基于MATLAB软件的财经类数学专业数值分析课程教学改革实践
MATLAB GUI设计在数值分析实践教学中的应用4页word文档
MATLAB GUI设计在数值分析实践教学中的应用基金项目：本文系广西教改工程2011年项目（项目编号：2011JGA055）的研究成果。
“数值分析”主要介绍科学计算的基本理论与基本方法，联系着非常广泛的背景领域，具有突出的多学科交叉特征，是所有从事与科学计算有关的科技人员都必须掌握的重要数学工具。
该课程是信息与计算科学专业、数学与应用数学专业一门主要的专业基础课，很多工科专业也把它作为一门必修课。
“数值分析”课程教学包括理论教学和实践教学两大部分。
实践教学作为课程教学体系的重要组成部分，与理论教学相辅相成、相互促进、互为补充。
必须采取切实有效的措施，使理论教学与实践教学有机融合、协调发展。
“数值分析”实践教学包括两类：课程实验和课程设计。
“数值分析”课程实验是随堂实验，主要是在“数值分析”理论课教学过程中安排适当的课时对某些重点、难点教学内容进行验证性、操作性、训练性的实验或操作，通过这些实验或操作加深学生对理论课程所涉及的知识、技能和方法的理解，为开展综合性实验打下坚实基础。
“数值分析”课程设计则在完成理论课教学后，就某些专题内容进行综合训练，着重培养学生的实践动手能力，提高学生综合分析问题、解决问题的能力，形成初步的科研意识，激发学生的科研潜能。
“数值分析”是一门理论性和实践性都很强的课程。
大力加强“数值分析”实践教学，是由“数值分析”课程性质、特点所决定的，是推进“数值分析”课程教学整体改革的必然要求。
要有效提高“数值分析”整体教学效果，既要加强理论课的教学，也重视实践课的教学。
要提高“数值分析”实践教学成效，必须借助恰当的工具和方法。
MATLAB的主要特点之一就是将高性能的数值计算和结果可视化有效融合。
利用MATLAB GUI设计非常方便实现计算结果的集成化和可视化，提高计算结果的直观性和可读性。
MATLAB GUI设计为“数值分析”实践教学提供了理想实验平台。
所谓GUI是指图形用户界面（Graphical User Interfaces），就是通过窗口、菜单、按钮、文字说明等对象（Objects）构成一个美观的界面。
MATLAB课程教学改革与实践
MATLAB 课堂教学的目的和任务主要是使学生理解 MATLAB 的数据类型、矩阵输入、语法结构及基本操作方法，使学 生掌握基本的数值计算、符合运算方法和二维、三维绘图 方法，能利用 Simulink 软件进行较简单的系统建模仿真处 理，并会使用相关工具箱，为后续课程的学习、工程设计 和科学研究打下基础。辅导教师既要考虑教学目的、教学 内容和教学课时，又要注重学生的兴趣爱好和可操作性。 因此，对 MATLAB 的课堂教学内容和知识结构进行总结和优 化，项目任务可以合理配置如表 1 所示，每周一讲（四学时）， 共计 32 学时；未完成的教学内容作为课后作业，要求学生 自学实践，并作为期末考核的主要内容之一。
１ 前言
MATLAB 是美国 The MathWorks 推出的优秀数学软件， 现已发展为一种多学科、多工作平台的大型工具，应用非 常广泛，很多高校将其设置为专业必修课程。但多数高校
教学课时分配较多、教学考核不严谨、学生学习效果很不 理想。由此提出任务驱动式教学方法，指导思想是“自学 为主、教授为辅，实践为主、理论为辅”，课堂上将实例 和小项目进行合理配置，由学生主动上机操作，教师旁观 辅助，共同完成教学任务。
10.3969/j.issn.1671-489X.2018.06.083
ＭＡＴＬＡＢ 课程教学改革与实践 *
◆朱高峰 张艳蕾 梁平元
课程整合·
摘 要 将任务驱动式教学方法灵活运用在 MATLAB 课程教学中， 对 MATALB 课程教学内容进行归纳和优化，举例说明具体任务 的教学过程。实践证明，任务驱动式教学方法能显著提高学生 学习积极性和学习能力。 关键词 任务驱动式教学方法；MATLAB；教学改革；建模仿真； Simulink 中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2018)06-0083-03 Teaching Reform and Practice in Course of MATLAB//ZHU Gaofeng, ZHANG Yanlei, LIANG Pingyuan Abstract The task-driven teaching method is flexibly used in MATLAB course, the content of MATALB curriculum teaching is summarized and optimized, for example, and the specific teaching task is illustrated by examples. Practice shows that the task-driven teaching method can improve students' enthusiasm and learning ability. Key words task-driven teaching method; MATLAB; teaching reform; modeling and simulation; Simulink
MATLAB在数值分析课程教学改革中的作用
