教学改革通信专业论文（精品）.docx

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1、教学改革通信专业论文1课堂教学中MATLAB的引入和应用MATLAB的全称是mathandlaboratory，翻译成中文就是矩阵实验室。它将矩阵的计算、数值分析、可视化科学编程以及非线性电子电路动态系统建模拟真等大量科学研究上实用的功能集成起来，大量的函数库、丰富的编程及仿真模型几乎覆盖了工程数学化处理的所有领域，因而成为了工科研究生必须把握的科研利器。由于MATLAB的计算基础是矩阵，因而矩阵论中所有的理论和计算都成为了该软件的运行基础，为选用MATLAB进行矩阵论课程的教学研究和改革提供了牢固的理论和实践基础。目前，MATLAB已应用于很多课程的教学中，比方将MATLAB软件的滤波器设计

2、工具引入数字信号处理课堂教学经过中5，用MATLAB仿真软件来辅助“激光原理及应用课程的教学6等。本文根据矩阵论课程的理论和实践特性，结合问题教学法，以MATLAB实现各种数学问题的教学，并理论结合实践，提高了研究生对矩阵论理论方法的理解和应用能力，有利于工科研究生科研数学素养的提高以及创新能力的培养。2教学改革和研究矩阵论课程的教学改革能够从理论和实践两部分出发，其中理论教学部分针对课本上的定理和公式，而实践教学则偏向工程方面矩阵论的应用。采用MATLAB进行辅助教学，能够从这两部分分别入手，3.1和3.2节分别用实例来阐述。2.1理论教学矩阵论的课程体系中，理论和公式推导占了绝大部分的篇幅

3、，因而理论教学仍然是本课程的教学主体。但是，对于工科学生而言，理论公式的应用才是最重要的，于是，对于公式的理解和运用则成为教学重点，老师则能够适当放宽学生对于理论公式推导的把握。MATLAB中，矩阵论所有的理论公式都被集成成为函数库，因而，结合MATLAB加深学生对于理论公式的理解，也不失为理论教学改革的一种方法。本节针对矩阵论中各章节的典型问题，在MATLAB中进行理论分析和解决，验证基于MATLAB的理论教学对于本课程的意义。第一章的线性空间和线性变换中，所有的运算不外乎加法和数乘，在MATLAB中，矩阵的加法和数乘一目了然，如图1所示。第二章求解Jodan矩阵，首先要从矩阵的特征值和特征

4、多项式开场，继而求解Jodan标准型和Jodan链。在把握了复杂的运算经过后，MATLAB能够用一个函数来验证和描绘，进而到达直观和引发学生的学习兴趣的作用，如图2所示。贯穿矩阵论，有一项计算是无处不在的，那就是线性方程组的求解。在MATLAB中，同样是一个函数就能完美直观地呈现求解的经过和结果，如图3所示。正由于MATLAB能简洁直观的解决矩阵论中众多复杂的理论和公式计算以及方程的求解，因而能够打消很多同学由于复杂计算引起的恐惧感，并能激发学生对矩阵论问题求解的自信心和兴趣。2.2实践教学从教材来看，矩阵论课程并没有包含实践教学内容。但是，矩阵论是一门数学类课程，数学问题来源于科学实践，而科

5、学实践的发展又依靠于数学的发展。因而，在矩阵论课程学习中，实践教学对于工科研究生来讲是不可或缺的。矩阵能够用来表示化学元素，进而化学上的平衡问题能够通过矩阵论解决；信息的编码与解码，能够用矩阵和逆矩阵的方法来进行，进而矩阵论能够解决信息论与编码中的编解码和纠错问题；矩阵能够用来表示图像，矩阵的大小决定了图像的分辨率，进而图像的各种处理方法均能够用矩阵论来处理，利用图像压缩能够归结为矩阵的分解等。对于图像处理，MATLAB中有图像处理的大量函数库和体系。已有学者将MATLAB仿真应用于数字图像处理课程教学中7。本文利用矩阵论中的矩阵运算和方程求解方法的函数库，结合MATLAB处理工具，解决图像复

6、原中矩阵方程求解的问题，进而验证基于MAT-LAB的实践教学对于矩阵论课程的教学研究改革具有重要的作用。在成像探测等工程应用当中，图像的质量对于探测的精度产生重要的影响。因而，图像处理在探测等工程项目中起了举足轻重的作用。目前简单的图像处理包括去噪、加强等，复杂的有图像复原和超分辨率重建。图像复原在目的探测中应用的较为广泛，由于成像经过对于图像的构成能够用退化来描绘，而图像复原是专门针对图像退化的。图像由于像素的存在，因而能够用矩阵来进行描绘。在MATLAB中，图像正是以矩阵的形式来存储和运算的，矩阵的每一个元素值代表图像中某一像素点的灰度值或色彩信息，图像的处理进而能够用矩阵的运算来完成。图

7、像复原的方程求解在MATLAB中能够运用矩阵的函数库来实现，如图4所示。用该方法处理的原始图像和处理后的图像如图5所示。从图4和图5能够看出，矩阵论通过MATLAB在工程上能够得到广泛的应用，且范围不局限于图像处理。任意事物都能够用二进制数据来描绘，因而都能以矩阵的形式存在，而事物之间的联络正是矩阵的运算。因而MATLAB在科学研究中是一种较为重要的工具，无论是程序设计还是仿真，甚至可视化编程都能实现。而作为MATLAB的基本元素，矩阵的理论则能解决很多实际问题。研究生或多或少都会介入导师的各种项目，因而将MATLAB结合矩阵论解决实际项目中的问题，能激发学生的学习兴趣，并引导他们深入认识问题的本质。3结语矩阵论的教学改革能够从理论教学和实践教学出发，在理论公式上，利用MATLAB中矩阵运算的简洁明了的特性，消除学生由于复杂运算引起的恐惧，并激发对问题求解的自信心和兴趣；在实践问题上，利用MATLAB中丰富的矩阵运算函数库，解决实际工程中如图像处理等和矩阵相关的问题，能使工科电子信息及通信专业类研究生学生从应用层次深入体会到矩阵论的作用，进而更好地从本质上发现和解决问题。经过教学改革与实践，学生对矩阵论课程的学习兴趣有了很大的提高，对理论和计算的把握愈加扎实，并能初步将矩阵论的相关知识应用到本人的课题研究中。