MATLAB作为一种集成数值计算、符号分析、图形可视化及文字处理的大型集成化软件,自1984年发行首个版本以来,已经历了20余年的不断改进,至今已发展至MATLAB 8.0版本。MATLAB由美国Mathworks公司开发,其核心在于矩阵计算能力,已成为科学与工程领域中最流行的计算工具之一。
在《数值分析》实验课的教学改革中,MATLAB的引入极大地推进了实验课的教学改革向纵深方向发展。MATLAB不仅在常规运算工具、算法方面全面而强大,其还提供了编程计算的操作,能够利用内置的函数库和工具箱解决复杂的工程问题。MATLAB的双精度精妙数组作为默认的数据结构,能够实现高精度的科学计算,这一点在科学计算领域尤为关键。
除了强大的计算功能,MATLAB还结合了高性能的数值计算与结果的可视化,能绘制二维和三维图形,使结果可视化,这对科研人员而言,无疑是极大的便利。此外,MATLAB编程简洁、效率高且具有很强的可扩展性,能够加速科研人员的研究开发进度,减少编程和算法开发的时间与经费支出。
MATLAB的工具箱功能也是其一大特色,这些工具箱是MATLAB的扩展部分,涉及各专业领域,并且功能强大,使得MATLAB在不同领域有着广泛的应用。
《数值分析》实验课在《数值分析》课程教学中占有重要地位,它不仅是理论与实践相结合的主要途径,也是加深学生对理论课内容理解的重要环节。课程的本质特点要求实验课必须理论与实验并重,协同发展,提高学生的算法设计能力、编程能力以及解决实际问题的能力。
在《数值分析》实验课教学改革中,使用MATLAB作为实验工具的理想选择有其充分的理由。由于《数值分析》的教学内容繁多而课时较少,实验课时更是稀缺资源。因此,改进实验环境,提高实验效果,对于推进整个课程的教学改革至关重要。
在教学实践中,教师必须正确认识《数值分析》实验课的地位与作用,强调理论与实践并重,通过实验课使学生能够更好地理解和掌握数学原理与方法,提升其综合解决问题的能力。具体而言,教师可以利用MATLAB的强大功能,设计与实际问题相结合的实验项目,引导学生通过编程和模拟操作来验证理论,从而加深对数值分析方法的理解和应用。
MATLAB不仅是科学计算的有力工具,而且是推进《数值分析》实验课教学改革的理想平台,能够有效提升教学质量和学生能力,满足现代教育的需求。