彭国晋

摘 要 本文对高级编程语言MATLAB的特点展开研究，结合我校（梧州学院）通信工程学生情况和实际的教学经验，阐述了对“MATLAB程序设计与应用”课程的课堂内容设计、上机实践以及考核方式的见解，同时举例说明MATLAB数值分析这一章节的教学和实践设计。

关键词 MATLAB 教学改革 数值分析

中图分类号：G542.0 文献标识码：A

MATLAB在数学建模、算法和系统仿真和数值分析具有较强的优势，其广泛应用于工程计算、信号处理、图像处理、通信等领域。一般，学生具有C语言基础，MATLAB入门较容易，但要精通MATLAB的所有功能极其不易。所以学时有限的情况下，在MATLAB教学过程中根据专业或研究方向专注某一功能的学习，可以达到事半功倍的效果。

1 “MATLAB程序设计与应用”的教学设计

在程序设计类课程的课堂教学中，老师往往遵循先语法，其次分析，最后編写程序这一步骤的教学过程，然而枯燥的语法语句分析让初次接触该课程的学生觉得乏味，造成学生学习动力不足和积极性不高等问题，所以如何提高学生学习的兴趣是首要解决的问题。

首先，根据学生的专业，向学生展示MATLAB在专业方向的应用实例，带给学生直观的感受。例如数值分析中线型方程组的求解为例，结合电路分析如动态电路网孔方程的求解，让学生切身体会到MATLAB对课程的辅助作用；在学生MATLAB矩阵时，结合数字图形处理中图像的表示方式，学生可以体会到图像就是矩阵，对矩阵操作就是对图像的操作；在学习Simulink仿真时，可以先讲解常见的通信系统如普通AM调制解调，了解其应用，使学生可以对仿真软件有一个清晰的认识及其作用。在讲解内容之前，需要首先抛开枯燥程序的讲解和分析，让学生先认识该章节的作用以及对课程的作用。

在教学设计中，我们采用“倒叙”的方法，对知识进行讲解，具体采用的做法如下：

（1）在开始讲解内容之前，向学生抛出一个问题，进而引导学生对知识的回顾并且思考解决方案；

（2）引出应用实例，引导学生利用MATLAB进行分析并解决；

（3）最终引出新知识，让学生对知识有一个直观的认识和理解。

2课程的倒叙教学法

以求解方程组为例，具体阐述倒叙教学法在MATLAB程序设计与应用这门课程中的应用。

步骤一：抛出网孔法求解电路中电压和电流，列出线性方程组；

已知如图1所示的电路，已知：R1=2欧，R2=4欧，R3=12欧，R4=4欧，R5=12欧，R6=4欧，R7=2欧。如果US=10V，求i3，u4，u7。

图1：电路图

步骤二：首先让学生思考这个电路图如何获得环路电流i3，电压U4和U7，利用网孔法列出方程组；

（R1+R2+R3）iaR3ib=us

R3ia+（R3+R4+R5）ibR5ic=0 2.1

R5ib+（R5+R6+R7）ic=0

可简写成矩阵形式AX=BUs

其中，和

进而得到i3=iaib，u4=ib*R4，u7=ic*R7

步骤三：针对此问题，引出新知识

MATLAB求解线型方程组有三种方法：

（1）左除法：X=A＼B

（2）求逆法：X=inv（A）*B

（3）linsolve函数求解：X=linsolve（A，B）

引导学生利用MATLAB编程实现线型方程组的求解，编程实现如下：

Clc

Clear

R1=2；R2=4；R3=12；R4=4；R5=12；R6=4；R7=2；

A=[R1+R2+R3 R3 0；R3 R3+R4+R5 R5；0 R5 R5+R6+R7]；

Us=10；

B=[1 0 0]*Us；%向量的转置

X=inv（A）*B；

ia=X（1）；

ib=X（2）；

ic=X（3）；

i3=iaib；

u4=ib*R4；

u7=ic*R7；

通过以上实例的讲解，学生可以理解建模的过程以及线型方程组的求解。

3结语

我校“MATLAB程序设计与应用”课程共51个学时，每次3课时，共17次课。学生课堂上有充分的时间进行上机实践，同时对每次实验进行验收，统计成绩。期末进行考核时，采用上机+笔试双管齐下，检验学生的学习效果，根据考试成绩全班通过率在80%以上。同时利用倒叙法进行教学，学生对以前知识点进行很好的理解和复习，使课程之间融会贯通。

基金项目：基于电子设计竞赛的电子类专业创新型人才培养模式研究与实践（Wyjg2016B008）。

参考文献

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[3] 徐庆宏，邢灿华，林健. 应用型本科MATLAB教学改革与实践[J]. 科教文汇（下旬刊），2015（02）：79-80.

[4] 白育堃. Matlab程序设计教改实践[J]. 新校园旬刊， 2016（10）：86-87.endprint