经管类本科专业设置MATLAB课程的研究与教学实践

1、    经管类本科专业设置“matlab”课程的研究与教学实践        摘要：结合matiab的特点和经管类专业课程教学所存在的问题，阐述了在经管类专业开设matlab程序设计课程的必要性。介绍了为提高matiab课程教学质量，对教学内容、教学手段与方法、实践教学等方面进行的改革实践。关键词：经管类专业，matlab，课程，教学matlab语言是一种面向工程，集数值计算、符号运算、可视化编程建模、仿真和绘图功能于一体的新型高级语言，具有功能强大、易学易用、效率高等优点1。因此，它作为教学与科究的重要工具，被广泛应用于数

2、学、信息学、物理学、经济学、化学和生物学等学科。熟练使用matlab已成为欧美国家相关专业大学生所必须掌握的基本技能。自20世纪末，为提高大学生应用计算机解决学科实际问题的能力，国内大部分高校为理工科大学生开设了matlab课程2，然而对经管学科大学生设置matlab课程却是近年来高校通过课程改革提高教育质量的新尝试。一、传统经管类课程教学存在的问题经济或管理中的许多问题其本质即是数学问题。经管类本科生的会计学、运筹学等专业课程与数学知识密切联系，且应用性强。这些课程的许多理论基于较为繁琐的数学理论和推导，具有涉及内容多、概念抽象、设计复杂等特点，对于非数学专业的学生而言，在学习过程中常感到枯

3、燥乏味，难以理解和掌握，这就间接影响了学生的学习积极性。虽然，目前许多高校的本科授课教师在授课过程中有意淡化严格的数学证明，多强调方法的针对性应用；但是，很多实际应用是基于计算机的数值计算问题，笔算较为繁琐甚至无法实现，教师通常不易布置作业，使学生的课后实践受到一定的限制，从而在很大程度上影响和制约了教学效果。二、经管类专业开设matlab课程的重要性经管类课程体系中增设matlab课程，可望有效解决上述问题，且有助于激发学生的学习兴趣和积极性，增强对知识的理解和掌握程度，培养和提高学生综合应用所学知识解决实际问题的能力。（一）matlab是解决经管学科数学问题的有力工具相比c/c+、basi

4、c、fortran等程序语言以及经管学科的一些统计分析专用软件（如spss），matlab具有明显的优势和特点：（1）便于操作，友好的工作平台和编程环境；（2）简单易学易用的程序语言；（3）强大的科学计算及数据处理能力；（4）出色的图形处理功能；（4）应用广泛的模块集和工具箱（包含控制系统、信号处理、通信领域、时间序列分析、金融计算等数十种工具箱）。matlab已逐渐成为解决金融管理领域中建模计算问题的有力工具3）。（二）利于构建专业课程学习、实践和科研的平台，提高课程教学质量通过开设matlab课程让学生掌握基本的编程技能，任课教师在后续的专业课程教学中，可将matlab与专业课程教学内容相

5、整合，编写基于matlab的教学案例和实验性指导书，开展理论教学和实践教学，对提高学生知识理解掌握程度，培养解决问题能力，激发学习兴趣和积极性等方面，都能起到事半功倍的效果，而且也能弥补地方院校课程实验设备缺乏和实践条件限制的不足。这种基于matlab的整合模式教学方式在信息类专业已有不少实践成功的经验45。matlab是一种先进的定量计算分析工具，学生在掌握其基本的操作命令和工具后，应用类似科学研究的方式，有利于学生自我获取知识，交流信息，并有意识地将matlab应用于检验所学和解决具体的专业实际问题。这样有助于培养学生良好的自学能力、熟练的专业技能、丰富的实践经验和较强的动手能力，以满足社

6、会对应用型人才的需求。三、经管类专业开展matlab课程教学的实践为完善经管类专业大学生的知识结构，提高他们的计算机应用能力，广西工学院（以下简称“我校”）于2011年开始对工商管理大三学生尝试开设matlab课程。该课程为专业选修课，共计32学时。为提高课程教学质量，加强课程建设，我们从课堂教学和实践环节入手，精心选择和强化与经管学科方向有关的教学内容，改进教学手段和方法，积极开展教学改革与实践，经过近两年的课程教学研究与改革实践，取得了一定成效。（一）教学内容的优化设置matlab作为一门软件类课程，具有教学内容多、应用性强和编程实践要求高等特点，目前适用于经管类学生的教材不多，不同教材在

7、主体内容上也差异很大。我们结合经管专业学科的实际需求，考虑学生知识水平、理论基础、动手编程能力等方面存在的差异性，结合经管类学生的已有基础知识，以及后续课程学习和工作的需要，合理优化选择教学内容。1.兼顾基础，侧重新知。鉴于经管类专业大学生对矩阵知识不足，因此在课堂上须为学生补充相应矩阵运算的基本知识，开阔他们的思路，进而通过讲授向量、数组和矩阵的基本运算、微分方程求解和最优化方法等来体现matlab处理问题的应用优势，激发学生的学习兴趣。由于学生具备c语言程序设计基础，matlab与c语言有部分相似之处，如基本运算和语法可简要提及，以节约教学时间提高效率。对于matlab所独有的图视化功能，

