經(jīng)管類本科專業(yè)設(shè)置MATLAB課程的研究與教學(xué)實(shí)踐

1、    經(jīng)管類本科專業(yè)設(shè)置“matlab”課程的研究與教學(xué)實(shí)踐        摘要：結(jié)合matiab的特點(diǎn)和經(jīng)管類專業(yè)課程教學(xué)所存在的問題，闡述了在經(jīng)管類專業(yè)開設(shè)matlab程序設(shè)計(jì)課程的必要性。介紹了為提高matiab課程教學(xué)質(zhì)量，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方法、實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行的改革實(shí)踐。關(guān)鍵詞：經(jīng)管類專業(yè)，matlab，課程，教學(xué)matlab語言是一種面向工程，集數(shù)值計(jì)算、符號運(yùn)算、可視化編程建模、仿真和繪圖功能于一體的新型高級語言，具有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、效率高等優(yōu)點(diǎn)1。因此，它作為教學(xué)與科究的重要工具，被廣泛應(yīng)用于數(shù)

2、學(xué)、信息學(xué)、物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科。熟練使用matlab已成為歐美國家相關(guān)專業(yè)大學(xué)生所必須掌握的基本技能。自20世紀(jì)末，為提高大學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決學(xué)科實(shí)際問題的能力，國內(nèi)大部分高校為理工科大學(xué)生開設(shè)了matlab課程2，然而對經(jīng)管學(xué)科大學(xué)生設(shè)置matlab課程卻是近年來高校通過課程改革提高教育質(zhì)量的新嘗試。一、傳統(tǒng)經(jīng)管類課程教學(xué)存在的問題經(jīng)濟(jì)或管理中的許多問題其本質(zhì)即是數(shù)學(xué)問題。經(jīng)管類本科生的會(huì)計(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等專業(yè)課程與數(shù)學(xué)知識密切聯(lián)系，且應(yīng)用性強(qiáng)。這些課程的許多理論基于較為繁瑣的數(shù)學(xué)理論和推導(dǎo)，具有涉及內(nèi)容多、概念抽象、設(shè)計(jì)復(fù)雜等特點(diǎn)，對于非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)過程中常感到枯

3、燥乏味，難以理解和掌握，這就間接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。雖然，目前許多高校的本科授課教師在授課過程中有意淡化嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明，多強(qiáng)調(diào)方法的針對性應(yīng)用；但是，很多實(shí)際應(yīng)用是基于計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算問題，筆算較為繁瑣甚至無法實(shí)現(xiàn)，教師通常不易布置作業(yè)，使學(xué)生的課后實(shí)踐受到一定的限制，從而在很大程度上影響和制約了教學(xué)效果。二、經(jīng)管類專業(yè)開設(shè)matlab課程的重要性經(jīng)管類課程體系中增設(shè)matlab課程，可望有效解決上述問題，且有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，增強(qiáng)對知識的理解和掌握程度，培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。（一）matlab是解決經(jīng)管學(xué)科數(shù)學(xué)問題的有力工具相比c/c+、basi

4、c、fortran等程序語言以及經(jīng)管學(xué)科的一些統(tǒng)計(jì)分析專用軟件（如spss），matlab具有明顯的優(yōu)勢和特點(diǎn)：（1）便于操作，友好的工作平臺和編程環(huán)境；（2）簡單易學(xué)易用的程序語言；（3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算及數(shù)據(jù)處理能力；（4）出色的圖形處理功能；（4）應(yīng)用廣泛的模塊集和工具箱（包含控制系統(tǒng)、信號處理、通信領(lǐng)域、時(shí)間序列分析、金融計(jì)算等數(shù)十種工具箱）。matlab已逐漸成為解決金融管理領(lǐng)域中建模計(jì)算問題的有力工具3）。（二）利于構(gòu)建專業(yè)課程學(xué)習(xí)、實(shí)踐和科研的平臺，提高課程教學(xué)質(zhì)量通過開設(shè)matlab課程讓學(xué)生掌握基本的編程技能，任課教師在后續(xù)的專業(yè)課程教學(xué)中，可將matlab與專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容相

5、整合，編寫基于matlab的教學(xué)案例和實(shí)驗(yàn)性指導(dǎo)書，開展理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，對提高學(xué)生知識理解掌握程度，培養(yǎng)解決問題能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和積極性等方面，都能起到事半功倍的效果，而且也能彌補(bǔ)地方院校課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏和實(shí)踐條件限制的不足。這種基于matlab的整合模式教學(xué)方式在信息類專業(yè)已有不少實(shí)踐成功的經(jīng)驗(yàn)45。matlab是一種先進(jìn)的定量計(jì)算分析工具，學(xué)生在掌握其基本的操作命令和工具后，應(yīng)用類似科學(xué)研究的方式，有利于學(xué)生自我獲取知識，交流信息，并有意識地將matlab應(yīng)用于檢驗(yàn)所學(xué)和解決具體的專業(yè)實(shí)際問題。這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)能力、熟練的專業(yè)技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力，以滿足社

