探析matlab教学中任务教学法的应用

周本海

摘 要： Matlab作为一款功能强大的高级工程计算语言，被广泛应用于工程科学领域的分析与决策中，是工科学生必修的一门课程。本文提出matlab教学过程中的新型教学模式——任务教学法，分析任务教学法在matlab学习中的重要性，并将任务教学法分为任务设计、分析及完成几个层面进行深入分析，为提高学生的科学素养提供理论依据和实践指导。

关键词： matlab 工学 计算 任务教学法

1.引言

Matlab作为一款功能强大的高级工程计算语言，被广泛使用，同时是高校工科学生的一门必修课。Matlab作为当前科技和工程界最流行的四大数学软件之一，可用于算法设计、数据可视化、数据分析及数值计算等应用。应用范围十分广泛，如信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、仿真、财务建模和分析及计算生物学等众多领域。在计算方面，matlab更倾向于向量及矩阵运算，比传统的C，C++语言实现起来容易得多。这些计算式工程和科学基础，计算起来非常便捷。

正因为Matlab在工程领域有着巨大的计算能力，因此在工科院校中，matlab成为一门必修课程。本文提出matlab的任务教学法，分析任务教学法在matlab学习中的重要性，并将任务教学法分为任务设计、提出、完成及评价几个层面进行深入分析。

2.关于Matlab教学任务的设计

任务设计是任务驱动式教学法的核心，要求体现任务的层次性的同时，对知识点进行包容。教师在课程规划伊始，可以依据课程深入程度，按单元型和开放型两种类型进行任务归纳，单元型为教学中必须完成的基本任务，开放型为自主性强的设计任务。教师可以在教学中传授任务的基础知识及基本要求，让学生在课余时间完成任务，主要发展学生自主创新意识，深入领会任务的核心内容，督促其自主提出相应任务。

教师在Matlab课程教学中，可以尝试性地设计三个单元型任务，单个任务含一章或两章教学内容，单个单元型任务包含多个子任务，子任务对应章节中相应知识点。除单元型任务教学之外，还可以设计两个开放型设计任务，对课堂知识进行温故知新，通过实践操作深化对概念的理解。在开放型任务中，促进学生用创新性思维及方法解决、分析问题。

另外，在Matlab教学中，因其内容非常复杂，应与学科教学内容相结合，对课程群的设立创建统一的指导原则。比如，在控制系统设计与分析课程的任务中，让学生利用Matlab工具对控制系统进行仿真，加深对控制系统的直观理解。

3.Matlab教学中任务分析与完成

教学中，任务的分析与完成是师生互动的过程，教学任务的展开可以具备多样化形式，我们在教学及实践中对学生进行适当指导、示范，最终目标是让学生具备自主构建知识体系及创新能力。具体有如下几种教学方式促进学生培养这种能力。

（1）在教学中进行引导，促进学生多元化思维、探索性思维的形成。比如：在对subplot（）函数的应用进行教学时，可以让学生通过help subplot命令对subplot的概念有所了解，运用其绘制多个均匀分布的子图；然后提出新要求，就不均匀分布子图的产生对学生进行启发，引导其通过多种途径解决问题。一是通过其他函数调用方式解决此任务；二是使用图形窗口中的轴控件工具对多个图轴进行定制。

（2）在教学中多举示例，使学生快速掌握任务中的解题方法和细节问题。比如，在绘制三维曲线图的教学中，可以先展示一组三维动画，对三维绘图的构成任务通过分解的示例程序进行展示，让学生体会到三维绘图的基本方法。

（3）引入讨论交流方式，学生通过对不同观点的讨论，培养对知识点的深入探究能力。比如，在信号发生器的编写任务中，通过多种方式产生信号，教师引导学生进行讨论流，对每种信号产生方式的优缺点进行分析。

（4）利用多种平台引导学生深入分析问题的能力，多种方式解决问题的能力。在学生完成开放型任务时，教师在课余增加答疑时间，利用教学平台进行师生在线互动，利用微信等通讯工具对学生进行即时指导，鼓励学生利用网络论坛与校外专业人士进行交流。

（5）通过分组合作模式完成大难度系数任务。小组成员间进行充分研讨及交流，有助于学生团队协作能力及创新科研能力的培养。在实践中，可以根据学生的差异化需求，由任务小组成员协商提出任务，教师认证任务方案，并在学生实施任务的过程中充当辅助角色，适当提高任务难度，培养学生以工程观点、全局观分析任务，增强学生创新思维能力，为以后学习及工程实践培养良好的思维能力。

4.结语

本文在matlab教学过程中使用任务教学法，通过对教学任务的设计、分析和完成对任务教学法进行深入分析。

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