Total.379March 2017（A）The Science Education Article Collects总第379期2017年3月（上）MATLAB 在数值分析课程教学改革中的作用袁利军曾静（重庆工商大学数学与统计学院重庆400067）中图分类号：G642文献标识码：ADOI ：10.16871/ki.kjwha.2017.03.025作者简介：袁利军（1982—），男，副教授，博士，主要从事计算数学教学与科研工作；曾静（1983—），女，副教授，博士，主要从事优化理论教学与科研工作。
摘要除了掌握基本的数值分析理论外，数值分析教学的主要目的是培养算法设计能力、编程能力和解决实际问题的能力。
要实现这一目标，最好手段就是将MATLAB 融入到数值分析教学中。
关键词数值分析科学计算MATLABKey Role of MATLAB in the Teaching Reformulation of Numerical Analysis //Yuan Lijun,Zeng JingAbstract Except the main theory results,the aim of teaching nu-merical analysis is to develop the abilities of design algorithms,programming,and solving real scientific problems.To achieve this,the best way is to use the help of MATLAB software.Key words numerical analysis;scientific computation;MATLAB1前言数值计算是继理论分析和科学实验之后科学研究的第三大方法。
与数值计算所对应的课程是数值分析（又称为计算方法或数值计算方法），它主要研究各类数学问题的数值求解方法以及理论分析，是数学类专业和很多理工科专业必修的一门课程。
基于Matlab软件的教学改革
技术创新53基于M a t l a b软件的敎学改革◊宝鸡文理学院电子电气工程学院张文娟陕西地方电力（集团）有限公司宝鸡供电分公司王晓娟信号处理是一门应用与实践相结合的课程，抽象概念采 用传统教学方式很难讲解，影响学生学习的积极主动性。
结合Matlab软件，本文以滤波器的设计为例，将单一表达式转换成图像，不但简化了公式推导过程，而且实时直观的显示 不同初值产生的结果，帮助学生理解专业课知识，能够达到 更好的教学效果。
1概述数字滤波器是信号处理的重要基础，在对信号的过滤、检测与参数估计等处理过程中，它是使用最为广泛的一种线性系 统[1]〇数字滤波器的输入信号为离散序列，其输出是经过相应数字滤波器的数学运算的另一组数字序列。
数字滤波器的数学运 算通常有两种现实方式，一种是时域分析法，另一种是频域分 析法[2]〇时域分析法是通过对离散抽样数据腿分运算来达到滤波目的；频域分析法是利用快速傅里叶变换对输入信号进行离 散傅里叶变换，分析其频谱，根据频率特性进行滤波，如果需 要提取时域信号，可利用傅里叶反变换陝复时域信号p]o 信号本身比较抽象，它随着时间的变化而变化，每个模块 又具有不同的功能，输出信号各不相同，可以借助Matlab软件实 时绘制各模块的输出结果，相比传统教学方法，不再抽象难懂，理论和实际紧密结合，弥补了因复杂的数学推导降低了学 习信号处理课程的兴趣。
Matlab是由MathWorks公司推出的用于 数值计算和图形处理计算的系统环境[4~5]。
Matlab工具箱为滤波 器的设计应用提供了丰富而简便的方法，如函数方法和图形工 具方法等，为滤波器的实现简化了繁琐的程序设计'2滤波器的设计原理完成滤波器的设计。
滤波器可以分为数字滤波器和模拟滤波器。
根据滤波器的 功能又可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻 滤波器。
滤波器的理想幅频响应如图1所示。
11//丨:，丨/則(a)理想低通滤波器 （b)理想高通滤波器V则■^|.|- l?J, ■».■AS,」(c)理想带通滤波器 （d)理想带阻滤波器图1理想滤波器的幅频响应根据图1中的四种理想滤波器的幅频响应可知，低通滤波器 的设计是其他几种滤波器的设计基础，即都可以转换为低通滤波器的设计。
基于MATLAB的数值计算方法课程教学研究-最新教育资料
基于MATLAB的数值计算方法课程教学研究随着科技的飞速发展，各工程领域与数学的关系愈加密切，数学应用的广度和深度在现代科技发展中体现的愈加明显。
数值计算方法作为利用计算机求解数学问题的学科，是实现实际工程问题的一种重要基础手段。
因此，在大学教育阶段开设数值计算方法课程是非常必要的，而这不仅要求学生理解相关的数值计算的理论知识，还要会利用这些理论知识解决实际问题。
基于长期的教学实践体会，在数值计算方法课程中做好理论传授和实践能力培养这两个环节变得异常重要。
同时，随着科技的不断进步，与数值计算方法相关的软件层出不穷，如何合理的加以利用，是该课程教学过程中必须探讨的课题。
该文以具体教学过程为例，介绍了数学软件MATLAB在提高课堂教学质量中的具体操作。
1 MATLAB介绍MATLAB是由MathWorks公司1976年出品的软件系统，包含科学计算、可视化以及交互式程序设计等计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计等领域提供全套解决方案，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB的语法简单，编程易于实现，其强大的数值计算功能，基本涵盖了高等数学中的所有运算。
