高校MATLAB课程教学改革探索和实践

孙伟

摘要：将新技术和新方法应用到教学中，培养“新工科”的综合性人才，是我国高校的重要任务。MATLAB是高校工科专业重要的通用课程，几乎所有专业都有涉及，学好MATLAB对于工科人才培养有重要意义。本文基于MATLAB R2019b版本设计了MATLAB课程的教学方案，并论述了教学开展的原则，以期能指导其他高校实践。

关键词：MATLAB;课程教学;课程改革;新形势

在新技术的应用下，MATLAB被广泛应用于高校教学。MATLAB是美國MathWorks公司出品的一款商业数学软件，是英文单词matrix和laboratory合并后的缩写，意思分别是矩阵和实验室。MATLAB是理工类学科科研人员使用频率最高的软件之一，常被用在图像处理、信号处理、数据分析、计算机视觉等领域。在同类的诸多软件中，MATLAB在数值计算方面暂无对手，应用该软件可以进行矩阵运算、函数绘制、数据分析、算法实现等[1]。

随着科技发展的日新月异，信息技术水平成为新时代人才培养的重要要求，信息技术应用也是高校在进行人才培养时应把握的重要内容。我国高校的工科教学中提出了“新工科”的教学理念，要求高校在培养工科人才时对一些技术工具的使用进行教育指导[2]。在“新工科”建设的背景下，MATLAB课程成为很多高校开设的重要工科课程，本文基于MATLAB课程教学改革进行了探索和实践，以期为其他高校开展MATLAB教学提供参考。

一、MATLAB课程教学设计基本原则

MATLAB坚持版本升级，随着升级软件的内容发生了很多变化，本文基于MATLAB R2019b进行教学设计，重构教学内容，进一步明确其逻辑主线，形成以“基础—编程—仿真—应用”为基础的逻辑主线，并结合不同专业的教学目标，为MATLAB设置不同的课程定位，针对不同的学科进行教学案例展示，促进MATLAB教学与专业实际问题相贴近，使该软件的学习和应用能够真正服务于专业人才培养[3]。

（一）科学性原则

MATLAB课程实践性较强，广泛应用到案例教学，需要以科学严谨的态度进行教学设计，确保所展示的案例具备科学性和准确性，能够经得起在MATLAB中的运行和验证。

（二）引导性原则

MATLAB课程需要用到大量实例，具体应用时会涉及到各种程序和命令，在教学过程中应打好基础，力求展现方式做到简单易懂，紧扣专业内的教学目标，引导学习者进行自主探究。

（三）开放性原则

在改革开放的大背景下，“新工科”的建设也应坚持开放性原则，集合各方优势，优化资源配置，突破限制和束缚，落实产学研融合，不断拓展新的应用领域，将新技术应用到教学中，优化MATLAB课程的教学案例。

MATLAB无论如何改革，在进行教学设计时都应侧重教学案例，通过创设情境来展现抽象的知识，将复杂的系统进行结构。通过应用MATLAB软件能够弥补理论学习中的不足，也能让实践教学不是无本之木，能够成为理论和实践沟通的桥梁[4]。高校学生能够通过学习MATLAB了解到所学专业的基本原理，并以此指导实践。

二、MATLAB课程教学的改革与实践

在本文研究的改革和实践下，将MATLAB教学细分为逐层深入的一些教学手法，以期能够培养学生的数学建模能力与计算机模拟防震能力，并能够应用这一技术解决一般的工程技术问题，让这门课程的开设能够真正服务于学生日后的工作。本文所做的具体改革措施包括一些几点：

（一）课程实例教学的应用

实例教学是基于文字知识描述的不足，以针对性的实例进行弥补，让学生能够更为直观地进行感受和学习。在实例选择过程中，要把握好方向，所选实例应当是学生已学或将学的知识点，在辅助学生学习的同时进一步提升学生对课程的兴趣。MATLAB在大学阶段属于理解难度较大的课程，且很多学生认为其与专业课程的关联度不高，会产生学习上的逆反心理，教师应对此予以关注，多选择与学生专业相关的实例进行教学。

（二）互动式教学的应用

改变传统的讲授式教学模式，采用教师与学生之间充分互动的教学方式，让学生在课程中有参与感，而教师也能够及时从学生那里获得对教学的反馈，了解学生对课程的掌握情况，进行针对性的教学和问题解答。充分调动起学生学习MATLAB课程的主观能动性，引导其积极发言、认真设计，让学生逐渐认识到这一课程的重要性，大幅提高学生的学习积极性，切实提高学生的学习成绩和应用水平。

结语

本文探索了高校MATLAB课程教学改革过程中应遵循的原则与具体实践，通过课程实例教学和互动式教学方法的应用，能够有效增强MATLAB课程教学应用于实际工作的效果，并增强学生的学习兴趣和学习主动性，让整体学习效果得到了明显提升。其他高校的MATLAB教学实践活动开展可以此为参考，实现该学科整体教学能力的提升。

参考文献：

[1]杜艳迎.MATLAB在塑性成形原理课程中的应用研究[J].科教导刊，2021（10）：140-142.

[2]刘道文.新工科背景下MATLAB课程案例设计探索与实践[J].许昌学院学报，2021，40（02）：117-120.

[3]张茜.MATLAB软件融入高等数学课程的模块化设计与研究[J].山西青年，2021（06）：18-19.

[4]刘卫国，蔡旭晖，吕格莉，等.开放式精品示范课堂的教学改革实践——以“科学计算与MATLAB语言”课程为例[J].工业和信息化教育，2020（11）：23-28.