MATLAB辅助高中数学教学的应用研究

摘要：在“互联网+”时代，信息技术的广泛应用正在对数学教育产生深刻影响.MATLAB高效的数值计算功能和强大的可视化功能，能够很好地服务于数学课堂，提高教学效率，优化课堂教学.本文中运用MATLAB软件求解一元线性回归模型和探索椭圆的简单几何性质，从而在教学中落实数学建模素养和直观想象素养.

关键词：MATLAB；数值计算；可视化

教育部在《普通高中数学课程标准解读（2017年版2020年修订）》中指出：“应注重信息技术与课程内容的整合.”而MATLAB是一款与数学密切相关的算法软件，它可以使抽象的数学问题形象化，使抽象的数据、符号可视化，充分展现数据与符号的内在关系，加深学生对数学问题的理解.

1 MATLAB在高中数学教学中的应用价值

1.1 迎合新型数学教学理念的发展趋势

在“互联网+”时代，信息技术的广泛应用正在对数学教育产生深刻影响.因此，教师应重视信息技术的运用.MATLAB可以很好地服务于数学课堂，让学生将更多的精力投入到定性和定量地分析问题、探究数学问题的变化规律上.MATLAB的使用是许多大学专业必须掌握的技能，例如，数学专业、工科专业等.因此，在高中数学教学中融入MATLAB，对学生以后大学专业的选择和课程学习也有帮助.

1.2 培养学生的数学建模素养

在数学建模中，最常用的软件就是MATLAB.MATLAB能够准确地画出图象，制作动图.其中，MATLAB高效的数值计算功能和强大的可视化功能，也为教师借助MATLAB更有效地进行课堂教学提供了思路.将MATLAB融入到高中数学教学中，其丰富的指令、数值计算功能可以更高效地处理大量数据，减少教师和学生求解模型、验证模型的时间，将更多时间留给建立和理解模型上；其绘图功能，可以快速准确地画出图形，直观地呈现模型，帮助学生更好地直观感受和分析理解模型，从而提高课堂教学效率，提升学生的数学建模素养.

1.3 培养学生的直观想象素养

数学是一门抽象的学科.传统的数学课堂中，数学思维能力较弱的学生往往跟不上课堂节奏，从而导致学习效率低下，课堂有效性不高.如何改变这一现状，直击教师难教、学生难学的痛点，可视化无疑是一个重要选择和可行策略.MATLAB拥有的绘图功能，可以快速准确地画出图形，直观地呈现模型.通过MATLAB软件就可以实现数学图象的可视化和形象化，从而建立数与形的联系，借助几何图形描述问题，借助几何直观理解问题，提升学生数形结合能力和空间想象能力，进而提升直观想象素养.

2 MATLAB在高中数学教学中的应用实例分析

本文中运用MATLAB软件的计算功能和可视化功能求解高中数学教材中几个典型例题，以期提高学生的解题效率，加深学生对数学知识的理解.

2.1 MATLAB计算功能的应用

问题1 近期，东莞公交公司分别推出支付宝和微信扫码支付乘车活动，活动设置了一段时间的推广期，由于推广期内优惠力度较大，吸引越来越多的人开始使用扫码支付.某线路公交车队统计了活动刚推出一周内每天使用扫码支付的人次，用x表示活动推出的天数，y表示每天使用扫码支付的人次（单位：十人次），统计数据如表1所示：

根据表中的数据建立一个数学模型，分析每天使用扫码支付的人次与活动推出的天数之间的关系，并求y关于x的回归方程.

程序：

3 总结

在科技高速发展的大背景下，高中数学教学与信息技术深度融合已经是必然趋势.通过本文的实例分析可以看出，MATLAB的可视化功能有助于提高学生认知水平，能将数学中“看不见摸不着”的变化规律，直观地展现在学生面前，让学生有迹可循，从而提高课堂学习效率.MATLAB的计算功能可以帮助学生提高运算效率，减少人为重复的运算，还可以检验结论的正确性.因此，MATLAB软件在数学教学中的应用研究具有重要意义.