经过多年发展，MATLAB已成为最优化理论，神经网络，计算机模拟仿真等现代学科的基本教学软件，是众多科研工作者的必备工具。
2 数值计算方法课程教学特点与难点分析2.1 涉及范围广数值计算方法是面向理工科各专业的基础课程，包括误差分析，插值法，数值微积分，矩阵计算，数值代数，微分方程数值解法等领域，涵盖大学数学的各分支，内容广泛。
该课程具有知识结构分散、知识面跨度大、知识要点繁多等特点。
因此，本门课程的讲授面临诸多困难，要想对每一种数值解法都做深入研究是不现实的，只能介绍部分经典方法的相关理论。
如何在讲授完主要理论后将其应用于实践，是个大难题。
2.2 公式推导多任意一本数值计算方法教材上的理论都过于复杂，给人的感觉就是这门课一直讲算法，传统的课堂上也以理论推导为主，如此很难有效的调动学生主动学习的积极性。
应用型本科院校“数值分析”的教学改革研究——以MATLAB软件为教学平台
。本刊重稿 ｏ
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ Ｔ Ｏ Ｎ
２１ ０ ２年 第 ３期
应用型本科院校“ 数值分析” 的教学改革研究
以 ＭＡ Ｌ Ｂ软件 为教 学平 台 ＴＡ
孙 梅 兰 谢 进 程玲 华 （ 肥学 院 安徽 合 肥 ２ ０ ０ ） 合 ３ ６ １
【 要】 摘 文章从本科应用型院校的人才培养 出发 ， 学观念 、 学内容 、 学环节等方 面探讨 了基 于 ＮＡ Ｌ Ｂ的数值 分析教 学改革与 从教 教 教 ＩＴ Ｔ Ａ 数值分析 ； 应 ＭＡ Ｌ Ｂ； 教学改革
随着我国市场经济的不断完善和科技文化的快速发展 ． 各行 数在逐 年增加 但是随着经济和社会 的发展， 社会 该课程 的经典教 学内容 需要在教学 内容方 面采取一 各业需要大批不 同规格和层次 的人才 高等教育教学改革的根本 目的 已不能适应各个专业 的培养要求 。为此， 进行该课 程教学 内容优化研究具有很强的实 际 是“ 为了提高人才培养 的质量 ， 高人才培养质 量的核心就 是在遵循 些针对 性的改 革措施 提 教 育规律的前提下 ． 改革人才培 养模 式 ． 培养 人才培养方 案和培养 意义。 使 途径 ． 地与人才 培养 目标及 培养 规格相协 调 ． 更好 更好地适 应社会 的 ２ 数 值分 析课程存 在的问题 ． １ １ 教学内容 很多． ） 但教学时数相对较少 需要 ” 。 市场经济 的发展要求高等教育能培养更 多的应用型人才 ．所谓 数值分析课程 内容较 为丰富， 包括了数值逼 近、 数值代 数、 微分方 应 用型人才是指 能将 专业知识 和技能应用 于所 从事 的专业社 会实践 程数值求解等 多种数值 方法 学生 在学 习课 程之前必 须在掌握 好几 ， 的一种专 门的人 才类 型 ． 是熟练掌握社会生产 或社会 活动一线 的基础 门基础课程如微积分 、 线性代数 、 常微分方程等 ， 否则很难深刻理解该 知识和基本技能 ． 主要从事一线生产 的技术或专业人才＿ ｌ 】 课 程教学 内容 。因此 彳 多学校将该课程 的开设 时间定 在大学 ２ 艮 年级 应 用型人才 培养模式 的具体 内涵是 随着 高等教育 的发展而不 断 或者 ３ 年级 由于该课程 属于数学类课程． 不可避免 地会 出现一些抽 发 展的“ 应用型人才 培养模式是 以能力为 中心 ． 以培养技术 应用型专 象的数 学理论 ． 该课程 中包含 多种数值计算方法 ， 但是随着课程设置结 门人才为 目 的” 本科应用型是本科层次教 育． 标 。 既有着普通本科教育 构的调整， 程教学 时数 却不断地减少。 以有 些算法不可能细致地 该课 所 的共性 。 又有别 于普通本科 的 自 身特点 ． 它更加注 重的是实践性 、 应用 讲解． 只能讲 一些基本 的思想． 如果数学 基础不太 扎实 的话 。 学生 听课 性 和技 术ｌ 。有人认为 ， 陛 “ 后劲足 、 上手快 ”即基 础知识 比高职高专学 的效果 就会很 差 ， 生深厚 、 实践能力 比传统本科生强 ， 是本科应用 型人才最本质 的特征 。 ２ 实验和课 程设计 教学课 时相对 理论教 学偏少 ） 本科应 用型人才培养模 式是根据社 会 、 经济 和科 技发展 的需要 ， 在一 由于数值分析课程 的一个显 著特点是面 向计算机 周 此 在进行理 定 的教育 思想指 导下 ， 人才培养 目 、 标 制度 、 程等要素特定的多样化 论课教学时必须有 配套的实验和课程设计教学． 才能使学生真正 过 这样 组合方式 。 理解和掌握算法， 能体会 它的实用性 。而 旧的教学方 式却 是对各种 并 在此 背景下 ， 教学改革必将进入一个新 的高潮。如何对数值分析 数值计算方法 的原理 重点讲解， 比如算法 的设 计、 误差分析 ， 而学生 的 课程进行教学改革， 构建应用 型人才培养 目 标要求 的课 程体系， 是一个 动手能力训练却被忽 略了 尤其是在理论课课 时不 断减少的情形下 ， 迫切需要研究与实践 的课题 。笔者在多年讲授“ 数值分 析” 基础上 ， 对 实践教学课时更显得不 足． 一来造成 的后果是学生表 面上理解 了 这样 应用型本科 院校 基于数学软件 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ的“ 数值 分析” 教学改革作 了 教材中的数值 计算方 法。 