 PPT 或者教案讲述理论,理论讲授结束后,学生进入实践环节。 研究生课程甚至主要采用理论教学方式,通过教师讲授过程 中的实例演示和课后习题练习的方式使学生得到实践体验。 这两种授课方式都缺乏互动,学生被动地接受知识,这使得 他们的学习热情减弱。 (三)考核方式的问题 课程考核常采用课后习题、仿真练习与期末考试(笔试) 相结合的方式。以笔试为主的考核方式使得学生将主要的学

习时间放在课堂上,注重基础知识的掌握,在课后不愿花时 间进行实践,看似掌握得很好,实际动手时发现基本指令使 用有困难[2]。
二、教学改革内容 (一) 联系专业特点,精选教学内容 MATLAB 教材一般会系统介绍 MATLAB 的功能,如数值 计算是其中重要的章节,覆盖数值积分、函数极值、微分方 程的解、矩阵分解、线性方程的解、概率函数、随机数生成、 多项式运算、最小二乘法、卷积运算等内容。教师应该根据 选课学生的专业情况进行有侧重的讲述,并且需要在教学内 容中穿插学生专业领域的实例,使得学生感受到 MATLAB 的 实用性和学习该课程的重要性。此外,MATLAB 包含众多有 用的工具箱,可服务于如数学、统计与优化,信息处理与通 信,控制系?y 设计与分析,图像处理与计算机视觉,计算金 融等领域。根据学生的专业,介绍该专业领域的工具箱会有 效调动学生的学习兴趣[3]。 (二) 增强教学互动,提高实际问题解决能力 《MATLAB 与仿真》应该是一门实践性和应用性很强的 课程。课程如果只是单纯的理论教学,肯定不足以提升学生 的实际问题解决能力[4]。而如果仅仅是针对重要授课内容进 行课堂提问或是课堂讨论,这种授课方式也不利于增强学生 的动手能力。对于教学重点内容,可以在课堂上留有一定的

时间,选择部分经典实例习题,让学生走上讲台进行现场编 程演示验证。现场编程可以促进学生对理论的理解,对问题 主动的思考,也可以增强师生间的交流,提升学生的自信心 和实际问题解决能力。
(三) 改革考核方式,增加实践环节 《MATLAB 与仿真》考核主要采用笔试的方式,在试卷 中考查学生需要掌握的课程重点和难点内容。平时的课后习 题、仿真练习、作业成绩也会作为平时成绩以一定比例综合 核算总成绩。笔试为主的考核方式具有较强的导向性,会使 得学生注重基础知识的掌握而忽视实践能力的培养[5]。作为 一门编程语言课程,MATLAB 应该像 C/C++等语言一样,将上 机考试作为最终考核的一个重要方面。这样可以促进学生在 课堂中更加用心进行实践,也能促进学生在课后花精力进行 练习,主动且有效提升实践能力。 总之,针对学生对《MATLAB 与仿真》课程学习热情不 高的现状,需要进行课程教学改革的实践和探讨。课程教学 需要联系学生专业特点,精选学生感兴趣的教学内容,激发 学生的学习兴趣;需要增强教学互动,通过现场编程验证等 方式,提升解决实际问题的能力;需要改革考核方式,增加 上机考试等实践环节,提升学生的实践能力。 参考文献: [1] 张志涌,杨祖樱.MATLAB 教程:R2010a[M].北京航空

航天大学出版社, 2010. [2] 肖林,张永胜.Matlab 课程教学与改革探索[J].科技视
界,2016 (19). [3] 聂建辉.Matlab 与科学计算课程教学方法改革[J].学
周刊,2017(19). [4] 吴松松,姚永芳,梁志伟.Matlab 与科学计算教学改
革的实践与探索[J].学周刊,2015(31). [5] 樊春霞.《MATLAB 与仿真》课程教学改革的探讨和
思考[J].科技创新导报,2012(26).


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