matlab学好了有什么用科技信息
进入21世纪随着计算机技术的发展,计算机的应用已深入到各个领域,因此每个高校的不同专业都开设了计算机课程,对于计算机水平要求较高的专业甚至还开设了计算机语言课程,电子信息工程专业就适时的加入了Matlab课程,但是对于如何教好学好Matlab的教学是大家一直探讨的问题。在多年的传统的教学过程中出现有高分低能的现象,这种状况不得不让我们反思:如何让学生将所学的知识应用到编程中去,加深理解与掌握,具备程序设计能力与解决实际问题的能力。本文将对Matlab教学,结合在教学过程中针对学生学习该语言常存在的一些问题,探讨如何在Matlab教学中提高教学质量、激发学生的兴趣、提高学生的编程能力,并将所学理论问题与现实问题紧密结合,培养学生的综合能力。
一、Matlab介绍
Matlab最早是由Moler博士在讲授线性代数课程时,深感高级语言的诸多不便,于是萌生了新的软件平面,即Matlab(MATrix LABoratory,矩阵实验室)。采用了EISPACK(基于特征值计算的软件包)和LIN-PACK(线性代数软件包)中的子程序。如今已集成了LAPACK和BLAS 库。在各高等院校,对于数学、工程和科学理论中的课程,Matlab都是标准的计算工具。它对于研究、开发和分析也是首选的计算工具。MATLAB具有强大的数值计算和良好的图示功能,易学易懂,编程效率高,为用户提供了非常直观和简洁的程序开发环境。经过十几年的发展与完善,MATLAB目前已成为科技界最流行的应用软件之一。它是一种具有强大功能的高性能语言,因此应用于不同学科,其主要的典型应用领域包括如下:
(1)科学与计算;
(2)算法开发;
(3)数据获取;
(4)建模、模拟和原型设计;
(5)数据分析、研究和可视化;
(6)科学和工程图形;
(7)应用开发,包括图像用户界面构建。
二、Matlab教学方法的改革思路
在传统的教学模式下,计算机语言课程的教学方式一般采用的是课堂讲授与实验练习相结合,而具体的课堂讲授方式大部分的教学方法都是根据教材内容分章节完成,然后再通过实验来加深与巩固知识点。这样让学生养成了一种机械式的学习方法,而传统语言课程的学习方法、编程思维已根深蒂固。针对目前的教学模式,并经过多年来教学模式的探讨,在原有的教学方式方法的基础上做了改进,并且取得了较好的教学效果。
1.分层次、分领域实现教学
目前,各院校都开设了Matlab这门课程。由于Matlab的应用领域非常广,因此,不同的学科专业学习该课程的性质有所不同,另外学生的接受能力也存在一定的差异,在教学过程中,会有部分学生赶不上教学进度,尤其对于没有计算机语言基础的学生来说,程序设计对于他们来说相当困难。由于该课程的特殊性,特别是课堂上有些老师演示某些函数的功能时,就会有一部分学生跟不上进度,这样,他们学习该课程的兴趣将会大打折扣。因此,针对以上种种问题,本课程的教学方式采用分层次、分领域的教学模式。对于本、专科学生应调整教学进度,对于非计算机专业的学生,应先注重基本概念教学,再由浅入深,根据课程教学内容层层深入程序设计,这样可以提高学生学习的积极性,扩展程序设计思路。而对于不同学科专业的学生,讲授过程中注重Mat-lab在其学科领域中的应用程度。比如对于计算机专业图像处理方向的学生,讲授的重点将是图像处理工具箱的应用,而对数学专业的学生来说,重点讲授数值计算、矩阵运算等等。因此,针对不同应用领域,讲授内容的侧重点应不同。由于授课课时有限,授课内容不可能面面俱到。但老师在讲授过程中应该引导学生去学习其他的知识点,达到事
半功倍的效果。
2.采用实例、任务驱动式教学
传统的教学方法是“灌输式”的教学方式,本文将采用实例、任务驱动式的教学方法组织教学活动,教、学、做同步进行边教边学,边学边做,使学生的学习活动与任务或问题相结合让学生在每堂课中带着问题而入,装着问题而归。充分调动了学生学习的积极性,学习效果显著提高,教学质量也达到了一个新台阶。
课堂讲授过程中可以先实例演示给学生观看效果,然后再引入理论知识。这样学生的求知欲望将大大加强,而且对概念的理解掌握特别深刻。由于Matlab的应用范围非常广,可以针对各专业在某应用领域中出一些具体的实例进行讲解。尤其在数学教学过程中,Matlab 给教学带来了极大的方便,解决了一些抽象的数学问题,并且使某些问题简单化,从而提高了学生的学习兴趣。
例如在数学中求一个矩阵的逆矩阵,这是一个很普遍的例子:已知矩阵A,求A的逆矩阵A-1。传统的求解方法是先理解求逆矩阵的原理,然后再进行手工计算。如借助Matlab求逆矩阵则只采用inv(A)函数就可求出矩阵A的逆矩阵A-1这样大大节省了计算时间。
在数学函数的绘图方面,由于手工绘图不准确,采用Matlab绘图就更突出其特点。例如要绘制简单的正弦函数y=sin(x)图形,手工绘制很难保证其准确性,采用Matlab可精确绘制出如图1所示的曲线图:
图1y=sin(x)曲线图
例如:Chen’s混沌吸引子是一个三维系统,如果要手工绘出Chen’s 混沌吸引子的图形是很困难的,即使能绘出也是很不规范和不准确的,不能给学生一个直观和准确的印象,如果采用Matlab来做这个工作,从图2可以清楚地看出,其效果和直观性都是非常好的,这样学生也容易理解和掌握,从而提高教学质量。另外,在图像处理方面Matlab也有突出优势。可以直接利用图像工具箱中的函数对图像进行处理。在教学过程中可以采用大量的实例开展教学。例如对图像文件的读取和显示,只要采用imread()、imshow()函数就可以实现。如采用其它高级语言(VC++)实现该功能将需要写出一大段代码,学生也难以理解。对比这两种语言不仅加深了学生对两个函数的理解,也调动了他们学习的兴趣,达到了提高教学效果的目的。
3.引导式教学
在传统的教学方法上,教师的讲授时间占据了课堂时间的90%以上,为完成教学任务开展教学活动。这样不仅没有调动学生的学习积极性,而且达不到预期的教学效果。本文将采用引导式教学方法展开教学活动,改变传统的教学模式。教师在讲授理论知识的同时,指导学生通过自己的记忆方式理解理论知识,并采用现实中的实例来解释说明某些知识点,活跃课堂气氛,让学生自主发现问题并想方设法解决问题。教师就应该引导学生如何去解决问题,了解学生如何去思考问题,改变传统的以教师为中心的教学理念,对于学生的回答应采取正面的评价。如出现错误应开导学生并分析问题存在
电子类专业Matlab教学探索与改革
石磊1李晓辉1刘世磊2
(1.河南城建学院电气系  2.平顶山市郏县供电有限责任公司调度运行部)
[摘要]Matlab是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的计算语言和交互式环境。它的应用范围非常广,主要应
用于信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。本文主要介绍了Matlab
在教学过程中的一些方法的改革,使教学直观生动形象,提高教学质量,加深学生对Matlab语言的理解。
[关键词]Matlab教学方法
教学改革
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