Labview在工程数学教学中的应用

摘 要：工程数学是多门数学的统称，主要是为了培养学生将数学理论工具应用于实际工程的能力。本文主要介绍Labview在工程数学的线性代数的教学中的应用，将Labview这一图形化语言与线性代数的教学相结合，激发学生的学习兴趣，提高课堂学习效果。

关键词：工程数学;Labview

1 引言

工程数学是电子信息工程专业学生的一门必修课，通过这门课程的学习为后续的专业课的学习打好基础。但是由于工程数学本身的课程特点，学生在学习过程中很难持续保持学习积极性，特别是大量公式，定理，计算的压力之下，很容易出现畏难心理，从而难以保证学习效果。如何在课堂教学中激发学生的学习兴趣，保证课堂学习效果，也是教师在课堂教学活动中一直探索的课题。鉴于目前计算机技术的迅猛发展，各种编程语言百花齐放，特别是对于工科学生来说，如果将来要从事与专业相关的工作，那么必然是要和編程打交道。因此在课堂教学中引入相应的软件和工程数学相关内容相结合，既可以激发学生的学习兴趣，也为学生提高动手实践能力打好基础。编程语言有很多，包括C语言，MATLAB语言，Labview等，本文主要是结合Labview在工程数学课堂教学活动中的应用进行探讨。

2 Labview介绍

Labview与C一样，是通用的编程语言，集成了庞大的函数库。Labview的函数库包括数据采集，CPIB，串口控制，数据分析等特点，和C语言不同的是，Labview是一种图形化编程语言，采用数据流编程形式。Labview的编程包括两大部分，前面板和程序框图，前面板可以创建用户界面，是和用户交流的窗口。而框图程序是通过图形化源代码进行数据处理，类似于流程图。Labview的应用非常广泛，可用于测试测量，控制，仿真，儿童教育等。

3 Labview在矩阵教学中的应用

线性代数中矩阵是非常重要的一部分，也是求解线性方程组的一个有力工具，在自然科学和工程技术各个领域都有非常广泛的应用。包括矩阵的概念，矩阵的运算，矩阵的秩以及逆矩阵的求解等。

在矩阵的运算的课堂教学中涉及到矩阵的加法和矩阵的乘法。在讲解方阵的幂的概念的时候，学生会关注到，对于高阶次幂的方阵的求解会非常繁琐，同时也不能保证其准确性。如何才能进行高效的运算并保证结果的正确性，引入Labview图形化语言进行课堂教学演示，依据计算机强大的运算能力，能够非常迅速得到运算结果，同时也能直观看到结果显示。线性代数方阵幂实例如下：

An=B，A是方阵，求B。已知，当n=10时，可以得到方阵，同时，通过调整n的值，可以实时快速得到相应的运算结果。

在矩阵的秩的教学中，涉及到两种求秩的方法，一种是通过最高阶K阶非零子式来判断矩阵的秩，第二种方式是通过矩阵的初等变换将其转化成行阶梯形矩阵，通过行阶梯形矩阵中非零行的行数来判断矩阵的秩。两种方式根据具体的题目灵活运用。如何对所求的结果进行验证，也可以通过Labview程序语言来实现。

以上述A矩阵为例，可以通过Labview快速得到矩阵的秩。

4 结论

21世纪是电子信息技术快速发展的时代，对于电子信息工程专业的学生来说，既是机遇，也是挑战，对于开设该专业的院校来说，更是如此。如何培养适应新时代的应用型电子技术人才，让学生不仅仅限于课堂，将理论和实际相结合，提高学生的实际动手能力，是我们从教者一直研究的课题。工程数学作为电子信息工程的一门基础课，教师可以选取合适教学内容，通过课堂教学和Labview软件的结合，利用Labview图形化语言直观的界面设计，强大的数据处理能力，从而激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果，培养学生自主思考，独立解决问题的能力。

参考文献

[1]王凌云，李山.高等数学[M]，南京：河海大学出版社，2012：268-288

[2]杨乐平.Labview程序设计与应用[M]，北京：电子工业出版社，2001，50-382

[3]陈国顺，张桐，郭阳宽.精通Labview程序设计[M].北京：电子工业出版社，2011.

作者简介

包欢欢（1984-），女，浙江东阳，讲师，硕士，浙江师范大学行知学院，研究方向：电子信息技术。