MATLAB在普通工科院校《高等数学》课堂教学中的应用

2017-06-30王佩

科技视界 2017年5期

王佩

【摘要】《高等数学》是高等工科院校重要的公共基础课，是为学习其它基础课和后继专业课打下数学基础的必要课程。在普通工科院校《高等数学》课堂教学中运用Matlab数学软件，可以激发学生的学习兴趣，提高学生分析问题解决问题的能力。

【关键词】Matlab；普通工科院校；高等数学；课堂教学

数学依靠真实的外界现象与过程，以抽象的数量关系反映客观规律，这使得它有 “一切学科之母的”的美誉。在高等学校中，高等数学是理工科，财经类等专业的一门重要基础课，其教学目的主要是培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力，空间想象能力，培养学生辩证的思想方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。它担负着培养学生的基本数学素养的任务，同时为学生学习专业的后继课程准备必要的数学基础。

传统的《高等数学》课堂教学模式是教师拿几支粉笔讲解定义，定理、公式，进行计算或证明，而对用数学知识去分析、解决判断实际问题的能力培养不足。没有多媒体课件的辅助性教学，学生也只是机械的学习，教条式的理解。这样的教学模式不仅使学生学习数学的激情不高，即使对知识公理烂熟于心，却也不能增强其实际解决应用生活的能力。笔者从教几年积极与学生沟通，尝试将Matlab数学软件引入课堂教学，寓理论教学、实验演示于一体，教与学相结合，使一些抽象的公式和运算能用可视化的图形、曲线表示，达到传统教学无法实现的效果，并在教学过程中渗透教学建模思想、培养解决一定实际问题的意识和初步能力。

1 Matlab 数学软件的优点

Matlab集数值计算、图形图像处理、符号计算、文字处理、数学建模、实时控制、动态仿真、信号处理等功能为一体，适应多学科、多重工作平台，功能强大。首先，Matlab更接近于人们的思维方式，用Matlab编程类似书写数学公式，编程时间和程序量会大大减少。其次，Matlab库函数非常丰富，计算功能强，使用简便，即使是只具有初步计算机知识的人也能很快掌握它的基本功能。再次，Matlab 提供了大量的图形例程，可方便地实现数据的可视化。最后，Matlab易于扩充，用户根据需要建立的文件与库函数一样可以被调用，从而提高了使用效率，扩充了计算功能。Matlab还可以与Fortran语言和C语言子程序混合编程。

2 Matlab在《高等数学》课堂教学中的应用

1）利用Matlab强大的绘图功能辅助课堂教学，学生对图形有了直观了解，有利于理解概念，建立空间想象能力。

例2二次曲面z=2x2+4y2的图形。

在Matlab命令窗中输入程序（下图左），即得图形（下图右），结合截痕法，可以更直观了解曲面形状。

2）利用Matlab强大的计算功能，使计算不再繁琐，课堂有更多时间思考和提高。

（1）Matlab提供的命令函数limit（）可以完成求极限的问题，其格式为limit（F，x，a，left）

（3）Matlab提供的命令函数symsum（）可以完成级数求和的问题，其格式为symsum（function，variable，a，b）

将Matlab数学软件引入到《高等数学》课堂教学中，不仅克服了传统教学中讲解内容抽象、手工绘图不准确和不直观，教学内容难以扩展的不足，而且学生在学习中也表现出了极大的热情和创造性，有利于培养学生的兴趣和数学应用意识，这对提高教学质量，促进教学改革，培育全面复合型人才都有着积极的作用。

【参考文献】

[1]李铭洋，曹萍萍.MATLAB在高等数学实验中的应用，沈阳农业大学学报（社会科学版），2009-11，11（6）.

[2]平怡.Matlab在大学数学教学中的應用研究，湖北广播电视大学学报，2008（4）.

[3]同济大学数学系.高等数学[M].高等教育出版社，2014.