6、會(huì)對應(yīng)用型人才的需求。三、經(jīng)管類專業(yè)開展matlab課程教學(xué)的實(shí)踐為完善經(jīng)管類專業(yè)大學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，提高他們的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，廣西工學(xué)院（以下簡稱“我?！保┯?011年開始對工商管理大三學(xué)生嘗試開設(shè)matlab課程。該課程為專業(yè)選修課，共計(jì)32學(xué)時(shí)。為提高課程教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)課程建設(shè)，我們從課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)入手，精心選擇和強(qiáng)化與經(jīng)管學(xué)科方向有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段和方法，積極開展教學(xué)改革與實(shí)踐，經(jīng)過近兩年的課程教學(xué)研究與改革實(shí)踐，取得了一定成效。（一）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)置matlab作為一門軟件類課程，具有教學(xué)內(nèi)容多、應(yīng)用性強(qiáng)和編程實(shí)踐要求高等特點(diǎn)，目前適用于經(jīng)管類學(xué)生的教材不多，不同教材在

7、主體內(nèi)容上也差異很大。我們結(jié)合經(jīng)管專業(yè)學(xué)科的實(shí)際需求，考慮學(xué)生知識水平、理論基礎(chǔ)、動(dòng)手編程能力等方面存在的差異性，結(jié)合經(jīng)管類學(xué)生的已有基礎(chǔ)知識，以及后續(xù)課程學(xué)習(xí)和工作的需要，合理優(yōu)化選擇教學(xué)內(nèi)容。1.兼顧基礎(chǔ)，側(cè)重新知。鑒于經(jīng)管類專業(yè)大學(xué)生對矩陣知識不足，因此在課堂上須為學(xué)生補(bǔ)充相應(yīng)矩陣運(yùn)算的基本知識，開闊他們的思路，進(jìn)而通過講授向量、數(shù)組和矩陣的基本運(yùn)算、微分方程求解和最優(yōu)化方法等來體現(xiàn)matlab處理問題的應(yīng)用優(yōu)勢，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于學(xué)生具備c語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，matlab與c語言有部分相似之處，如基本運(yùn)算和語法可簡要提及，以節(jié)約教學(xué)時(shí)間提高效率。對于matlab所獨(dú)有的圖視化功能，

8、則較為詳細(xì)地介紹。2.注重教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)知識融合。matlab課程內(nèi)容龐雜，應(yīng)根據(jù)學(xué)生所屬專業(yè)選擇所需內(nèi)容，使matlab課程服務(wù)于特定的學(xué)科方向。因此，筆者將matlab教學(xué)與學(xué)生已學(xué)專業(yè)課程（管理學(xué)基礎(chǔ)、金融數(shù)學(xué)等課程）中的建模問題相結(jié)合，設(shè)計(jì)并建立了諸如利潤最大化、最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長等十余個(gè)采用mailab實(shí)現(xiàn)的，凸顯知識性、應(yīng)用性和前沿性的教學(xué)示例。課堂中為學(xué)生展示較為詳細(xì)的講述教學(xué)示例，使學(xué)生掌握利用matlab編程輔助解決經(jīng)濟(jì)和管理問題的基本思路和方法。這不僅有利于學(xué)生掌握matlab課程知識，提高知識的應(yīng)用能力，同時(shí)也有助于學(xué)生理解專業(yè)知識的深度和廣度，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識，從而達(dá)到“為

9、我所學(xué)”和“學(xué)以致用”的目的。我們優(yōu)化選擇教學(xué)內(nèi)容，一方面?zhèn)戎鼗A(chǔ)性、完整性、系統(tǒng)性和應(yīng)用性，另一方面體現(xiàn)經(jīng)管專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標(biāo)，使其滿足后續(xù)專業(yè)課程（如戰(zhàn)略管理、營銷管理、市場調(diào)查、系統(tǒng)建模與仿真等課程）學(xué)習(xí)所需的編程基礎(chǔ)。目前，課程內(nèi)容主要分為“matlab程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識”和“matlab在經(jīng)濟(jì)和管理學(xué)中的應(yīng)用”兩個(gè)部分。第一部分主要要求學(xué)生熟悉matlab的編程環(huán)境，能夠編寫簡單的程序語句，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)學(xué)運(yùn)算、符號運(yùn)算和圖形繪制。第二部分主要結(jié)合經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)中有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、回歸預(yù)測、線性規(guī)劃、靜態(tài)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)優(yōu)化等數(shù)學(xué)建模問題，要求學(xué)生熟練掌握解決相關(guān)問題的matlab命令工具和