是一遇到实际问题还是不能独立地求解 。 但 思考与研究 ３ 教学内容 过于数 学化 ． ） 学生学习积极性 不高 由于合肥 学院是应用型本科 院校 ， 很多学 １ 数 值 分 析 教 学 观 念 改 革 生数学基础不 够扎实 ． 害怕学数学 ． 特别是 数值分析课 程属于 数学类 理论性和抽象性都很 强 例如在讲解拉格 朗如插值 函数的误差 “ 数值分析 ”是研究各种数学 问题求解 的数值计算 方法及其理论 课程， 用的就是数学 分析 中洛尔定 理。 并结合辅 助函数的构造才得到 的－ ｆ课程１ － ｑ ２ １ 。在理 、 工科数学类科 目 教学体 系中 ．数值 分析” “ 起着承 分析时。 学生理解起来就 比较 困难 上启下 的作用 ， 承上是使微积分 、 代数与几何 、 随机数学 中的原理得 以 误 差公式 擞 学技巧 比较高． 综 上所述 如何对 数值分 析课程 的教学 内容 进行优化． 构建应用 型 应用 ． 方法 得以实现 ． 下是为后续 课程 中数学 问题的建模 和求解提 启 是一个迫切需要研究 与实践的课 供思路 ， 激发学生进一步学习数学 、 应用数学 的意识 和能力 ． 是高等理 人才培养 目标要求 的课程 内容体 系． 工科院校 的重 要基础课程 ． 同时也具有 培养学生创新 思维 、 创新 能力 题 以下是 我们 近期针对这些现状所采取 的措施 ． 的特点 。Ｍ Ｔ Ａ 是一个集数值计算 、 ＡＬＢ 符号分析 、 图形可视 化 、 文字处 ２２ 数值分析课程教学 内容 的优化 理于一体的大型集成化软件 。 国际上许多新版科技书籍及理工科教材 数值分析课程教学 内容 的优化是教学改革 的重要组 成部分Ｍ 首 即要 其次激 学 内容 都把 Ｍ Ｔ Ａ 作 为基本工具使用 ，数值分析”是理工科学 生以及工 先 擞 学内容要具有知识 性， 达到传授知识 的 目的； ＡＬＢ “ 要 有先进性 能够 及时反 映该课 程领域 的最新研究 成果 ： 再次． 教学 内 程技术人员切人 ＭＡ Ｌ Ｂ的最佳课程 ＴＡ 在不影 响课程完整性和逻辑性 的条件下． 适当地删减 数值分析 的教学 目的不是让学生仅 仅会利用 己有的算法 去解 决 容应具有浓缩性 ， 增加一些应用性知识 的内容 ， 以达到学以致 某些问题 ， 而应有理有据地 、 系统地传授其基本思想 、 基本方法 和基本 相对陈 旧的数值计算方法， 最后， 教学 内容 还应 有趣味 性， 这就 要求教学 融知识 性和趣 原 理。 数值分析的宗 旨应是提高学生数学素养和使学生掌握 实用算法 用 的 目的； 我们 并重。 这就是说要使学生能够知其然 ． 更得知其所以然 ． 并能让学生在 味性 为一体 基于 以上分析 ． 在教 学 内容优化方面具体做 了 以下 遇 到新 问题 时有 能力依靠 数值 方法去解 决 ． 注重培养学生举一 反三的 几个方 面的工作 。 能力。 因此 ， 理论方法和应用都不可忽视 这就要求对教学内容重新优 １根据应 用型本科院校人才培 养的特点． ） 合理地制定数值 分析课 化设计 ， 内容要有 所侧重 以主带 次 利用 Ｍ Ｔ Ａ 教学 Ａ Ｌ Ｂ的可视化教 学 程 的教学基本要求 作 为应用 型本科专业本科生必修课 的数值 分析课程， 师不但要 教 能 在有限的学时里讲 清每一个 主题 ， 出讲 授典型 的、 突 具有代表性 的 并能体现其思想方法 的常用算法 和理论 ： 而对那些原理相近 的内容不 讲授理论知识。 而且需要重点讲授实 际应用． 将理论知识 和实际问题结 激发学生的学 习兴趣 。例如， 要求学生在学 习非 线性方程的求 求 面面俱到 ， 可以利用精心设计 的 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ实验加以引导和提示 因 合起来， 可 在学习插值与逼 此 ， 于数值计算软件 Ｍ Ｔ Ａ ． 基 Ａ Ｌ Ｂ 数值分析课程可 以很好地贯彻 “ 而 解方法时， 以结合房产经济 中的贷款还贷进行分 析： 少 精” 的原则 ， 到比较好 的教学效 果 达 近 时， 以结合河流流量估计 、 可 计算 国土 面积等 。 信息与计算科学专业 的数值分 析课程是该专业 的必修课程 ， 既要保 留经典教学 内容． 我们 又 ２ 数 值 分 析 教 学 内容 改革 要 以数 学统一性的观点来调整该课 程。 实现数学类该课程 的连贯性 、 但又不 能“ 沉 目前， 国绝大多数 院校 开设 了数值分析 课程， 的专业 和学生 渗 透性 和整体性 。要求学生 既要精于某 些细节 的分析． 全 涉及
数值分析matlab实验报告
数值分析matlab实验报告《数值分析MATLAB实验报告》摘要：本实验报告基于MATLAB软件进行了数值分析实验，通过对不同数学问题的数值计算和分析，验证了数值分析方法的有效性和准确性。
实验结果表明，MATLAB在数值分析领域具有较高的应用价值和实用性。
一、引言数值分析是一门研究利用计算机进行数值计算和分析的学科，其应用范围涵盖了数学、物理、工程等多个领域。
MATLAB是一种常用的数值计算软件，具有强大的数值分析功能，能够进行高效、准确的数值计算和分析，因此在科学研究和工程实践中得到了广泛的应用。
二、实验目的本实验旨在通过MATLAB软件对数值分析方法进行实验验证，探究其在不同数学问题上的应用效果和准确性，为数值分析方法的实际应用提供参考和指导。
