胡芬巧

摘 要： 針對(duì)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生，本文結(jié)合MATLAB課程的內(nèi)容和特點(diǎn)，在課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法等方面做了探索研究，提出了相應(yīng)的改革措施，強(qiáng)化教育教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 獨(dú)立學(xué)院 MATLAB 教學(xué)改革

一、引言

《MATLAB語(yǔ)言及其應(yīng)用》（以下簡(jiǎn)稱MATLAB課程）是一門實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，設(shè)置在基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課之間，可將其融入專業(yè)課的教學(xué)中，是理工科專業(yè)非常重要的工具課，在學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目中都有廣泛的應(yīng)用。

南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我院）是南京航空航天大學(xué)按新機(jī)制、新模式與社會(huì)力量合作舉辦的三本獨(dú)立學(xué)院，定位于培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才。為了滿足社會(huì)和企業(yè)需求，從獨(dú)立學(xué)院以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的導(dǎo)向出發(fā)，MATLAB課程的教學(xué)改革已顯得非常迫切。因此，本文通過對(duì)MATLAB課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方法的探討，力求找到一種好的方法，以期提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到良好的教學(xué)效果，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，使本課程的教學(xué)更好地服務(wù)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容改革

MATLAB課程在我院是系定選修課，單獨(dú)開課，單獨(dú)考核，提高學(xué)生的重視程度。MATLAB課程包括理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)，故應(yīng)將其安排在機(jī)房授課，這樣既方便教師實(shí)時(shí)演示軟件的操作、例題的講解，又能讓學(xué)生第一時(shí)間學(xué)以致用，當(dāng)堂鞏固所學(xué)內(nèi)容，教學(xué)互動(dòng)。

較好的MATLAB課程設(shè)置方案是將其與專業(yè)課同一學(xué)期開設(shè)，達(dá)到MATLAB課與專業(yè)課的穿插進(jìn)行、相輔相成。兩門課程穿插進(jìn)行，能提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解貫通能力和動(dòng)手能力，形成一種有效的“理論+實(shí)踐”的教學(xué)模式，同時(shí)有利于MATLAB課程的內(nèi)容與專業(yè)課的內(nèi)容相配合。

MATLAB課程普遍存在一個(gè)問題，那就是內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少。根據(jù)MATLAB課程的這一特點(diǎn)，教師在課堂中應(yīng)重點(diǎn)教給學(xué)生使用MATLAB的方法和思想，MATLAB大量函數(shù)和指令及編程能力，需要學(xué)生通過上機(jī)做大量練習(xí)才能有本質(zhì)的提高，所以要合理安排理論和上機(jī)的時(shí)間。

根據(jù)各專業(yè)的特點(diǎn)，按照教學(xué)大綱的要求，將教學(xué)內(nèi)容分為三大部分：（1）基本內(nèi)容：這部分包括MATLAB操作環(huán)境的介紹，數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算的相關(guān)語(yǔ)法，MATLAB計(jì)算的可視化，GUI界面的設(shè)計(jì)及程序的設(shè)計(jì)，這些是入門基礎(chǔ)知識(shí)，要認(rèn)真詳細(xì)講解；（2）專業(yè)內(nèi)容：根據(jù)不同專業(yè)的要求及學(xué)生的實(shí)際水平，制定各專業(yè)的必須內(nèi)容。如針對(duì)自動(dòng)化系的學(xué)生，可結(jié)合專業(yè)課介紹線性控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，simulink仿真等；（3）擴(kuò)展內(nèi)容：對(duì)于專業(yè)應(yīng)用較少的內(nèi)容，可簡(jiǎn)單介紹，用以開闊學(xué)生視野、拓寬學(xué)生知識(shí)面，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

三、教學(xué)方法改革

獨(dú)立學(xué)院在本三批次招生，學(xué)生的文化基礎(chǔ)相對(duì)較差，依賴性強(qiáng)，自學(xué)能力較弱。因此，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)應(yīng)試學(xué)習(xí)為主動(dòng)求學(xué)，這在很大程度上會(huì)影響該課程的教學(xué)效果。

1.上好第一堂課

首先要強(qiáng)調(diào)課程的重要性，對(duì)于理工科的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)MATLAB是為后續(xù)課程搭建學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)研究的平臺(tái)。以電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)為例，專業(yè)課中的自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能控制、現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)等，都可以使用MATLAB進(jìn)行教學(xué)和研究。另外，應(yīng)當(dāng)今人才市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的一些要求，MATLAB軟件已成為當(dāng)代大學(xué)生必須掌握的幾大計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之一，以此增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程學(xué)習(xí)的緊迫感和主動(dòng)性。

在第一堂課上，用一些具體的例子顯示MATLAB軟件的優(yōu)越性，引發(fā)學(xué)生的興趣。例如高等數(shù)學(xué)里求微積分、解方程；線性代數(shù)的矩陣運(yùn)算；各種圖形的繪制；控制系統(tǒng)仿真等。

