如何在matlab语言教学中培养创新能力

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 如何在 MATLAB 语言教学中培养创 新能力 摘要：学生的创新能力培养是高 等教育的根本，掌握一门计算机编程语 言是学生必须具备的基本技能。 MATLAB 语言代表了当今科学计算软 件的先进水平，将数值分析、科学数据 可视化和专业级仿真等诸多功能集成在 一个视窗环境内。针对 MATLAB 语言 教学中的不足，提出了一些改进措施和 方法，教学实践和反馈结果表明改进后 的教学模式有效地提高了学生的创新能 力。 中国论文网 /9/view-13060303.htm 关键词：创新能力；教学改革； MATLAB 教学 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号：G642.0 文献标志 码：A 文章编号：1674-9324（2018） 25-0099-02 近些年，高等教育的培养规模不 断变大，由此产生了很多弊端。我国的 本科生和研究生普遍缺乏创新能力，学 术成果质量不高，实践应用能力较弱， 科研实践参与度低，与西方发达国家的 高等教育相比，存在着较大的差距。辽 宁工业大学（以下简称我校）在电子与 通信类的硕士研究生创新能力培养方面， 也做了积极探索1，2 。MATLAB 已经 成为高校教学和科研的有力工具，很多 高等院校都为本科生和研究生开设了相 关的 MATLAB 语言课程。另外，很多 专业类课程采用的教学模式通常都是 “理论+实验” 的形式3，大量的专业仿 真实验都是借助 MATLAB 语言实现的。 此外，MATLAB 语言也成为本科生和 研究生完成毕业论文和参加科研创新活 动的重要工具。因此，研究 MATLAB 语言教学模式对学生创新能力的影响有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 很大的必要性。 一、传统教学方法的不足 1.教学内容和教学模式缺乏创新。 很多高校存在的问题是教学计划设置欠 合理，教学内容陈旧，跟不上时代发展 的最新要求，无法满足科研及工程技术 发展的需要。 2.大班形式授课。教师仅注重理 论和方法的讲授，研究生教学继续沿用 本科的方法，采用填鸭式的教育模式， 严重阻碍了学生创新能力的发展，很难 达到课程的目标。 3.考核方式死板。单纯的笔试考 核容易让学生陷入死记硬背的拖澳 剑造成学生的分数很高，但是工程实 践能力很弱，也无法评价学生的创新素 质。有些高校采用提交课程论文的方式 考核学生，但是很多学生生吞活剥，原 样拷贝和粘贴网络资源，不能真正完成 MATLAB 课程的教学任务4。 二、课程的教学改革措施 现在，MATLAB 语言已经成为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 科学工作者、教师和学生在科研和学习 中的得力助手，在 MATLAB 语言教学 中提高学生的工程创新能力势在必行。 经过授课教师的共同努力，总结教改措 施如下： 1.采用提出问题解决问题的教学 模式。思维的内动力是问题意识，它是 孕育创新精神的载体。一切创新都源于 对问题的发现，而发现问题又源于强烈 的问题意识5。所以说培养研究生的创 新能力应始于问题意识。现在多数学生 不善于思考和提出问题，作为教师，要 想方设法激发学生的问题意识，促使其 发现问题、解决问题。 2.改革现行的班级设置，按照学 生的基础进行分层次教学，如果条件允 许，在机房授课，增加学生动手实践的 机会。研究生入学前就读不同层次的高 校，既有应届的学生，又有工作几年后 重新回到课堂的学生。他们入学前的水 平参差不齐，学习能力各不相同，有的 在本科阶段学习和使用过 MATLAB 语 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 言，有的则没有接触过 MATLAB 语言。 根据学生的情况来安排教学内容和教学 形式，有助于迅速改善教学效果。 3.教学手段可以多样化。可以采 取课堂讲授、与学生互动、学生课前阅 读相关文献材料和教师总结提高等多种 教学形式。这样有利于培养学生的自学 能力和实践能力，提高学生的创新能力， 开拓学生的视野。教师还应积极应用微 课和慕课等新型教育技术和方法，从多 角度和多方位把知识传递给学生，有助 于提高教学效果。增加实践教学环节， 将实验内容分为基础型实验、设计型实 验和创新型综合性实验三层次6。 4.强化教师的主导作用。教师在 教学中注意培养学生正确的思维方法， 强化和培养学生的编程能力，进而提高 学生的工程创新能力。此外，教师应该 把自己的科研项目和最新的前沿科技信 息融合到 MATLAB 教学中，强化学生 的专业知识，培养学生对科学研究的兴 趣，在 MATLAB 教学中启发学生的创 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 新意识。 5.由简到难，融入算法分析思想， 启发学生利用多种技术和优化算法解决 问题。MATLAB 语言对循环语句的处 理速度比较慢，进一步考虑能否用矢量 或矩阵运算的方法直接解决。例如，可 以利用 for 循环实现傅立叶变换的定义 式，并画出频谱图。然后利用向量内积 形式取代循环结构，实现傅立叶变换， 其执行时间明显减少。最后再介绍利用 MATLAB 语言的内部函数 FFT 实现快 速傅立叶变换。很多电子和通信专业的 研究生在本科阶段没有掌握足够的计算 机知识，甚至不清楚递归和迭代的概念。 在授课过程中，可以结合具体例题或案 例，给学生讲授相关知识，提高学生的 自主编程能力。在布置编程作业时，有 意识地强调学生必须使用不同的方法或 指定某些方法来实现等，让学生理解程 序设计语言作为一种工具，必须不断追 求更好的使用效果，而不能仅仅以解决 当前问题为目标。可以基于如下两点考 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 虑在 MATLAB 语言教学中融入算法设 计内容：其一，MATLAB 编程和调试 比 VB 还要简单，比较易学易用，学生 可以有更多的时间去设计和分析算法； 其二，电子通信专业的学生对算法设计、 数据结构等计算机方面的知识了解不多， 掌握不够，需要补充这方面的知识。 6.优化课程考核方式。不能只考 核学生对知识的理解程度，还要考核学 生是否具备分析和解决新问题的能力， 优化课程考核方式能够高学生的创新能 力，把学习重点和注意力迁移到对知识 的消化、发展和创新上，同时把学生在 平时学习过程中的表现作为成绩考核的 内容之一7。为了能真实客观地考核学 生运用知识和创新能力水平，增加了上 机考核项目，以考核学生的实际动手能 力。 三、MATLAB 课程教学效果反 馈 通过与高年级在校本科生座谈、 和硕士毕业生邮件沟通的方式，了解学 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 生对语言类课程教学的想法和建议。从 我校学生的反馈结果看，学生对 MATLAB 的教学效果持肯定态度，多 数学生希望能进一步提高实践类课程的 授课学时。连续对 2014 届和 2015 届电 子与通信类硕士毕业生论文答辩做了跟 踪调查，学生在完成毕业论文期间，都 不同程度地使用了 MATLAB 软件。近 几年，我校研究生 MATLAB 语言应用 能力逐年提高，学生踊跃报名参加了全 国数学建模竞赛、电子设计竞赛、挑战 杯科技作品竞赛、智慧城市技术与创意 设计大赛等各类创新创业比赛，取得了 不错的成绩。在已经公布成绩的 2016 年研究生数学建模竞赛中获得国家三等 奖 2 项，2016 年华为杯