三、实验内容1. 利用MATLAB进行方程求解实验在该实验中，利用MATLAB对给定的方程进行求解，比较数值解和解析解的差异，验证数值解的准确性和可靠性。
2. 利用MATLAB进行数值积分实验通过MATLAB对给定函数进行数值积分，比较数值积分结果和解析积分结果，验证数值积分的精度和稳定性。
3. 利用MATLAB进行常微分方程数值解实验通过MATLAB对给定的常微分方程进行数值解，比较数值解和解析解的差异，验证数值解的准确性和可靠性。
四、实验结果与分析通过对以上实验内容的实际操作和分析，得出以下结论：1. 在方程求解实验中，MATLAB给出的数值解与解析解基本吻合，验证了MATLAB在方程求解方面的高准确性和可靠性。
2. 在数值积分实验中，MATLAB给出的数值积分结果与解析积分结果基本吻合，验证了MATLAB在数值积分方面的高精度和稳定性。
3. 在常微分方程数值解实验中，MATLAB给出的数值解与解析解基本吻合，验证了MATLAB在常微分方程数值解方面的高准确性和可靠性。
五、结论与展望本实验通过MATLAB软件对数值分析方法进行了实验验证，得出了数值分析方法在不同数学问题上的高准确性和可靠性。
基于Matlab_高校数值分析实验课的教学探究
基金项目:贵州省教育厅高等教育机构青年科学研究项目 偏微分方程数值计算问题的神经网络机器学习算法研究 (黔教计[2022]098)㊂作者简介:李蒙(1989-),男,博士,讲师,研究方向:有限元㊁神经网络㊂基于Matlab 高校数值分析实验课的教学探究李㊀蒙㊀杨云磊㊀罗贤兵(贵州大学数学与统计学院,贵州贵阳550000)摘㊀要:数值分析是高校数学专业一门比较重要的课程,是计算数学㊁应用数学和统计数学等专业的必修科目㊂数值分析的相关实验通常借助于Matlab 软件进行教学,旨在培养学生的动手㊁动脑能力㊂本文主要针对近几年高校数值分析Matlab 实验的教学现状,分析相关问题,探究Matlab 数值分析实验的教学模式,为高校数值分析实验课程的教改提供参考意见,以此促进提高高校数值分析实验课的教学质量㊂关键词:数值分析;数值实验;Matlab ;探究中图分类号:TB㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.17.089㊀㊀高校数值分析的课堂教学通常以数值格式㊁定理等理论知识开展内容,对数值格式的繁琐推导㊁定理的抽象证明,学生通常会带有反感㊁抵触的情绪㊂在当前信息计算能力不断提高情况下,数值分析及相关实验的教学有了新的变化,借助Matlab 等数学软件编写程序㊁构建数值实验教学,这不仅带动了学生的学习兴趣,丰富了教师的教学手段,也增强了数值分析的课堂教学效果㊂相比较其他数学课程,数值分析相关实验的内容比较丰富,要求学生使用Matlab 等软件独立上机实验操作,并完成提交相应的实验报告㊂接下来,笔者将结合近几年数值分析实验的教学现状,探究Matlab 数值实验的教学模式,为高校数值分析实验课程的教改提供参考㊂1㊀开设数值分析Matlab 实验课的意义数值分析是一门理论性㊁应用型很强的科目,知识内容丰富,有数值求解线性方程组㊁多项式的数值插值㊁积分的数值近似㊁矩阵特征值的数值求解等相关内容㊂学生通过课程系统性的学习,需要熟练掌握数值格式的构建㊁相关格式的收敛性分析及数值解的误差估计等理论知识㊂数值分析课是一门比较难的科目,学生在学习中往往对其没有浓厚的兴趣,学习效果通常比较差㊂另外,数值分析课的内容章节知识相关性强,学生如果对某章节的知识掌握不好,在后面的学习中很难坚持学下去㊂数值分析Matlab 实验课的开设能把抽象的理论知识形象的㊁直观的展示出来,增强了学生学习的主动性,调动了学生的兴趣,摆脱了沉闷的数值分析课堂教学氛围㊂数值分析的相关Matlab 实验是高校教学活动中必不可少的一项内容,数值分析Matlab 实验课可以让学生主动的投身数值实验中,求解某个方程组的解㊁验证一些数值格式的收敛性等一系列知识点㊂通过一系列的上机实验操作,增加了学生使用Matlab 数学软件分析和解决实际问题的能力,增强了学生的观察力㊁创造力,进而弥补了在数值分析理论知识学习中的不足㊂2㊀Matlab 在数值分析实验中的应用数学本专业的学生大都学过C 语言的相关内容,基本了解㊁掌握简单的编程知识㊂但Matlab 软件和C 语言不同,有着自己的特色功能,Matlab 软件在计算㊁图形处理㊁程序编写等方面有着很强的优势,容易实施操作㊁通俗易懂,极大地提高了数值分析实验教学效率㊂比如在使用Gauss -Seidel 迭代法求解线性方程组时,我们可使用Matlab 软件自带的diag 函数㊁tril 函数和triu 函数得到相关线性矩阵的对角阵㊁上三角阵和下三角阵,极大地简化了程序代码,相应的Matlab 代码如下:function x =Gs_Sdl(k,M,b)e_error =1.0e -4;D_G =diag(diag(M));L_G =-tril(M,-1);U_G =-triu(M,1);B_G =(D_G -L_G)\U_G;f_G =(D_G -L_G)\b;x_num =1;x_0=zeros(k,1);x =B_G∗x_0+f_G;while norm(x -x_0)>e_errorx_0=x;x =B_G∗x_0+f_G;x_num =x_num +1;ifx_num >1500disp('注意矩阵M 不收敛');return;end end disp(x_num);end㊀㊀Matlab 