10、編程方法。（二）改進(jìn)課堂教學(xué)手段和方法matlab課程教學(xué)內(nèi)容較多且學(xué)時(shí)較少。我們在教學(xué)中充分利用板書教學(xué)與多媒體教學(xué)的各自優(yōu)勢。板書教學(xué)主要用于相對簡單、邏輯嚴(yán)密的數(shù)學(xué)建模推導(dǎo)證明過程，可給學(xué)生相對充足的思考時(shí)間。多媒體教學(xué)主要用于非重點(diǎn)、拓展知識部分或直接展示部分，具有形象直觀、富有感染力等特點(diǎn)，有助于吸引學(xué)生注意力，營造良好的師生互動(dòng)氛圍，提高授課的質(zhì)量和效率。為保證教學(xué)順利實(shí)施，課前我們對課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)和制定合理的教學(xué)方案（明確教學(xué)目的、分析教學(xué)內(nèi)容并確定重點(diǎn)和難點(diǎn)、選擇教學(xué)手段和方法、合理分配教學(xué)時(shí)間等），同時(shí)還制作出包含教學(xué)示例，適于教學(xué)的多媒體課件。在教學(xué)過程中，我們以學(xué)生為中

11、心，注重案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、合作學(xué)習(xí)等教學(xué)方法的應(yīng)用，通過引導(dǎo)學(xué)生思考獲取新知，以培養(yǎng)其學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的能力。此外，我們還將教學(xué)課件、教學(xué)示例的設(shè)計(jì)過程和matlab實(shí)現(xiàn)的程序源代碼與學(xué)生共享，這不僅便于學(xué)生課后的教學(xué)重現(xiàn)，提高學(xué)習(xí)效率，也為解決經(jīng)濟(jì)與管理中的其他問題擴(kuò)展思路。（三）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)matlab課程實(shí)踐性很強(qiáng)，加強(qiáng)上機(jī)訓(xùn)練是學(xué)生熟練掌握課程編程知識和提高動(dòng)手能力的必由之路。本著“知識能力素質(zhì)”協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念，我們鼓勵(lì)和設(shè)法讓學(xué)生通過多實(shí)驗(yàn)、多實(shí)踐去獲取新知識，增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識去解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高他們的綜合素質(zhì)和能力。因此，我們不僅加大實(shí)驗(yàn)學(xué)

12、時(shí)（12個(gè)學(xué)時(shí)），而且還根據(jù)“掌握重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、解決疑點(diǎn)、結(jié)合實(shí)際”的原則，設(shè)計(jì)了若干matlab課程實(shí)驗(yàn)題目。每個(gè)題目包含數(shù)個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既有以掌握基礎(chǔ)知識為目的的驗(yàn)證性例子，也有為提升學(xué)生知識綜合應(yīng)用能力而設(shè)計(jì)的工作量及難易程度適中的設(shè)計(jì)性和綜合性作業(yè)。作業(yè)的完成過程包括建模、編程計(jì)算和報(bào)告寫作三個(gè)部分，其完成情況納入課程平時(shí)成績的考核評價(jià)中。為了充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，在教學(xué)中預(yù)先把實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給學(xué)生，鼓勵(lì)他們在課后利用個(gè)人計(jì)算機(jī)提前進(jìn)行編程實(shí)踐，教師在上機(jī)實(shí)驗(yàn)課過程中則主要充當(dāng)答疑解惑的導(dǎo)師角色。教師指導(dǎo)學(xué)生編程實(shí)踐：一方面要避免學(xué)生對教師的依賴性，應(yīng)從培養(yǎng)編程技能入手

13、，促使他們通過上機(jī)實(shí)踐操作對所學(xué)知識融會(huì)貫通，切實(shí)提高動(dòng)手編程和獨(dú)立解決問題的能力；另一方面通過學(xué)生分組，以合作學(xué)習(xí)方式對綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開展小組成員互助學(xué)習(xí)和討論，在課堂的結(jié)束階段，各小組選出代表，進(jìn)行編程過程講解、程序演示和問題答辯，小組的所有成員均可參與答辯環(huán)節(jié)。這不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，而且還可培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識以及嚴(yán)謹(jǐn)、有序、科學(xué)的工作作風(fēng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。四、結(jié)束語將面向工程應(yīng)用的matlab程序設(shè)計(jì)語言作為一門課程引入到經(jīng)管類課程體系中，并開展教學(xué)實(shí)踐是我校開展課程教育改革的新舉措。經(jīng)過近兩年的改革與實(shí)踐結(jié)果表明：通過課程教

14、學(xué)讓學(xué)生掌握matlab的基本編程知識和技能后，一方面讓教師將matlab與其他專業(yè)課程相結(jié)合，順利開展整合模式的教學(xué)，有效克服專業(yè)課程傳統(tǒng)教學(xué)中的困難，提高教學(xué)質(zhì)量；另一方面，學(xué)生在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中，matlab應(yīng)用水平不斷進(jìn)階，采用matlab進(jìn)行建模編程計(jì)算，解決實(shí)際問題的能力和自信心得到了明顯提高。目前，我校經(jīng)管類專業(yè)的matlab課程教學(xué)剛剛起步，尚存在不足，只有通過不斷的改革探索和創(chuàng)新，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，才能更好地培養(yǎng)和提高經(jīng)管類大學(xué)生的知識水平、實(shí)踐本領(lǐng)和綜合素質(zhì)能力。參考文獻(xiàn)：1 李南南，吳清，等.matlab7簡明教程 m. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.2 安建成.關(guān)于在理工科院校普及matlab語言的探討