《计算机绘图软件Matlab》课程教学实践与探索

赵立清++郭文婷++刘刚

摘 要：Matlab是一款被广泛使用的数据处理与可视化软件，对于海洋学及其相关专业的学生，通过学习，能处理和分析各种海洋调查和卫星遥感数据。《计算机绘图软件Matlab》是一门软件类课程，具有很强的实践性与实用价值，如何通过有效的教学方法提高课程的教学质量显得尤为重要。该文通过对《计算机绘图软件Matlab》课程的教学实践，探讨了提高《计算机绘图软件Matlab》课程教学效果的途径和方法。

关键词：课程教学实践 Matlab 教学效果

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0160-02

《计算机绘图软件Matlab》是一门软件类课程，具有很强的实践性，重点培养学生数据处理和可视化的能力。Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司推出的商业数学软件，是用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言。在海洋科学学科中，主要利用其强大的计算和函数库来进行数据处理和图形绘制。通过该门课的学习，学生能具备编程绘图的基础应用技能，为将来专业知识学习与科研工作奠定基础。文章将结合在教学过程中学生学习该课程常存在的一些问题，探讨如何在《计算机绘图软件Matlab》课程中提高教学质量、激发学生学习的兴趣、提高学生的编程能力，并将所学理论问题与现实问题有机结合，培养学生处理问题的综合能力。

1 《计算机绘图软件Matlab》课程内容

Matlab软件涵盖了基本编程指令、数据和函数的可视化、各类专业工具箱、GUI等内容[1]，短短32学时不可能全部涉及。考虑到笔者学院学生的培养目标和实际情况，选取了数值数组及其运算、字符串与元胞数组、M文件和基本语法规则、数据与函数的可视化以及物理海洋学函数库等内容分章讲解，上课与上机穿插进行。重点讲解利用M文件编写指定程序以及绘制图形的内容，使学生在了解Matlab软件基本操作技巧的基础上，切实地掌握用该软件制图的基本方法，初步具备编程绘图的能力，为将来专业知识学习与科研工作奠定基础。

2 改善教学方法，提高教学效果

传统的教学方法往往采用“灌输式”的教学方式，教师一直处于知识传授的权威者的地位，忽略了学生的主观能动性。教学过程是教师与学生双方配合，共同完成教学任务的过程，是教为主导和学为主体相结合的活动[2]。只有符合学生需要和兴趣的知识才能使他们愉快地学习，只有教师有效地激发学生的求知欲和学习动机才能使教学过程更加高效地进行。文章在教学实践基础上，通过改善传统的教学模式来组织教学活动，让学生真正成为教学活动的主人，主动参与进教学活动中，通过自主学习、自主探究获得知识。

2.1 联系生活实际，创设问题情境

生活是学生知识来源的一部分，学生最熟悉的莫过于生活中亲身感受和经历过的事实和经验。教学时，教师可结合教学内容的特点，根据学生的认知规律和现有水平，打破教材的条条框框，从学生熟悉的生活情境、感兴趣的事等入手设计题目，提高学生兴趣，从而促进学生积极主动地投入到教学活动中[3]。比如在讲解程序控制结构中的选择结构时，联系学生到商店或商场购买打折商品的经历，引起课题，让学生采用选择结构语句，根据商品价格（price），选取折扣范围，计算实际销售价格，标准如下：

商品打折是学生日常生活中熟悉不过的事情了，学生口算可能就能给出实际的销售价格，但是如何通过计算机语言来模拟大脑的选择计算过程，学生会产生好奇心，带着这份好奇和期盼的心情，很快投入到新知识的学习中。

2.2 引入讨论式教学方法

讨论式教学方法[4]以启发教学思想为基础，在教师的提示和引导下启发学生积极主动地思考问题，并在同学之间、师生之间进行相互交流和互动式思考学习，从而使学生掌握教学知识点。引入讨论式教学方法，在学生容易出现问题的知识点上，引导学生发表个人观点，学生通过对不同观点的讨论，培养学生对知识点的深入探究能力。

比如在讲解利用linspace（a，b，n）函数建立行向量的过程中，发现学生在实际运用中容易出现问题。这里，linspace函数能生成一个由n个元素组成的行向量，其中：a为第一个元素，b为最后一个元素，n为元素个数。课堂上，针对实例x=linspace（1，101，5），请学生说出生成的行向量中相邻两个元素之间的间隔，这时会出现两种答案，（101-1）/5和（101-1）/4，我们知道（101-1）/4是正确的，导致学生出现错误的原因是没搞清楚n个元素之间应有n-1个间隔。

2.3 课上提问与随堂练习

为了更好地督促学生平时上课认真学习，同时较好地检验教学效果，根据实际教学内容设置问题进行课上提问与随堂练习。这种教学形式给学生课堂学习施加了一定的压力，明显提高了学生的课堂学习热情。比如课堂上讲解完函数文件时，让学生写一个函数文件，实现两个输入参数a和b数值的互换。函数文件大致如下：

function [a，b]=Exch（a，b）

t=a；

a=b；

b=t；

end

这里，以function开头的一行为引导行，出现问题最多的也是这一行。有的学生忘记写关键词function，有的学生“[ ]”和“（ ）”使用错误，有的学生函数文件名直接以数字开头（Matlab中变量、函数名的命名必须以字母开头），等等。随堂练习能及时反馈学生对知识的掌握情况，是学生巩固知识的必要环节，也是检验教学效果的有效手段。对随堂练习中出现的代表性问题，教师也不急于讲解，可以通过学生互相批改的方式来解决。互相批改也是学生的一个复习巩固的过程。学生以对方为参照物来对照自己，不仅借鉴了别人的长处，还能反省自己的短处。

2.4 鼓励学生合理利用多平台自助学习

在教学过程中，应鼓励学生搜集并有选择地利用网络论坛、网络教学视频解决碰到的问题。利用多种平台自助学习，可以培养学生自行分析问题的能力以及多种方式解決问题的能力。近年来，大规模在线开放课程（“慕课”）[5]和学习平台在世界范围内迅速兴起，慕课是一种基于网络的教学方法，同样也是一种以学习者为中心的教学模式。在慕课学习中，除了提供给学习者学习视频和课件外，还提供交流社区供学习者相互讨论，鼓励学习者自定步调地学习自己感兴趣的任何内容。合理地选择相关慕课或网络学习平台供学生课下参考学习，不仅能拓展学生的学习渠道，也能激发学生学习的积极性和自主性。

3 结语

文章对《计算机绘图Matlab》课程从选择授课内容和改善教学方法两方面进行了探讨。创设问题情境、讨论交流和随堂练习等教学方法提高了学生课堂上的学习热情，激发了学生的学习兴趣和潜能，进而提升学生运用Matlab进行数据处理和可视化的实践技能，具有较好的教学效果。鼓励学生多平台互动学习拓展了学生课下学习的渠道，提升了学生自主学习的能力，更有利于学生创新能力的开发。

参考文献

[1] 张志涌.精通Matlab R2011a[M].北京：北京航空航天大学出版社，2011.

[2] 周川.简明高等教育学[M].南京：河海大学出版社，南京师范大学出版社，2006.

[3] 宫玉玲.数学教学应联系学生生活实际[J].课程教育研究，2016（4）：131.

[4] 周剑雄，苏辉，石志广.讨论式教学方法在大学课堂中的运用研究[J].高等教育研究学报，2008（31）：55-57.

[5] 管思怡.基于慕课的高校教学研究综述[J].海南广播电视大学学报，2016（4）：13-19.