软件具有较为完善的计算科学工具箱,其强大的计算㊁绘图可视化功能可处理复杂的数学计算问题,是数学专业师生使用最多的软件㊂3㊀数值分析Matlab 实验教学存在的问题数值分析Matlab 实验课的开设一方面增强了学生的动手㊁动脑能力,另一方面也有助于学生对数值理论知识的理解㊂但部分高校在前期并没有开设Matlab 相关的实验课程,以至于在数值分析相关的实验教学中,教师往往需要占用一些课时简单介绍Matlab 软件的计㊃462㊃算㊁图形等功能,尽快地让学生融入数值分析的实验课堂教学中㊂尽管各高校把数值分析实验都列入了课堂教学中,但数值分析Matlab实验课的授课模式并没有完全构成统一的标准,接下来将依据各高校数值分析Mat-lab实验课施教情况,具体分析㊁探究数值分析的Matlab 实验教学㊂(1)数值分析的Matlab实验课程所占用学时的比例并不高,除了清华大学㊁西北大学㊁西安交通大学等一些特殊院校,大部分高校设置Matlab实验课所占学时的比例不到三分之一㊂尽管各高校都把数值分析Matlab 实验课程设置了必修课,但在实际教学中,授课老师都会或多或少的占用实验课时来进行理论知识的讲学㊂总之,国内的大部分高校对数值分析Matlab实验课的重视程度并不高㊂(2)国内的大部分高校对数值分析Matlab实验课的教学并没有构成统一的教学模式㊂实际上数值分析Matlab实验课的教学大致划分为三个方面的内容,即问题的发现㊁探究和解决,这三个方面锻炼了学生的学习能力㊁知识的转化能力及动手能力㊂总之,Matlab数值实验课的核心标准应该是学生运用所学的理论知识解决实际问题,但国内的大部分高校对这以标准实际执行起来还存在一定的困难㊂(3)国内数值分析Matlab实验课的相关教材存在很多的版本,甚至出现同一高校㊁同一年级不同的班所采用的实验教材版本就不同㊂其Matlab实验课内容设置的内容差异化很大,有的实验内容与数值分析理论课联系性不大,有的内容设置难度性较大㊂总之,各院校在使用不同的数值分析实验教材进行Matlab教学时,往往会形成多元化的教学场面㊂(4)数值分析Matlab实验课包含了大量的知识内容,授课方式多种多样㊂大多数高校是采用多媒体手段进行讲学,只存在极少数的院校专门建立了相应的网站和网页对数值实验课进行授课㊂(5)大多数高校使用上机的方式进行实际问题训练,并采用提交报告的手段进行布置课后作业,且大多数高校在期末对数值分析Matlab实验课往往采取考查的方式进行评比,评价体系因人而异,并没有形成统一的评判标准㊂总之,数值分析Matlab实验课的教学还存在许多问题,比如Matlab实验课重视性程度不够,授课的方式比较封闭,实验内容的设置缺乏创新型,考试㊁考察方式不健全等㊂4㊀数值分析Matlab实验课的教学建议数值分析Matlab实验课的教学问题降低了学生的上课积极性,因此各高校要创建新颖的实验授课模式,理论知识和实践上机操作相结合,培养和提高学生的手㊁脑一体化能力㊂接下针对数值分析Matlab实验授课中存在的一些问题,提供一些建议㊂(1)针对数值分析课中一些问题,授课老师要详细的介绍相关背景,渲染课堂的教学氛围,提高学生的学习兴趣㊂授课老师要考虑数值分析理论知识描述的抽象性,在课堂上尽量结合一些实例对知识系统的讲解㊂对一些经典数值格式㊁定理进行认真的推导㊁细讲,使学生了解㊁掌握理论知识的层次性,培养学生的严谨科学态度㊂(2)针对数值分析Matlab实验课,授课老师要让学生充分合理的使用电脑,提前了解㊁掌握Matlab软件的相关计算和图形功能㊂构造一个课上和课下的Matlab 实验学习模式,提高学生的学习㊁探究能力㊂(3)数值分析Matlab实验课的重要性不言而喻,将考试和考察模式要相结合,建立一个完善㊁合理实验评价体系㊂实验内容要丰富㊁合理,实验结果要反复认证,提交的实验报告要有理有据㊂(4)教师要建立一个互动式的模式教学,也就是实验授课老师要充分考虑学生课堂听课的不投入情况,通过一些办法使学生投入到整个实验教学课堂中㊂以课堂提问来说,实验授课老师需要即刻掌握学生的听课真实情况,迅速做出有效地判断,快速合理的调整实验授课内容,从而构建一个比较好的互动式的模式教学㊂在课堂中,学生不是一个被动听课的角色,而是课堂实验教学的参与者,这一方面提高了学生听课的积极性,另一方面也增强了学生的探索兴趣,实验课的教和学有了和谐㊁统一的授课模式㊂(5)数值分析Matlab实验课教学探索能力很强,对授课老师的教学水平要求非常高㊂实验授课老师要跟上时代的节奏,不断加强学习㊁探索新知识,为社会培养更多的新型人才㊂5㊀总结通过对数值分析Matlab实验课的探究,让我们对Matlab实验课的授课教学有了一个新的认识,而且对其不足之处提供一些合理的建议㊂总之,借助Matlab软件,数值分析实验课是一门兴趣性很强的课程,它不仅提高了学生的动手㊁动脑能力,也为培养社会应用科学型人才奠定了基础㊂参考文献[1]张清叶,尚邵阳.基于MATLAB的随机性数学思维培养的探索与实践[J].科技资讯,2022,(23).[2]郑毓信.数学思维教学的 两阶段理论 [J].数学教育学报,2022,(01).[3]陶淑一.基于Matlab的数学实验分层设计及效果研究[J].教学学术,2022,(01).[4]王鲁欣,姜超.高职数学实验课程教学中存在的问题及解决对策,[J].科教导刊,2021,(29).[5]毕学慧,刘华明,李怀敏,等.新工科背景下Matlab在计算机专业数学教学中的应用[J].宁德师范学院学报(自然科学版),2021,(03).[6]周琴,刘志清.概率论中的应用实例及其Matlab实现[J].福建电脑,2020,(01).㊃562㊃。
