独立学院MATLAB课程教学改革研究和探索

摘 要： 针对独立学院学生，本文结合MATLAB课程的内容和特点，在课程设置、教学内容、教学方法和考核方法等方面做了探索研究，提出了相应的改革措施，强化教育教学效果。

关键词： 独立学院 MATLAB 教学改革

一、引言

《MATLAB语言及其应用》（以下简称MATLAB课程）是一门实践应用性很强的专业基础课，设置在基础理论课和专业课之间，可将其融入专业课的教学中，是理工科专业非常重要的工具课，在学生的毕业设计、科研项目中都有广泛的应用。

南京航空航天大学金城学院（以下简称我院）是南京航空航天大学按新机制、新模式与社会力量合作举办的三本独立学院，定位于培养高级应用型人才。为了满足社会和企业需求，从独立学院以应用型人才为培养目标的导向出发，MATLAB课程的教学改革已显得非常迫切。因此，本文通过对MATLAB课程设置、教学内容、教学方法和考核方法的探讨，力求找到一种好的方法，以期提高本课程的教学质量，达到良好的教学效果，进而提高学生的实际动手能力，使本课程的教学更好地服务于应用型人才的培养目标。

二、课程设置和教学内容改革

MATLAB课程在我院是系定选修课，单独开课，单独考核，提高学生的重视程度。MATLAB课程包括理论教学和上机实践两个环节，故应将其安排在机房授课，这样既方便教师实时演示软件的操作、例题的讲解，又能让学生第一时间学以致用，当堂巩固所学内容，教学互动。

较好的MATLAB课程设置方案是将其与专业课同一学期开设，达到MATLAB课与专业课的穿行、相辅相成。两门课程穿行，能提高学生对理论知识的理解贯通能力和动手能力，形成一种有效的“理论+实践”的教学模式，同时有利于MATLAB课程的内容与专业课的内容相配合。

MATLAB课程普遍存在一个问题，那就是内容多，学时少。根据MATLAB课程的这一特点，教师在课堂中应重点教给学生使用MATLAB的方法和思想，MATLAB大量函数和指令及编程能力，需要学生通过上机做大量练习才能有本质的提高，所以要合理安排理论和上机的时间。

根据各专业的特点，按照教学大纲的要求，将教学内容分为三大部分：（1）基本内容：这部分包括MATLAB操作环境的介绍，数值计算和符号计算的相关语法，MATLAB计算的可视化，GUI界面的设计及程序的设计，这些是入门基础知识，要认真详细讲解；（2）专业内容：根据不同专业的要求及学生的实际水平，制定各专业的必须内容。如针对自动化系的学生，可结合专业课介绍线性控制系统的分析和设计，simulink仿真等；（3）扩展内容：对于专业应用较少的内容，可简单介绍，用以开阔学生视野、拓宽学生知识面，同时培养学生的自学能力。

三、教学方法改革

独立学院在本三批次招生，学生的文化基础相对较差，依赖性强，自学能力较弱。因此，激发学生的学习兴趣，变被动应试学习为主动求学，这在很大程度上会影响该课程的教学效果。

1.上好第一堂课

首先要强调课程的重要性，对于理工科的学生来说，学习MATLAB是为后续课程搭建学习和实验研究的平台。以电气工程与自动化专业为例，专业课中的自动控制原理、现代控制理论、计算机控制技术、智能控制、现代调速系统等，都可以使用MATLAB进行教学和研究。另外，应当今人才市场对计算机软件的一些要求，MATLAB软件已成为当代大学生必须掌握的几大计算机语言之一，以此增强学生对本课程学习的紧迫感和主动性。

在第一堂课上，用一些具体的例子显示MATLAB软件的优越性，引发学生的兴趣。例如高等数学里求微积分、解方程；线性代数的矩阵运算；各种图形的绘制；控制系统仿真等。

2.将专业课融入MATLAB教学中

在教学过程中，根据所教学生的专业特点，引入相关专业课程的知识演示，不但可以提高学生的兴趣，而且可以使学生深入学习相关专业课程。例如在学习MATLAB绘图和M文件编写时，可让学生在M文件编辑器下编写M函数文件绘制二阶系统的多条时域响应曲线；学习数值计算时，可让学生应用矩阵左除求解电路电流方程组中各支路电流。

3.任务驱动式教学

基本理论内容上完，各章节应布置相关知识点的习题练习，学生只有积极主动地参与上机实践，才能更好地促进理论教学。专业内容学完，可让学生根据自己的专业特点选择感兴趣的课题，上网找资料，分组讨论完成。这样可调动学生学习的主观能动性，使学生真正学会如何使用MATLAB编写和调试程序解决实际问题。

四、考核方法改革

我院办学理念为培养高级应用型人才，如何贯彻这一办学理念，培养更多更好的实用型人才。除了优选教学内容，改进教学方法外，对考核方式的改革也势在必行。

1.课程考核存在的问题

现在，绝大多数课程的考核都采取期末一次性考试的方式――平时成绩30%，期末考试成绩70%。这种单一的考试形式不能很好地反映学生的学习掌握情况，考分的高低不能完全反映一个人学习的好坏，更不能说明一个人的应用能力和水平的高低，也就谈不上应用型人才的培养了。根据MATLAB课程的特点，它的仿真实践需要计算机操作，存在硬件软件故障的不确定性，而平时上机作业中抄袭现象也时有发生，因此，有必要制定出合理的考核方式，公正有效地反映出学生的真实水平。

2.课程考核的改革

（1）期末考试内容和方式的改革

期末考试的内容应以教学大纲为依据，考试不再过于强调学生对知识点的机械记忆，学生学习的最终目的是利用所学知识解决实际问题。因此，考试可采用开卷的方式，考试内容转移到对分析和综合应用的考核。

（2）增加课堂测验

MATLAB课程的知识点多，实用性强，重在应用，在学习过程中掌握一般规律，着重理解，只有通过做大量练习，才能熟悉其中的函数，理解和掌握它的使用方法和编程技巧。

若是课堂上单纯教师教学，学生就会觉得枯燥乏味，也容易走神。利用课堂练习和测验，可以提高学生的参与性，增加学生与教师的互动交流，使课堂气氛更融洽，教师也可以了解到学生对知识点的掌握情况。同时，可以提高学生学习的紧迫感，平时就认真学习，学以致用，而不是到最后为了应付考试。

（3）增加分析设计性的大作业

为培养学生综合运用知识的能力，应将分析设计性的大作业作为考核方式之一。大作业题目如设计一个GUI界面，实现对二阶系统稳定性和动态性能的分析；双闭环直流控制系统的设计与仿真等。

为了激发学生的学习热情，真实考核学生水平，MATLAB课程的成绩由四大部分构成：平时成绩（出勤、课堂表现）占总成绩的10%；章节习题测验成绩占30%；大作业成绩占20%（不能雷同）；期末考试成绩40%。这种成绩的划分，既能实时督促学生的学习，又能充分鼓励学生发挥主观能动性，锻炼实践动手能力。

五、结语

专业知识的学习不能以考试合格作为最终目标，而应以实践应用作为理解掌握的基础。要想取得MATLAB课程良好的教学效果，关键是将教学内容和教学方法进行合理有效的组合，最大限度地激发学生的学习兴趣和主观能动性，这需要不断地探索与实践。

参考文献：

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