Matlab在師范院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.doc

Matlab在師范院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 郭德龍楊楠羅曉賓羅澤龍 （黔南民族師范學(xué)院數(shù)學(xué)系，貴州都勻558000） 【摘要】高等數(shù)學(xué)是師范院校理科非數(shù)學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，該課程內(nèi)容多，概念抽象，理論嚴(yán)密，對學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)以及研究生入學(xué)考試都有重要的作用。然而近些年大學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不濃，期末考試不及格的學(xué)生非常多。由此本文提出將傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?，將具有?qiáng)大計(jì)算和繪圖功能數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件Matlab應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中去，并給出了由matlab求微積分運(yùn)算、極限、繪圖的實(shí)例，作為教學(xué)的輔助手段，使枯燥的手工計(jì)算與計(jì)機(jī)算相結(jié)合提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而也提高了課堂教學(xué)的效率。 關(guān)鍵詞高等數(shù)學(xué)；matlab;極限；積分 基金項(xiàng)目：貴州省教育廳自然科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（黔教科xx093）；廣西教育廳科學(xué)基金項(xiàng)目（xx04LX335）。 作者簡介：郭德龍（1976），男，遼寧昌圖人，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算智能。 楊楠（1981），男，河南周口人，副教授，研究方向?yàn)榇鷶?shù)自動(dòng)機(jī)。 羅曉賓（1975），男，貴州黔男人，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。 羅澤龍（1972），男，貴州惠水人，講師，研究方向?yàn)閿?shù)值計(jì)算。 0引言 高等數(shù)學(xué)是大多數(shù)師范院校理科非數(shù)學(xué)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的重要基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的主要是培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和科學(xué)計(jì)算能力，傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要由教師講解定義、定理、公式，進(jìn)行計(jì)或證明；學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，甚至死記硬背，用題海戰(zhàn)術(shù)來提高成績，難以將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到教學(xué)工作中去1-2。同時(shí)對學(xué)生基本素質(zhì)的培養(yǎng)以及后繼課程學(xué)習(xí)也都起關(guān)鍵作用。在計(jì)算機(jī)迅猛發(fā)展的今天，將計(jì)算機(jī)軟件與高等數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，已成為教學(xué)改革的熱點(diǎn)。而計(jì)算機(jī)軟件的不斷升級(jí)換代，為高等數(shù)學(xué)的教學(xué)提供了優(yōu)越的條件3。MATLAB是由美國Mathworks公司在1984年推出的科技應(yīng)用軟件，它以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，把計(jì)算、可視化、程序設(shè)計(jì)融合到一個(gè)簡單易用的交互式工作環(huán)境中，可實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、建模仿真、科學(xué)工程繪圖等功能2。將MATLAB軟件用于高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生更直觀的理解高等數(shù)學(xué)中的基本概念，并可培養(yǎng)其動(dòng)手能力和科研實(shí)踐能力4。MATLAB作為一款成熟的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件，有其特點(diǎn)及優(yōu)勢，主要包含以下四個(gè)方面：（1）簡易的程序語言和友好的編程環(huán)境；（2）實(shí)用的程序接口和工作平臺(tái)；（3）出色的數(shù)據(jù)、圖形計(jì)算機(jī)處理能力；（4）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具.應(yīng)用MATLAB軟件輔助高等數(shù)學(xué)的教學(xué)，將會(huì)在很大程度上降低教與學(xué)的難度，縮小數(shù)學(xué)理論與數(shù)學(xué)應(yīng)用之間的距離，并能很好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。本文就MATLAB在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 1MATLAB在極限教學(xué)中應(yīng)用 極限是高等數(shù)學(xué)中非常重要的概念之一，老師在上課時(shí)候要求學(xué)生掌握傳統(tǒng)求極限的方法和公式但是有些公式很難繁瑣計(jì)算量大。給學(xué)講解應(yīng)用MATLAB軟件來求解這會(huì)讓同學(xué)今后的遇到復(fù)雜求極限問題可以輕松解決。 利用MATLAB求極限命令函數(shù)為limit()具體格式如下： MATLAB在求導(dǎo)數(shù)與定積分教學(xué)中的應(yīng)用 MATLAB求導(dǎo)數(shù)的格式為：diff(f，v，n)。表示函數(shù)f對自變量v求n階導(dǎo)數(shù)。若為一元函數(shù)求導(dǎo)，則變量v省略；若為多元函數(shù)求導(dǎo)，則需指明白變量v。因此，此命令既可用于一元函數(shù)求導(dǎo)也可用于多元函數(shù)求偏導(dǎo)數(shù) MATLAB求積分的命令與求導(dǎo)數(shù)的命令很相似，格式為：int(f，v，a，b)。表示函數(shù)f在區(qū)間a,b上對變量v的積分。若為一元函數(shù)求積分，則變量v省略；若為多元函數(shù)求積分。則需指明變量為v。若是求不定積分，則上下限a、b省略，若求定積分，則a、b為定積分的上下限A,b可以是數(shù)，亦可以是函數(shù)，或者是無窮大，此時(shí)為廣義積分。 MATLAB在高等數(shù)學(xué)繪圖教學(xué)中的應(yīng)用 在高等數(shù)學(xué)中，空間解析幾何是學(xué)生最不容易理解的知識(shí)之一。很多學(xué)生缺乏空間想象能力，對課本上的空間解析幾何圖形理解差，記不清常用的柱面、旋轉(zhuǎn)面及二次曲面的圖形特點(diǎn)，而這些知識(shí)的熟練掌握對學(xué)好后面的多元函數(shù)微分學(xué)與積分學(xué)等知識(shí)是必不可少的。利用MATLAB強(qiáng)大的繪圖功能可以非常方便地建立三維空間的函數(shù)圖形，使學(xué)生直觀的記憶常見函數(shù)圖形，并有助于建立空間想象能力。 結(jié)束語 在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中，合理開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，把抽象的復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題與matlab軟件相結(jié)合，無疑是一種行有效的教學(xué)方法。通過其強(qiáng)大的運(yùn)算和繪圖功能用于高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。這對提高高等師范院校的教學(xué)質(zhì)量、為以后畢業(yè)在從事教學(xué)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)為培養(yǎng)綜合型人才都有著積極作用，值得在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用與推廣。 參考文獻(xiàn) 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)M.6版.北京:高等教育出版社,xx. 韋煜.大學(xué)數(shù)學(xué)教育改革的思考J.黔南民族師范學(xué)院學(xué)報(bào),xx,22(3):11-13. 李銘洋,曹萍萍.MATLAB在高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用J.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,xx,11(6):7