matlab程序设计教改实践
matlab程序设计教改实践
Matlab（Matrix Laboratory）是一款非常著名的高级商用数学软件，被广泛应用于科学计算、社会科学计算、工程计算等领域。
随着
教育技术的发展，教学中的Matlab程序设计也受到了更多的关注。
今天，本文就将重点讲解Matlab程序设计教改实践，为大家分享Matlab 程序设计教学指导方案。
首先，在实施Matlab程序设计教学指导方案时，需要重视Matlab 编程基础知识，特别是Matlab的基本语句、数据类型和变量等部分，
是实现Matlab的核心。
因此，在教学过程中需要重视Matlab基础知
识部分的讲授，以使学生能够快速掌握和掌握该语言。
其次，要落实Matlab程序设计的教学实践，需要选择一定的实践
任务，加深学生对程序设计的理解，强化程序设计实践并促进学生技
能提高。
例如，利用Matlab来编写多变量梯度下降算法实现线性回归，利用Matlab来编写隐马尔可夫模型，用Matlab编写最小二乘回归等等。
最后，要让Matlab程序设计教学衔接实际，必须在实际应用层面引入考虑，如Matlab在机器学习、模式识别等领域的常用算法；深度学习中常见的卷积神经网络；Matlab在自然语言处理、计算机视觉、计算机图形学中的应用等。
通过上述三个方面的指导，Matlab程序设计教学实践才能日益完善。
同时，Matlab教学指导方案也应当加大考评激励和指导方面的力度，以确保存在的Matlab教学活动质量稳定，从而促进Matlab程序设计教学的科学化、规范化，达到有效的推动Matlab程序设计应用的目的。
MATLAB课程教学改革的探索与实践
MATLAB课程教学改革的探索与实践摘要为了提高 matlab课程的教学质量，根据淮阴师范学院物理与电子电气工程学院学生的实际情况，对传统的教学方法进行改革与实践。
实践证明，这些方法有助于增强学生的学习兴趣，提高教学质量，逐步培养学生的创新意识，促进学生综合能力的培养。
关键词 matlab；教学改革；教学质量中图分类号：g642.0 文献标识码：b 文章编号：1671-489x（2012）33-0130-021 引言matlab软件是适合多学科、多种工作平台的功能强大、界面友好、开放性很强的大型优秀应用软件，给几乎所有的科学研究领域提供了强有力的支持。
同时也是国内外高等院校数学、数值分析、数学建模、数字信号处理、自动控制理论以及工程应用等课程的基本教学和实验仿真工具，已成为大学生必须掌握的基本技能之一。
因此，matlab成为电子信息、电气工程、自动化、电力工程与管理等专业本科生的基础必修课，为后续课程的学习、工程设计和科学研究打下基础。
可见，学生对该课程掌握的程度将直接影响高校对学生的培养质量。
从往年的教学效果看，并不是很理想，许多学生在大一或大二就开始学习matlab软件，但直到大四做毕业设计时，一些人还不能熟练掌握matlab语言。
探其根源，一方面依据该课程的特点，国内大部分院校都将其课程性质设置为考查课，因此学生的重视程度不够，缺少学习的热情和动力。
而且近些年的扩招使入学学生的素质平均水平相对下降，学习效果自然不理想。
另一方面，matlab是一个将通用性与专业性、一般目的应用与高深科学技术应用有机结合的一个功能强大的软件，而高校里安排本课程时，包含实验教学课时在内，总的教学课时一般在36～45学时，教师在有限的课时内，根据所授学生的不同专业，有针对性地选取教学内容的得当与否，将影响该门课程的教学质量。
如何在新的形势下，与时俱进，提高该课程的教学质量？近几年，笔者根据淮阴师范学院物理与电子电气工程学院（以下简称“我院”）的实际情况，对该门课程的教学内容和教学方法进行了不断探索与改进。
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周刊
基于 MA T L摘㊀要: 针对财经类数学专业学生的具 体 情 况 , 结 合 数 值 分 析 课 程 的 特 点 和 MA 提出一种以 T L A B 软 件 强 大 的 运 算 功 能, 以多媒体课件为载体结合传统板书进行 数 值 分 析 课 程 教 学 的 改 革 实 践 . 通 过 此 次 教 学 改 革 , 大大提 MA T L A B 软件作为平台 ㊁ 高了学生学习本门课程的积极性 , 培养了学生的创新和实践能力 . 关键词 : 数值分析 ; 多媒体 ; 教学改革 MA T L A B; 一 ㊁引言 在计算机和科学技术高速发展的时 代 , 数值分析的理论 与算法已成为科学 研 究 的 主 要 方 法 之 一 . 数 值 分 析 是 针 对 某些数学问题利用计 算 机 软 件 进 行 实 现 的 理 论 及 算 法 的 一 门课程 . 它有一些 突 出 的 特 点 , 比 如 数 学 学 科 的 抽 象 性㊁ 科 学的严密性等 , 但该 课 程 涉 及 的 理 论 知 识 多 ㊁ 理论算法较抽 象, 导致学生的学习难 度 较 大 , 学 习 效 果 不 理 想 . MA T L A B ( 称为矩阵实验室 , 即M 软件的突出 a t r i xL a b o r a t o r y 的缩写 ) 特点是对符号运算 和 数 值 计 算 具 有 强 大 的 功 能 . 