8、则较为详细地介绍。2.注重教学内容与专业知识融合。matlab课程内容庞杂，应根据学生所属专业选择所需内容，使matlab课程服务于特定的学科方向。因此，笔者将matlab教学与学生已学专业课程（管理学基础、金融数学等课程）中的建模问题相结合，设计并建立了诸如利润最大化、最优经济增长等十余个采用mailab实现的，凸显知识性、应用性和前沿性的教学示例。课堂中为学生展示较为详细的讲述教学示例，使学生掌握利用matlab编程辅助解决经济和管理问题的基本思路和方法。这不仅有利于学生掌握matlab课程知识，提高知识的应用能力，同时也有助于学生理解专业知识的深度和广度，增强学生的实践意识，从而达到“为

9、我所学”和“学以致用”的目的。我们优化选择教学内容，一方面侧重基础性、完整性、系统性和应用性，另一方面体现经管专业本科生的培养目标，使其满足后续专业课程（如战略管理、营销管理、市场调查、系统建模与仿真等课程）学习所需的编程基础。目前，课程内容主要分为“matlab程序设计的基础知识”和“matlab在经济和管理学中的应用”两个部分。第一部分主要要求学生熟悉matlab的编程环境，能够编写简单的程序语句，实现基本的数学运算、符号运算和图形绘制。第二部分主要结合经济与管理学中有关数据统计分析、回归预测、线性规划、静态优化和动态优化等数学建模问题，要求学生熟练掌握解决相关问题的matlab命令工具和

10、编程方法。（二）改进课堂教学手段和方法matlab课程教学内容较多且学时较少。我们在教学中充分利用板书教学与多媒体教学的各自优势。板书教学主要用于相对简单、逻辑严密的数学建模推导证明过程，可给学生相对充足的思考时间。多媒体教学主要用于非重点、拓展知识部分或直接展示部分，具有形象直观、富有感染力等特点，有助于吸引学生注意力，营造良好的师生互动氛围，提高授课的质量和效率。为保证教学顺利实施，课前我们对课程内容进行设计和制定合理的教学方案（明确教学目的、分析教学内容并确定重点和难点、选择教学手段和方法、合理分配教学时间等），同时还制作出包含教学示例，适于教学的多媒体课件。在教学过程中，我们以学生为中

11、心，注重案例教学、任务驱动、合作学习等教学方法的应用，通过引导学生思考获取新知，以培养其学习和应用知识的能力。此外，我们还将教学课件、教学示例的设计过程和matlab实现的程序源代码与学生共享，这不仅便于学生课后的教学重现，提高学习效率，也为解决经济与管理中的其他问题扩展思路。（三）加强实践教学环节matlab课程实践性很强，加强上机训练是学生熟练掌握课程编程知识和提高动手能力的必由之路。本着“知识能力素质”协调发展的教育理念，我们鼓励和设法让学生通过多实验、多实践去获取新知识，增强学生综合运用所学知识去解决实际问题的能力，培养学生的创新意识，提高他们的综合素质和能力。因此，我们不仅加大实验学

12、时（12个学时），而且还根据“掌握重点、突破难点、解决疑点、结合实际”的原则，设计了若干matlab课程实验题目。每个题目包含数个实验内容，实验内容既有以掌握基础知识为目的的验证性例子，也有为提升学生知识综合应用能力而设计的工作量及难易程度适中的设计性和综合性作业。作业的完成过程包括建模、编程计算和报告写作三个部分，其完成情况纳入课程平时成绩的考核评价中。为了充分发挥学生的学习主动性和创造性，在教学中预先把实验指导书给学生，鼓励他们在课后利用个人计算机提前进行编程实践，教师在上机实验课过程中则主要充当答疑解惑的导师角色。教师指导学生编程实践：一方面要避免学生对教师的依赖性，应从培养编程技能入手

13、，促使他们通过上机实践操作对所学知识融会贯通，切实提高动手编程和独立解决问题的能力；另一方面通过学生分组，以合作学习方式对综合性或设计性的实验内容开展小组成员互助学习和讨论，在课堂的结束阶段，各小组选出代表，进行编程过程讲解、程序演示和问题答辩，小组的所有成员均可参与答辩环节。这不仅可以调动学生的学习积极性，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，而且还可培养学生的创新意识以及严谨、有序、科学的工作作风和团结协作精神。四、结束语将面向工程应用的matlab程序设计语言作为一门课程引入到经管类课程体系中，并开展教学实践是我校开展课程教育改革的新举措。经过近两年的改革与实践结果表明：通过课程教

14、学让学生掌握matlab的基本编程知识和技能后，一方面让教师将matlab与其他专业课程相结合，顺利开展整合模式的教学，有效克服专业课程传统教学中的困难，提高教学质量；另一方面，学生在后续的专业课学习过程中，matlab应用水平不断进阶，采用matlab进行建模编程计算，解决实际问题的能力和自信心得到了明显提高。目前，我校经管类专业的matlab课程教学刚刚起步，尚存在不足，只有通过不断的改革探索和创新，积累教学经验，才能更好地培养和提高经管类大学生的知识水平、实践本领和综合素质能力。参考文献：1 李南南，吴清，等.matlab7简明教程 m. 北京：清华大学出版社，2006.2 安建成.关于在理工科院校普及matlab语言的探讨