MATLAB在初中数学课堂中应用的探究

崔海军

国外，MATLAB则是中学生必不可少的计算学习工具，甚至是从本科生到博士生仍然常用到一项基本技能。因此，这种应用性强的工具，正应该被推广，在国家培养应用型人才上发挥更大作用。让中学学生学会使用MATLAB，一方面对于他们中学数学的概念和性质的理解大有帮助。另一方面，它強大的应用性对于中学的数学建模课程的发展至关重要。

一、如何使MATLAB融入初中数学课堂

数学实验课最明显的一个特点就是以学生为主体，教师根据课题设计实验的内容和目的，设计实验形式。MATLAB融入中学课堂的第一步就是应该融入数学实验课中。现在大多数数学课也只是停留在形式上，或者使用的工具基本上是几何画板。想要打破这种局面，需要解决两个实际难题：一个是怎样使数学实验课脱离形式化？第二个是怎样处理现如今几何画板在数学实验课上的绝对优势？

针对第一个难题，要想数学课脱离形式化，首先要思考为什么导致数学实验课的形式化。其中一个最主要的原因是初中数学的应试化。传统课堂很难解释不同数学知识系统联系在一起之间所体现的理论本质。因此初三复习时，一方面学生很难快速地将以前看似零散的知识点串联起来去分析和解决问题；另一方面，教师也会感受到就算花了更多时间去培养知识点的综合运用，也达不到预期的效果。既然在现阶段甚至今后的短时间内我们无法改变中学数学的应试化，那就先依据这个特点将数学实验课融入平时的解题训练中，其中最符合的就是融入专题探究以及训练当中，通过小小的实验先让学生认识到知识点的本质，逐渐培养学生多思维。比如：在探究二次函数y=ax2+bx+c中a、b、c对函数的图像与性质影响时，可以采取计算机技术将函数图像形象地表示出来，甚至将其做成动态图形，要求学生根据情况写出探究报告。其次，根据报告结论同样利用计算机转化为代数语言，从而体会到数形结合的全方面。此外，数学实验课做到在教学过程中多变性，教师根据教学需要适当变动，逐步使学生意识到数学实验应用的重要性。

第二，要正确认识几何画板在中学数学的地位。毋庸置疑，几何画板尤其对于数形结合思想的培养至关重要，但不能完美地解决中学数学的每一个知识点。比如函数的图像与性质、统计中的数据分析、方程和不等式等等问题，还是需要强有力的代数和逻辑思想才能为其锦上添花。而MATLAB依托矩阵这一高等的代数工具，可作为弥补几何画板不足的首选。

MATLAB与算法、统计学、概率与计算机技术有着紧密联系，更能体会到计算机带来的技术改革。充分发挥MATLAB的数据处理能力。算法语言主要考察学生的逻辑推理能力。在刚刚学习语言结构时，不少学生会对这种新兴的符号感到不知所措，而MATLAB语言的简单精练，而且MATLAB将把每一步的数据保存下来，易于在教学中拆解，MATLAB众多的数据拟合函数能精准还原相关关系的代数意义，从而反映和指导实际生活生产，学习数学的意义便在于此。

二、MATLAB在初中数学教学应用上的思考

1.简化结构体系

将MATLAB引进初中数学课堂，要简化结构体系，加强对青年教师信息化技术教学的培训，给一线教师搭建信息化教学学习平台，提供资源与技术支持，方便教师学习信息化技术应用教学。其次，要符合中学生的认知规律，侧重于教师引导学生运用软件处理数据，让学生感受现代技术处理数据的力量，并激发学生学习热情。

2.补足实验课短板

几何画板在处理平面几何问题上，起到将复杂几何图形直观化的作用，且广泛被初中数学教师所接受，其优势不言而喻。教师要整合初中阶段数学实验课内容，哪些内容用MATLAB辅助更具有优势，要与几何画板形成优势互补，共同提升中学生的数学思想能力。

3.与生活实际相结合

MATLAB软件主要用于数据处理、无线通信、图像处理和量化金融等等方面，初中数学内容也会涉及生活中的方方面面，教师引导学生紧跟时代步伐，将数学应用到现实生活的问题解决中去，让学生感受用数学的观点去描述世界，丰富学生对数学的认识，体会数学在人的发展过程中的价值。

【注：本文系中山市2020年度教育科研青年课题“动态几何软件与初中几何教学设计整合的研究”（课题编号：C2020087）阶段性研究成果】

责任编辑  黄博彦