结 合 数 值 分析 的 特 点 , 本 文 提 出 在 MA 借助于 T L A B 软 件 的 基 础 上, 多媒体设施与传统理 论 教 学 相 结 合 进 行 数 值 分 析 的 实 践 教 学改革 , 从而帮助学 生 加 深 对 抽 象 理 论 的 理 解 , 同时利用计 算机编程解决实际问题 , 使得学生对数值 分 析 课 程 产 生 更 浓 厚的兴趣 , 保证课程的教学质量有所提高 . ㊁ 二 数值分析与 MA T L A B 软件 数值分析课程要求学生掌握算法的 理 论 和 步 骤 ㊁ 不同算 法的改进措施 ㊁ 算法 的 收 敛 性 和 误 差 等 , 还重点强调学习理 论知识的实际应用 . 这门课程既有数 学 的 特 点 , 又有应用广 泛的特点 , 它是与计算机相辅相成的 一 门 数 学 课 程 . 该 课 程 通过对工程 ㊁ 科学 ㊁ 经济等不同领域中遇到的实际问题给出 的一些可行算法及形成的理论加以介绍 , 有助于提高学生的 逻辑思维能力 . 通过本课程的学习 , 不仅使学生能够掌握各 种算法的基本原理 ㊁ 算法步骤 ㊁ 误差估 计 等 知 识 点 , 也能够掌 握计算机软件的编程技巧 , 使学生具有正 确 运 用 各 类 算 法 分 析解决实际问题的能力 . 它已经被广泛的使用 MA T L A B 软 件 是 一 款 数 学 软 件, 到科学与 工 程 计 算 等 各 个 领 域 . 它 算 法 全 面 ㊁ 运算功能强 大㊁ 编程 简 洁㊁ 效 率 高, 能 将 数 值 计 算㊁ 程 序 设 计㊁ 仿 真㊁ 符号 的运算 ㊁ 数据可视化等多种作用结合 于 一 体 . 它 编 程 时 语 言 简洁 , 运算时间快效率高 , 相比其他软 件 学 习 起 来 容 易 , 使用 起来方便 , 对数学专业的学生操作起 来 更 得 心 应 手 . 它 已 经 成为应用数学理论 ㊁ 数 理 统 计㊁ 信号和图像处理等课程的基 本应用处理 软 件 , 也成为当代大学生应熟练掌握的软件之 一 . 此款软件已成为 了 数 学 专 业 学 生 学 习 数 值 分 析 课 程 的 必备软件之一 . 三 ㊁数值分析教学现状 随着数值分析理论的完善和发展 , 许多高校的数学专业 都开设了这门课程 . 但是由于传统的 教 学 方 法 的 限 制 , 这门 课程还没有引起足够的重视 , 而且在教学 过 程 中 都 存 在 很 多 问题 , 主要总结有如下几点 : ( 一 )教 学 内 容 注 重 理 论 算 法 , 学生难以调动学习积 数值 分 析 课 程 的 特 点 是 内 容 多㊁ 公 式 长, 尤其是算法公 式的推导过程复杂繁琐 , 算法理论步 骤 比 较 多 , 容易混淆, 计 算量比较大 , 教学内 容 枯 燥 繁 琐 又 抽 象 晦 涩 难 懂 , 影响到了 学习效果 . ( 二 )教学内容轻实践 , 学生应用能力不强 教师在讲授过程中 , 着重给学生讲授 数 值 算 法 的 公 式 推 导以及各种定理证明过 程 , 而 对 相 关 算 法 的 MA T L A B实现 讲授太少 , 更谈不上用这些算法解决 实 际 问 题 了 . 由 于 学 生 的理论学习固定化 , 实践环节缺乏 , 应用性不强, 学生在学习 过程中感觉到枯燥无趣导致学生的应用 能 力 没 有 加 强 , 学习 效果也不理想 . ( 三 )教学方法不科学 , 学生记忆起来困难 , 教学方法上 从古至今应用的传授式 教 学 方 法 仍 然 被 广 泛使用 . 只 注 重 理 论 的 讲 授 方 法 , 激发不了学生的学习兴 趣, 调动不了学生的学习积极性 . 四 ㊁基于 MA T L A B 软件的数值分析课程教学改革实践 针对数值分析课程传统教学中存在 的 缺 点 , 结合西安财 经学院对数学专业学生的定位和学生的 特 点 , 讲授本课程的 教师在一次次的 授 课 中 不 断 进 行 观 察 ㊁ 探 索㊁ 研 究㊁ 实 践 等, 最终收到了良好的教学效果 . 面向计算机是数值分析课程的 一 个 显 著 特 点 . 因 此 , 将 并应用到传统的教学 MA T L A B 软件与多媒体 课 件 相 结 合 , 方式中 , 合理地增加 实 验 教 学 环 节 , 不断地进行课程设计和 优化 , 通过实际问题 使 得 抽 象 内 容 能 够 具 体 化 , 从而加深对 理论内容 的 理 解 ; 通 过 MA T L A B软件实现讲述的各种算 法, 并让学生自己编 程 测 试 , 利用数值分析的各种算法解决 实际问题 , 培养其创新能力和科研能力 . ( 一 )传统板书教学结合多媒体课件 数值 分 析 教 学 过 程 中, 介 绍 算 法 产 生 的 背 景, 引出算法 的理论 , 尝试用实例 进 一 步 阐 述 数 值 分 析 中 的 定 义 和 算 法 , 是本课程教学改革的一个新亮点 . 在 上 课 的 过 程 中 , 利用传 统板书讲授数值 算 法 的 定 义 ㊁ 定 理㊁ 公 式 等 基 本 内 容.利 用 多媒体教学手段 , 给学生展示出数值问题 的 近 似 解 和 误 差 等 直观 的 结 果 , 而 文 字㊁ 图 形㊁ 图 像㊁ 动 画㊁ 声 音 相 结 合 的 教 学, 能把枯燥乏味的数学理论知识变得生动 活 泼 , 激发学生对理 论的直观认识 . 比如在讲解插值法时 , 在同一张图上绘制出 原曲线和不同的插值曲线 , 就能很直观的 看 出 各 种 插 值 法 的 插值效果 ㊁ 误差大小等 , 从而发现算法的优缺点 . ( 二 )用 MA T L A B 软件进行数值分析课程的实验教学 实验 教 学 以 实 验 室 为 场 地㊁ 以 实 验 指 导 书 为 媒 体㊁ 以学 极性