周本海

摘 要： Matlab作為一款功能強大的高級工程計算語言，被廣泛應(yīng)用于工程科學(xué)領(lǐng)域的分析與決策中，是工科學(xué)生必修的一門課程。本文提出matlab教學(xué)過程中的新型教學(xué)模式——任務(wù)教學(xué)法，分析任務(wù)教學(xué)法在matlab學(xué)習(xí)中的重要性，并將任務(wù)教學(xué)法分為任務(wù)設(shè)計、分析及完成幾個層面進行深入分析，為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞： matlab 工學(xué) 計算 任務(wù)教學(xué)法

1.引言

Matlab作為一款功能強大的高級工程計算語言，被廣泛使用，同時是高校工科學(xué)生的一門必修課。Matlab作為當(dāng)前科技和工程界最流行的四大數(shù)學(xué)軟件之一，可用于算法設(shè)計、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計算等應(yīng)用。應(yīng)用范圍十分廣泛，如信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、仿真、財務(wù)建模和分析及計算生物學(xué)等眾多領(lǐng)域。在計算方面，matlab更傾向于向量及矩陣運算，比傳統(tǒng)的C，C++語言實現(xiàn)起來容易得多。這些計算式工程和科學(xué)基礎(chǔ)，計算起來非常便捷。

正因為Matlab在工程領(lǐng)域有著巨大的計算能力，因此在工科院校中，matlab成為一門必修課程。本文提出matlab的任務(wù)教學(xué)法，分析任務(wù)教學(xué)法在matlab學(xué)習(xí)中的重要性，并將任務(wù)教學(xué)法分為任務(wù)設(shè)計、提出、完成及評價幾個層面進行深入分析。

2.關(guān)于Matlab教學(xué)任務(wù)的設(shè)計

任務(wù)設(shè)計是任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法的核心，要求體現(xiàn)任務(wù)的層次性的同時，對知識點進行包容。教師在課程規(guī)劃伊始，可以依據(jù)課程深入程度，按單元型和開放型兩種類型進行任務(wù)歸納，單元型為教學(xué)中必須完成的基本任務(wù)，開放型為自主性強的設(shè)計任務(wù)。教師可以在教學(xué)中傳授任務(wù)的基礎(chǔ)知識及基本要求，讓學(xué)生在課余時間完成任務(wù)，主要發(fā)展學(xué)生自主創(chuàng)新意識，深入領(lǐng)會任務(wù)的核心內(nèi)容，督促其自主提出相應(yīng)任務(wù)。

教師在Matlab課程教學(xué)中，可以嘗試性地設(shè)計三個單元型任務(wù)，單個任務(wù)含一章或兩章教學(xué)內(nèi)容，單個單元型任務(wù)包含多個子任務(wù)，子任務(wù)對應(yīng)章節(jié)中相應(yīng)知識點。除單元型任務(wù)教學(xué)之外，還可以設(shè)計兩個開放型設(shè)計任務(wù)，對課堂知識進行溫故知新，通過實踐操作深化對概念的理解。在開放型任務(wù)中，促進學(xué)生用創(chuàng)新性思維及方法解決、分析問題。

另外，在Matlab教學(xué)中，因其內(nèi)容非常復(fù)雜，應(yīng)與學(xué)科教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，對課程群的設(shè)立創(chuàng)建統(tǒng)一的指導(dǎo)原則。比如，在控制系統(tǒng)設(shè)計與分析課程的任務(wù)中，讓學(xué)生利用Matlab工具對控制系統(tǒng)進行仿真，加深對控制系統(tǒng)的直觀理解。

3.Matlab教學(xué)中任務(wù)分析與完成

教學(xué)中，任務(wù)的分析與完成是師生互動的過程，教學(xué)任務(wù)的展開可以具備多樣化形式，我們在教學(xué)及實踐中對學(xué)生進行適當(dāng)指導(dǎo)、示范，最終目標(biāo)是讓學(xué)生具備自主構(gòu)建知識體系及創(chuàng)新能力。具體有如下幾種教學(xué)方式促進學(xué)生培養(yǎng)這種能力。

（1）在教學(xué)中進行引導(dǎo)，促進學(xué)生多元化思維、探索性思維的形成。比如：在對subplot（）函數(shù)的應(yīng)用進行教學(xué)時，可以讓學(xué)生通過help subplot命令對subplot的概念有所了解，運用其繪制多個均勻分布的子圖；然后提出新要求，就不均勻分布子圖的產(chǎn)生對學(xué)生進行啟發(fā)，引導(dǎo)其通過多種途徑解決問題。一是通過其他函數(shù)調(diào)用方式解決此任務(wù)；二是使用圖形窗口中的軸控件工具對多個圖軸進行定制。

（2）在教學(xué)中多舉示例，使學(xué)生快速掌握任務(wù)中的解題方法和細節(jié)問題。比如，在繪制三維曲線圖的教學(xué)中，可以先展示一組三維動畫，對三維繪圖的構(gòu)成任務(wù)通過分解的示例程序進行展示，讓學(xué)生體會到三維繪圖的基本方法。

（3）引入討論交流方式，學(xué)生通過對不同觀點的討論，培養(yǎng)對知識點的深入探究能力。比如，在信號發(fā)生器的編寫任務(wù)中，通過多種方式產(chǎn)生信號，教師引導(dǎo)學(xué)生進行討論流，對每種信號產(chǎn)生方式的優(yōu)缺點進行分析。

（4）利用多種平臺引導(dǎo)學(xué)生深入分析問題的能力，多種方式解決問題的能力。在學(xué)生完成開放型任務(wù)時，教師在課余增加答疑時間，利用教學(xué)平臺進行師生在線互動，利用微信等通訊工具對學(xué)生進行即時指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)論壇與校外專業(yè)人士進行交流。

（5）通過分組合作模式完成大難度系數(shù)任務(wù)。小組成員間進行充分研討及交流，有助于學(xué)生團隊協(xié)作能力及創(chuàng)新科研能力的培養(yǎng)。在實踐中，可以根據(jù)學(xué)生的差異化需求，由任務(wù)小組成員協(xié)商提出任務(wù)，教師認證任務(wù)方案，并在學(xué)生實施任務(wù)的過程中充當(dāng)輔助角色，適當(dāng)提高任務(wù)難度，培養(yǎng)學(xué)生以工程觀點、全局觀分析任務(wù)，增強學(xué)生創(chuàng)新思維能力，為以后學(xué)習(xí)及工程實踐培養(yǎng)良好的思維能力。

4.結(jié)語

本文在matlab教學(xué)過程中使用任務(wù)教學(xué)法，通過對教學(xué)任務(wù)的設(shè)計、分析和完成對任務(wù)教學(xué)法進行深入分析。

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