【摘 要】當(dāng)下高職院校對高職數(shù)學(xué)的教學(xué)情況不容樂觀，隨著教學(xué)模式的不斷改革，高校教師應(yīng)當(dāng)著眼于教學(xué)手段的更新，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)一步塑造具有綜合素養(yǎng)的復(fù)合型技術(shù)人才。 MATLAB 軟件包是溝通數(shù)學(xué)教學(xué)與實際應(yīng)用的良好媒介，它強(qiáng)大的數(shù)值計算系統(tǒng)為高效解決高職數(shù)學(xué)很多問題奠定了堅實的基礎(chǔ)。 本文將結(jié)合高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)實際和 MATLAB 計算軟件實踐，探討高職院校數(shù)學(xué)計算軟件 MATLAB 的教學(xué)方法和應(yīng)用等相關(guān)問題。

　　【關(guān)鍵詞】高職院校;數(shù)學(xué)實驗;MATLAB;教學(xué)

　　1.引入 MATLAB 進(jìn)入高職數(shù)學(xué)教育的必要性

　　雖然高職院校教學(xué)改革已在廣大院校推廣，但目前高職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀仍然與預(yù)期相距甚遠(yuǎn)，這一現(xiàn)象的主要原因在于，不同學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差異較大， 而高職院校開設(shè)的專業(yè)性質(zhì)的數(shù)學(xué)課程學(xué)時少、教學(xué)模式陳舊、評價模式單一，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情普遍不高，甚至?xí)�逐漸感覺枯燥乏味，長此以往，教學(xué)效率越發(fā)低下。 新的教育制度下，高職數(shù)學(xué)教育應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)學(xué)教育的改革， 改變沉悶的課堂氣氛，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與自主能力。 Matlab 軟件包是溝通數(shù)學(xué)理論教學(xué)與解決實際問題的良好媒介，其高效的數(shù)值計算系統(tǒng)為解決各類問題奠定了堅實的基礎(chǔ)。 Matlab 由美國 Mathworks 公司于 1984 年開發(fā)， 目前已經(jīng)成為國際科學(xué)界最具影響力、最具活力的科學(xué)計算軟件[2]。MATLAB 能夠有效將數(shù)學(xué)理論與實際運(yùn)用相結(jié)合，將抽象的數(shù)學(xué)原理運(yùn)用于實際問題，不僅提升了學(xué)生的興趣，也提升了學(xué)生解決實際問題的能力。 同時，Matlab 的易用性可以提高數(shù)學(xué)教學(xué)的效率，進(jìn)一步提升學(xué)生的興趣。 MATLAB 可以作為學(xué)生的一項技能，為將來步入社會奠定堅實的基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)差的高職院校學(xué)生通過 Matlab 的學(xué)習(xí)，能夠掌握一門實用的技能，從而在將來的工作中實現(xiàn)自身的價值。

　　2.Matlab 語言的特點(diǎn) Matlab 集數(shù)值計算、圖形圖像處理、符號計算、文字處理、數(shù)字建模、實時控制、動態(tài)仿真、信號處理等功能為一體，適應(yīng)多學(xué)科、多重工作平臺，功能強(qiáng)大。 其主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

　　2.1 高效的編程能力與 JAVA，C，C++等程序相比，Matlab 與人們的思維方式具有更多的相似性，更符合人們思考的習(xí)慣，更容易被理解掌握，用 Matlab 編寫程序的效率也因此較高。

　　2.2 強(qiáng)大的計算性能 Matlab 的主要運(yùn)算對象是維數(shù)無需被事先指定的矩陣及數(shù)組，而在解決實際問題，進(jìn)行工程運(yùn)算的過程中，矩陣、數(shù)組以及向量發(fā)揮了強(qiáng)大的作用。

　　2.3 簡便的使用模式 Matlab 預(yù)言使用簡便，且運(yùn)用方式靈活，將編譯、鏈接、執(zhí)行等流程有機(jī)的結(jié)合為整體，使用者的語法、書寫等錯誤可以在同一窗口被發(fā)現(xiàn)并排除， 這大大減少了調(diào)試程序、 修改錯誤的時間。 與此同時， Matlab 的計算結(jié)果以熟悉的符號呈現(xiàn)， 不需要強(qiáng)大的計算機(jī)知識，這也為使用者進(jìn)一步提供了便捷。

　　2.4 數(shù)據(jù)的可視化功能 Matlab 中圖形例程占據(jù)了很大的比重，這也為數(shù)據(jù)可視化創(chuàng)造了條件。 在內(nèi)部，Matlab 借助圖形句柄控制圖形的顯示，涵蓋了直線、文本等多種形式，同時對于對象的操作方法也進(jìn)行了說明。 同時，Matlab 中的高級圖形命令可以繪制出網(wǎng)格圖、陰影圖、曲線圖等多種多維圖形，進(jìn)一步加強(qiáng)了數(shù)據(jù)可視化的程度。

