MATLAB在大学物理教学中的应用探索

高慧昀 王晓丽

（毕节学院 物理科学与技术学院，贵州 毕节551700）

0 引言

MATLAB 数值软件是一种集数学运算、符号运算、可视化建模、仿真和图形处理为一体的应用软件。 将MATLAB 软件引入大学物理教学中，可以使抽象、复杂的问题简单化，具体化，同时也可以获得物理问题解的图像[1]。 笔者拟探索在大学教学中利用MATLAB 数值软件来实现大学物理的可视化教学，从而提高大学物理教学质量[2-5]。

1 传统大学物理教学现状分析及引入MATLAB 的优势分析

1.1 当前大学物理教学现状分析

笔者根据近年来大学物理教学经验，注意到传统大学物理教学注意培养学生严格、严密、严谨的精神，使学生获得扎实的理论基础，但是存在以下三个方面的问题: 一是，所学内容主要以数学推导为主，学习兴趣不高；二是，课堂上不太容易听懂或者听得懂课后作业却很难准确求解；三是，很难理解大学物理解的物理意义，不太容易与实际物理问题对应起来。

1.2 MATLAB 引入大学物理教学的优势

采用多媒体课件和板式教学相结合的教学模式、充分发挥数学软件和大学物理的可视化教学模式在大学物理课程教学中的应用。 可以向学生传达更多更新的教学内容、展示出该课程更丰富的物理现象，将学生的注意力转向对物理现象的理解和应用中，激发学生的学习探索兴趣，从而提高教学质量。

1.3 MATLAB 在大学物理教学中应用的注意事项

MATLAB 在数学物理方程教学中的应用须注意如下几个方面：在使用MATLAB 求解大学物理问题前，一定要先利用课外时间使学生自学通晓基本的MATLAB 软件常识；课前要用MATLAB 制作一些课件； 教学中应该注意MATLAB 只是作为大学物理教学的辅助， 在适当的教学环境下灵活应用，才能达到理想的教学效果。

2 MATLAB 在大学物理教学中的应用

例：在讨论抛体运动时，由牛顿第二定律，可得：

max==-kvx

may=m=-mg-kvy

接下来可以使用MATLAB 命令获得不同速度、不同阻力系数下的模拟图像：

图1

MAT LAB 命令如下：

这里取g=9.8m/s2，v0=10m/s，m=2kg

从上面举例可以看出，通过调整方程中的参数可以形象获得各种情况下的模拟图形， 并可以得到相应的数值坐标。这便于更好地理解在不同情况下考虑阻力的平抛运动的物理意义。

3 小结

本文通过MATLAB 在大学物理教学中的实例分析将MATLAB 引入教学，运用MATLAB 数值求解方程，再将数值计算结果作图，可以展现出公式的物理图像模型，使其变得更直观、形象。 MATLAB 软件的引入不仅增加了教学的多样性，而且可以激发学生的学习兴趣，为大学物理教学质量的提高提供了一些依据。

［1］张志涌.精通MATLAB[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.

［2］裴慧霞,文黎巍,支联合.MATLAB 在大学物理教学中的应用[J].周口师范学院学报,2010,3,27(2).

［3］徐金明.MTALAB 使用教程[M].北京:清华大学出版社,北京大学出版社,2005,7.

［4］刘来福.用MAPLE 和MATLAB 解决科学计算问题[M].北京:高等教育出版社,1999.

［5］吕良军,杨盛用.MATLAB 在基础物理中应用的几个实例[J].黄河水利职业技术学院[J].中国科技信息,2008(19).