Matlab软件工具引入高职院校线性代数教学的探索与实践

刘春英

摘 要：线性代数是一门重要的基础课程，线性代数具有较强的逻辑性、抽象性和广泛的实用性，在教学中引入Matlab数学软件工具，搭建了理论与实践教学的桥梁，创新教学模式，激发学生的学习兴趣，提高学生的推理能力、计算能力和应用能力。

关键词：高职 Matlab软件工具 线性代数 应用能力

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）03（a）-0075-01

1 Matlab软件工具引入高职线性代数教学的必要性

线性代数是一门重要的基础课程，具有很强的抽象性和逻辑性，目前，线性代数教学主要是以理论为主导，过多强调推导和证明，而轻视了在工程技术方面的应用，本门课程的特点是抽象性强、概念多、人工计算量大，高职学生在计算能力和理解能力上相对薄弱，因此，学生学习该课程具有一定的困难，学生学习线性代数的兴趣也不高，在教学上给教师也增加一定的教学难度，基于这种现状，在教学中如何解决这些问题，是每位教师长期思考和亟待要解决的问题。引入Matlab软件工具可大大提高行列式、矩阵的运算效率，并能实现数据的连续运算，有助于理解线性代数中的理论问题，Matlab软件工具的引入为理论与实践搭建了平台，打通了理论与实践间的壁垒，将理论与实践融为一体，Matlab软件工具具有强大的数值计算和数据图形可视化功能，把线性代数中的一些理论、计算以及建模等通过数学实验方式得以实现。学生学有所用，培养了学生的应用意识和实践动手能力，为后续专业课程的学习和可持续发展奠定了基础。

2 引入Matlab软件工具，创新教学模式

Matlab是以矩阵运算为基础的交互式程序语言，简介智能，书写方便，对线性代数课程尤为适用，且可以与其他计算机语言兼容，对后续课程也起到很好的示范作用。但对于刚入学的新生来说，由于其计算机知识的掌握还很有限，因此，在引入Matlab软件工具前，我们首先让学生了解Matlab的工作界面和简单的菜单功能，以及编程的知识介绍，然后再利用Matlab软件工具进行行列式、矩阵的计算及解线性方程组。因此，在教学过程中要改变以往的教学模式，创新教学模式，使学生易于接受新知识，新事物。

传统的教学模式以教师为主导，常采用知识讲授+习题演练，线性代数课程计算量大，概念多，学生感到枯燥乏味，难以激发学生的学习兴趣，数学软件Matlab为线性代数软件实验的平台，采用案例引入，理实一体化交融的教学模式，将抽象的理论形象化、生动化，让学生在教师的指导下进行实验，可大大增强学生的好奇心，激发学生的探索和创造的欲望，使学生的学习过程变为自己动手实验，自主学习的过程，学生易学易会，提高教育教学质量，在此教学模式下，培养了学生的计算能力、应用能力和自主学习能力。教学从单纯的教师讲课、学生听练的模式发展到利用Matlab软件工具实现师生共同参与的学习模式，通过“教、学、做”一体化的教学过程，根据不同的教学内容，采取切实可行的教学模式，使学生的职业能力产生“质”的飞跃。

3 以Matlab软件工具为平台，数学建模思想融入线性代数课程

线性方程组是贯穿于线性代数的一条主线，其应用范围极其广范，如电路中电流电压的计算、交通流量的分析、平板稳态温度的计算等多方面都要涉及到线性方程组的解法，构建以线性方程组为数学模型，将其融入到课程中，更容易使学生理解和掌握。

在每章课程结束时增加一次数学实验课，先让学生将该章的一些基本概念与Matlab中最基本的命令对应起来，学生熟练掌握之后老师再给出一些学生感兴趣的实际问题，让学生进行数学建模、求解。这种做法，一方面可提高学生的计算机应用、操作技能；另一方面有助于学生对理论的理解和消化，理论与实践融为一体，提高学生的应用能力，学生的综合能力有了很大的提升。

通过实验教学，将数学建模思想融入到线性代数的课程中，学生数学建模能力有了很大的提升。学生在近几年的数学建模竞赛中取得可喜的成绩。数量上由原来的只有两队参赛到目前的10队参赛，级别上由省赛到国赛，奖项上由成功参赛到获二等奖的好成绩，从参赛的规模、级别、质量、成绩等方面都有显著的变化，实践证明学生运用数学工具解决实际问题的能力有了显著的提高。

4 Matlab软件工具引入改革评价机制

传统的学生成绩考核大多都是采用闭卷考试，考试内容存在比较明显的局限性，且考试内容大多是知识导向性的，缺乏对学生综合能力和素质的评价，不利于培养学生的动手能力与素质；通过Matlab软件工具引入，将数学建模思想融入到线性代数中，学生成绩考核由单一向多元化发展，将单一考核与多元考核相结合，开卷与闭卷相结合，上机操作与笔试相结合，改革评价机制，全方位的评价学生的学习状况，提高学生的数学素养，培养学生较强的综合能力，为学生与企业零距离接轨打下坚实的基础。

新的评价机制，全方位的评价学生，激发学生学习的积极性，新的教学模式的运用，有助于提高学生的数学建模能力，使教学质量逐年提高，学生成绩的合格率和优秀率稳步提升，教学改革初见成效。

总之，Matlab数学软件工具的引入，为数学实验和理论教学打通了壁垒，架起了理论与实践相结合的桥梁，在线性代数教学中，加深了学生对抽象的数学概念的理解，使一些复杂的计算和推导过程在计算机上得以实现，极大地提高了学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣。学生不但学习到了有关的数学知识，同时也提高了应用数学方法、借助计算机技术解决实际问题的能力，学生的创造性思维能力得到了开发，为今后的深入学习奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 李绍刚，段复建，陈利霞.线性代数中Matlab实验教学的探索与实践[J].长春大学学报，2010（6）：21-24.

[2] 陈佩宁.引入Matlab软件工具提高线性代数教学应用水平[J].石家庄职业技术学院学报，2010（4）：53-54.