　　3.Matlab 在高職數(shù)學(xué)中的應(yīng)用

　　3.1 在求導(dǎo)中的應(yīng)用導(dǎo)數(shù)運(yùn)算是高等數(shù)學(xué)中的基本內(nèi)容，掌握求導(dǎo)運(yùn)算對數(shù)學(xué)能力的提高是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基本技能之一。 利用 MTALAB 我們可以輕松地求得導(dǎo)數(shù)。 例如我們對式子(1)進(jìn)行求導(dǎo) f(x)=(4x2 +2x+7)(3x2 +2x+2) (1)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算的 Matlab 代碼是： >>a=[4,2,7]; >>b=[3,2,2];>>k=polyder(a,b) k= 48 42 66 18 因此求得的導(dǎo)數(shù)如式(2)所示： f'(x)=48x3 +42x2 +66x+18 (2)

　　3.2 求極限的中的應(yīng)用函數(shù)的極限是高等數(shù)學(xué)中最基本概念，極限的計算是教學(xué)上的一個重點(diǎn)，也是一個難點(diǎn)，其計算方法非常多，如單調(diào)有界性、四則運(yùn)算法、等價無窮小法、洛必達(dá)求導(dǎo)法和泰勒展開法等。MATLAB 可以輕易地求解出極限。 在區(qū)間 ●0,3π ●作函數(shù)： y=3e-x cos(2x2 ) (3)的圖像，觀察當(dāng) x→+∞ 的時候，函數(shù)的極限。 MATLAB 代碼如下所示： >>x=0:0.01*pi:3*pi; %x 的取值范圍[0,3π] >>y=3.*exp(-x).*cos(2*x.*x); %y 的表達(dá)式 >>plot(x,y,'-r'); %曲線標(biāo)記為紅色 >>xlabel('itx');ylabel('ity'); %縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別標(biāo)記 >>legend('y=2e^{-x}cos(2x^2)'); %圖的標(biāo)注由圖 1 可知 y=3e-x cos(2x2 )的極限為 0，即1im x→+∞ 3e-x cos(2x2 )=0。

　　4.靈活多變的教學(xué)方法

　　Matlab 的實用性很強(qiáng)，尤其是 Matlab 的各種工具包，不同學(xué)科使用的工具包也不同，因此要根據(jù)高職數(shù)學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，有針對性的選擇適合的 Matlab 工具包。 在這一特點(diǎn)下，提升高職院校教學(xué)的針對性就十分關(guān)鍵，否則不僅會降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、運(yùn)用的能力，也無法突出 Matlab 軟件自身的特點(diǎn)。 課堂學(xué)必須將教室的講授與學(xué)生的學(xué)習(xí)相互結(jié)合，從而提升課堂教學(xué)的參與性，全面提升課堂效果。 這也是高職院校教師需要解決的首要問題。 對此，本文提出了以下解決方案。

　　4.1 互動式教學(xué)與其他課程不同，計算機(jī)類的課程允許學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作，實戰(zhàn)演練，這也是計算機(jī)教學(xué)與其他教學(xué)的顯著不同之處。 上機(jī)操作使得學(xué)生有了更為直觀的理解和認(rèn)識，也為檢驗自身掌握程度提供了良好的平臺。 除了有效的人機(jī)互動，還能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生與學(xué)生之間，師生之間的互動交流。 這種交流不僅僅局限于課堂，在課余，教師可以向?qū)W生提供更多的參考文獻(xiàn)、相關(guān)資料、自學(xué)課件等，便于學(xué)生根據(jù)自己的實際情況和時間安排，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時，網(wǎng)絡(luò)作為有效的互動平臺，方便了學(xué)生與教師的溝通，對于學(xué)生的問題疑惑，教師可以即時了解及解答，避免了反饋時間過長而造成的興趣缺失、知識體系構(gòu)建困難等問題。 教師通過與學(xué)生的交流溝通，也可以進(jìn)一步完善自己的教學(xué)方法，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

　　4.2 針對性教學(xué)隨著社會競爭的日益激烈，學(xué)生的綜合素質(zhì)已經(jīng)受到了各大高校的普遍關(guān)注，為了培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型實用人才，各個高校都把優(yōu)化教學(xué)計劃、豐富課程門類提上日程。 而課程豐富是一把雙刃劍，在豐富知識涵蓋面的同時，也不可避免的減少了教學(xué)的學(xué)時。 Matlab 中的指令代碼很多，以往的教學(xué)中，教師為了在有限的時間內(nèi)講授更多的知識，往往講解枯燥無味。 因此，學(xué)生很難長時間集中注意力，保持高度集中，因此也無法掌握關(guān)鍵。 所以高職數(shù)學(xué)教學(xué)必須有所重點(diǎn)和針對性，以提升學(xué)生的興趣，同時也使得教學(xué)更有效率。

　　5.總結(jié)

　　將 Matlab 引入到高職院校數(shù)學(xué)的教學(xué)中， 對于高職教學(xué)的改革具有重要的意義，有助于高職院校培養(yǎng)更多綜合素質(zhì)優(yōu)秀的復(fù)合技術(shù)型人才。 Matlab 的教學(xué)不僅克服了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)過于抽象等問題，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　[1]劉穎,徐瑩.高職院校開展數(shù)學(xué)建模活動模式探討[J].教育與職業(yè),2010(014): 147-148.

　　[2]平怡.Matlab 在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報,2008,4: 135-136.

　　《高職院校數(shù)學(xué)計算軟件 MATLAB 教學(xué)研究》來源：《山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報》，作者：生 靜。