引导高职学生用MATLAB软件解决数学的意义和价值

　现在MATLAB软件的应用范围已经越来越广泛。它的便捷性、灵活性、开发性等优点广受用户欢迎。试想，在高职数学教学中，若能引领学生熟练掌握MATLAB去解决数学问题，那必将会使他们的思维能力和动手能力同时得到更好地锻炼。理论和数学软件的结合不仅能带给他们新鲜感，调动他们的学习热情，更能使他们将所学到的数学思想灵活运用到各个领域中。
　　1 MATLAB与数学教学的联系
　　MATLAB是美国设计的一款软件，它的基本数据单位是矩阵，所以英文也是matrix和laboratory的组合。它在矩阵运算、工程与科学绘图、数字图像处理方面有较为突出的作用。MATLAB函数所能解决的问题基本包括线性方程组和矩阵运算的求解、微分方程及偏微分方程组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其它初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。在数学教学中，我们不能单纯的进行理论教学，而是要通过数学实验来进行辅助教学。让数学模型来加强学生们的数学思想。在生活中，我们已经自觉不自觉地使用了最优化的数学思想，目的可能是最省钱，或者是最省时间，或者是其他目的，总之，是对我们最有利的。凡是在解决问题的过程中，能利用数学的思想方法对问题的求解有一定帮助的，都可以称为数学问题。而解决数学问题不可或缺的就是这些方便人们使用的数学软件。
　　2 MATLAB在高职数学教学中的具体应用
　　在高职数学教学中，我们可以将MATLAB引入到以下的几个教学内容中，如创建矩阵、矩阵运算、多项式运算、线性方程组、微积分、函数优化、微分方程的数值解等。同时，教师还可根据学生的接受程度，让他们不局限于原有的函数库，而是自己动手创造更多更实用的函数。因为所有MATLAB的各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。MATLAB软件与数学的结合可以使同学们更清晰更直观的学习到理论知识和数学思想。在以往传统的教学中，太过于强调学生的题海战术，而忽视了学生的认知过程。将数学软件应用到数学教学中，不但能够加强学生们对数学概念，数学公式的理解，而且还能促使学生发现问题并自主解决问题。这些数学思想与数学实验的结合可以使知识具体化、形象化。如，在极限教学中学生们对重要极限 的各种变形问题很难掌握，这时，我们就可以用MATLAB来解决。例如，求极限 。
　　再如，我们在讲授用导数解决函数的最值问题时，有这样一个应用问题。如图1所示，铁路线上AB的距离为100km，工厂C距A处为20km，AC垂直于AB，要在AB线上选定一点D向工厂修筑一条公路，已知铁路与公路每km货运费之比为3：5，问D选在何处，才能使从B到C的运费最少？
　　由于铁路每km货物运费与公路每km
　　货物运费之比为3：5，因此，不妨设铁路上每km运费为3k，则公路上每km运费为5k，并设从B到C点需要的总运费为y，则 （0≤x≤100）。
　　对于高职学生这个函数的求导及求导后整理出简单的式子求导数为零的点，学生比较困难。这时我们就可以用MATLAB来解决。
　　3 选取MATLAB进行教学的几大优势
　　第一、MATLAB有好的用户界面以及更加贴近数学公式的自然化语言，相对其他数学软件来说，是更容易接受更容易学习的。第二、新版的MATLAB语言基于最流行的C++语言的基础上，对于非计算机专业的人员来说更加容易操作。并且这种语言可拓展性强，可以深入到科学研究及工程计算。第三、MATLAB极大地提高了教学效率。在以往的数学教学中，普遍存在着基本公式罗列，公式推导繁杂，图形绘制耗时等特点，实验验证和数学软件的结合，能够清晰地演示传统教学中的难点。学生们因为课堂充满动态化的演示变得更有兴趣，因此也能更主动的进行学习，从而提高了教学质量。第四、实验教学还能提高学生们的团队合作意识。在数学实验教学中，教师们可以将较难的课题让学生们以组为单位进行研究。这样，学生们通过一个实验项目共同探讨，也进而培养他们的团队合作意识。学生们互帮互助，更能加强他们的学习能力。
　　4 结束语
　　在现在的教学中，教师们将数学软件引入到教学中是必要的。教师应该以学生为主体，数学软件为工具通过计算机的手段带领学生们进行数学学习。数学的教学，不仅仅局限于数学知识，更重要的是学生的参与，学生只有参与其中才能获得学习的乐趣，才能提升数学在他们心中的位置。众所周知，数学素质的提高和培养是要通过课程体系、教学方法、教学手段来体现的。教师们完全可以借助数学软件把经典的数学内容换种方式教授给学生，改进以往单一的僵硬的教学方式，使得学生们真正从应试教育中解脱出来，发挥学生的特长。
　　参考文献：
　　[1]邓雁城，王信峰.计算机及数学软件在高职数学教学中的应用[J].大学数学，2011.
　　[2]朱汉敏.MATLAB用于《高等数学》的教学[J].计算机辅助工程，2004.
　　[3]菅小艳，MATLAB 在高等数学中的应用[J].计算机时代2011.
　　作者简介：王少强（1966-），女，北京人，副教授，学士，从事数学及数学建模的教学与研究；宿玥（1991-），女，北京人，学生，计算机科学与技术专业。