本文作者：黃高飛 鄭暉 唐冬 單位：廣州大學機械與電氣工程學院

很多學生對從非常緊張的高中學習轉入過于輕松的大學學習，感到無所適從，久而久之，養成了時間松散和學習態度懶散的習慣，對學生的后續學習和學習能力培養非常不利。因此，把一些原來在高年級開設的課程調整至一年級開設，是非常必要的。其中，考慮到MATLAB課程的學習內容和課程性質，把MATLAB課程調整至大學一年級開設是可行的，但其教學內容也必須作出相應的修改和調整，以與新的學習環境相適應。本文主要圍繞大學一年級開設MATLAB課程的教學內容和實驗項目設置進行探討，以為MATLAB課程的基礎和入門學習提供可行的教學方案。

由于大學一年級還沒有開設專業課程，因此，如何設置相應的教學內容，使學生學習MATLAB課程的過程中不會因為不具備專業知識而感到學習困難，同時又為后續的專業課學習中使用MATLAB提供必要的基礎，是一個需要認真考慮的問題。下面圍繞大學一年級的學習課程以及MATLAB包含的學習內容，討論MATLAB課程的教學內容設置方案。大學一年級課程開設情況分析大學一年級開設的課程以公共課為主，包括高等數學、計算機基礎、大學物理和英語等。由于課程數量相對較少，學生需要上課學習的時間相對就比較寬松。一般來說，一個星期內學習不需上課的時間大致為2天的學時。結合相關課程的開設情況，下面具體分析MATLAB課程在大學一年級開設的條件和環境。

首先，MATLAB軟件平臺的使用環境很友好，因此，用戶不需具備過于復雜的軟件使用經驗，就可以在短時間內掌握其相應組件功能和使用方法。由于大學一年級開設了計算機基礎，因此，學生可以很快地熟悉MATLAB軟件的安裝和運行方法，并經過老師講解后可快速掌握其各個組件的功能和使用方法。其次，高等數學的學習內容為微積分，可以為MATLAB課程的符號計算和數學計算的學習提供相應的基礎。最后，也有部分院校的電子信息工程專業把C語言課程也放至大學一年級講授和學習，而MATLAB語言比C語言更加容易理解，兩種語言的同步學習，通過對比可以更快地掌握這些語言的編程方法和要點，有助于兩門課程的互相促進學習。

綜上所述，在大學一年級開設MATLAB課程的條件是充分的，而且是完全可行的。其學習不僅可以解決高年級學習課程過多、時間過緊的問題，而且可以通過讓學生較早地掌握MATLAB這一應用工具，在后續的相關課程學習中結合相關課程的內容加以應用，可以提高學生學習相關課程的興趣，幫助學生掌握相關課程的基礎知識，并能真正掌握和熟練MATLAB的使用方法和應用技巧，起到事半功倍的效果。MATLAB教學內容設置MATLAB是一個功能強大的軟件平臺，包含了可以應用于工程應用的各個領域的工具箱，因此，學生不可能通過一門MATLAB課程學習和掌握MATLAB的所有相關內容。由此，在大學一年級選擇MATLAB課程講授內容，使學生在后續的專業學習中使用MATLAB時具有相應的基礎，是一個很有挑戰性的工作。下面結合電子信息工程專業，詳細分析MATLAB課程學習的相關教學內容。MATLAB軟件平臺各個組件的功能以及圖形界面是使用MATLAB的最基本內容，因此，無論在什么專業領域使用MATLAB，都必須學習和掌握這部分內容，電子與信息工程也不例外。

在此，把這部分內容稱之為MATLAB基礎，其包括MATLAB的安裝與啟動、指令窗（commandwindow）的使用、歷史指令窗（commandhistory）的使用、當前目錄（currentdirectory）和路徑設置器的使用、工作空間（workspace）瀏覽器的使用、M文件編輯器的使用以及幫助系統的使用[2]。其中，指令窗、當前目錄和路徑設置器、工作空間瀏覽器是重點需要掌握的內容，因為熟練掌握這些內容才能在工程應用中靈活使用MATLAB解決問題，是學習MATLAB基礎必須掌握的內容。指令窗的講授內容包括數值、變量和表達式的表示方法、指令窗的顯示方式、指令行中的標點符號、指令窗的常用控制指令、指令窗中指令行的編輯等內容。當前目錄和路徑設置器的講授內容包括當前目錄的設置方法、MATLAB的搜索路徑以及使用路徑設置器進行路徑擴展等。工作空間瀏覽器講授內容包括工作空間瀏覽器的作用、MATLAB管理變量的方法、變量的有效時長、數據文件和變量的存取等。

電子與信息工程專業使用MATLAB主要用于系統設計、信號分析與處理、通信系統仿真以及數據可視化，與其相關的后續課程包括信號與系統、數字信號處理、通信系統原理以及數字圖像處理等。這些課程使用MATLAB主要借助于M文件編程完成。因此，作為MATLAB課程學習和講授的第二部分內容，應圍繞M文件編寫以及M文件程序的調試與執行進行。與這部分內容相關的講授內容包括數值數組及向量化運算、M文件編程、數據和函數的可視化等相關章節。數值數組及向量化運算是使用M文件編程進行電子信息工程專業相關工作的基礎，也是需重點學習的章節，其內容包括一維數組和二維數組的創建與尋訪、數組運算等。M文件編程是MATLAB課程學習的重點和難點，其內容包括MATLAB控制流、M腳本文件和M函數文件的編寫、MATLAB函數類別、MATLAB函數句柄等。

這部分內容與C語言有類似之處，但也存在許多不同的地方，講授過程中應引導學生與C語言進行對比，從而可以更好地掌握MATLAB編程方法。此外，講授這部分內容時，也應當重點講解MATLAB程序的調試方法和技巧，因為與C語言的編譯環境不同，MATLAB提供了許多更加方便的程序調試環境，包括當前目錄與路徑設置器、工作空間瀏覽器等，都是程序調試可以利用的重要組件，熟練掌握和利用這些工具，是程序調試的一個重要環節。數據可視化是MATLAB軟件平臺提供的一個重要功能，也是電子信息工程專業必須學習的內容，例如信號和系統的頻譜分析等，都必須以圖形可視化的方式進行。數據可視化主要講授二維曲線和圖形的繪圖方法和相關指令，三維曲線和圖形的繪圖方法可由學生以自學的方式學習。

MATLAB軟件平臺應用于解決數學問題，是MATLAB課程需講授的第三部分內容。作為電子信息工程專業的學生，使用MATLAB解決數學問題的重要性不是很大，因此這部分內容可作為講授的次重點內容。講授這部分內容的主要目標是為了讓學生了解MATLAB解決數學問題的主要方法、步驟和基本思路，并在學習的高等數學、線性代數和概率論課程中加以應用，以更熟練地掌握MATLAB的使用。這部分內容主要包括符號計算和數值計算等章節，其中符號計算需講授符號對象和符號表達式的創建方法、符號微積分、微分方程的符號解法等內容，數值計算則需講授數值微積分和多項式運算等內容。如果學生還沒有學習傅里葉變換、概率論和線性代數課程的，可在講解這部分內容時不講授相關章節，待學生在學習后續課程時通過自學的方式掌握。