2.將專業(yè)課融入MATLAB教學(xué)中

在教學(xué)過程中，根據(jù)所教學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，引入相關(guān)專業(yè)課程的知識(shí)演示，不但可以提高學(xué)生的興趣，而且可以使學(xué)生深入學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程。例如在學(xué)習(xí)MATLAB繪圖和M文件編寫時(shí)，可讓學(xué)生在M文件編輯器下編寫M函數(shù)文件繪制二階系統(tǒng)的多條時(shí)域響應(yīng)曲線；學(xué)習(xí)數(shù)值計(jì)算時(shí)，可讓學(xué)生應(yīng)用矩陣左除求解電路電流方程組中各支路電流。

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

基本理論內(nèi)容上完，各章節(jié)應(yīng)布置相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題練習(xí)，學(xué)生只有積極主動(dòng)地參與上機(jī)實(shí)踐，才能更好地促進(jìn)理論教學(xué)。專業(yè)內(nèi)容學(xué)完，可讓學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)特點(diǎn)選擇感興趣的課題，上網(wǎng)找資料，分組討論完成。這樣可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生真正學(xué)會(huì)如何使用MATLAB編寫和調(diào)試程序解決實(shí)際問題。

四、考核方法改革

我院辦學(xué)理念為培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才，如何貫徹這一辦學(xué)理念，培養(yǎng)更多更好的實(shí)用型人才。除了優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法外，對(duì)考核方式的改革也勢(shì)在必行。

1.課程考核存在的問題

現(xiàn)在，絕大多數(shù)課程的考核都采取期末一次性考試的方式——平時(shí)成績(jī)30%，期末考試成績(jī)70%。這種單一的考試形式不能很好地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況，考分的高低不能完全反映一個(gè)人學(xué)習(xí)的好壞，更不能說明一個(gè)人的應(yīng)用能力和水平的高低，也就談不上應(yīng)用型人才的培養(yǎng)了。根據(jù)MATLAB課程的特點(diǎn)，它的仿真實(shí)踐需要計(jì)算機(jī)操作，存在硬件軟件故障的不確定性，而平時(shí)上機(jī)作業(yè)中抄襲現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，因此，有必要制定出合理的考核方式，公正有效地反映出學(xué)生的真實(shí)水平。

2.課程考核的改革

（1）期末考試內(nèi)容和方式的改革

期末考試的內(nèi)容應(yīng)以教學(xué)大綱為依據(jù)，考試不再過于強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的機(jī)械記憶，學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目的是利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。因此，考試可采用開卷的方式，考試內(nèi)容轉(zhuǎn)移到對(duì)分析和綜合應(yīng)用的考核。

（2）增加課堂測(cè)驗(yàn)

MATLAB課程的知識(shí)點(diǎn)多，實(shí)用性強(qiáng)，重在應(yīng)用，在學(xué)習(xí)過程中掌握一般規(guī)律，著重理解，只有通過做大量練習(xí)，才能熟悉其中的函數(shù)，理解和掌握它的使用方法和編程技巧。

若是課堂上單純教師教學(xué)，學(xué)生就會(huì)覺得枯燥乏味，也容易走神。利用課堂練習(xí)和測(cè)驗(yàn)，可以提高學(xué)生的參與性，增加學(xué)生與教師的互動(dòng)交流，使課堂氣氛更融洽，教師也可以了解到學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。同時(shí)，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的緊迫感，平時(shí)就認(rèn)真學(xué)習(xí)，學(xué)以致用，而不是到最后為了應(yīng)付考試。

（3）增加分析設(shè)計(jì)性的大作業(yè)

為培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，應(yīng)將分析設(shè)計(jì)性的大作業(yè)作為考核方式之一。大作業(yè)題目如設(shè)計(jì)一個(gè)GUI界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)二階系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能的分析；雙閉環(huán)直流控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真等。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，真實(shí)考核學(xué)生水平，MATLAB課程的成績(jī)由四大部分構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)（出勤、課堂表現(xiàn)）占總成績(jī)的10%；章節(jié)習(xí)題測(cè)驗(yàn)成績(jī)占30%；大作業(yè)成績(jī)占20%（不能雷同）；期末考試成績(jī)40%。這種成績(jī)的劃分，既能實(shí)時(shí)督促學(xué)生的學(xué)習(xí)，又能充分鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力。

五、結(jié)語(yǔ)

專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)不能以考試合格作為最終目標(biāo)，而應(yīng)以實(shí)踐應(yīng)用作為理解掌握的基礎(chǔ)。要想取得MATLAB課程良好的教學(xué)效果，關(guān)鍵是將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行合理有效的組合，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，這需要不斷地探索與實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭阿奇.《MATLAB實(shí)用教程》第2版[M].北京：電子工業(yè)出版社.2007，8.

[2]刑雪寧，劉麗娜.關(guān)于MATLAB課程教學(xué)的探討[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2011（7）：67-69.

[3]張昊慧.MATLAB課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].信息化教學(xué)，2012，11（33）：130-131.

[4]王志凌，吳玲.獨(dú)立學(xué)院課程的改革與實(shí)踐[J].江蘇科技信息，2013，5：41-43.