基于MATLAB的交互式教学系统的设计与开发学位论文.pdfVIP

. 基于 MATLAB的交互式教学系统的设计与开发 摘 要 MATLAB 是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言。它集成 了数值计算、矩阵计算和图形绘制功能。目前，广泛应用于研究、解 决各种数学及工程问题。本设计主要研究基于 MATLAB 的交互式教 学系统的设计与开发及其实现，介绍 MATLAB 与Word之间的交互式 链接的实现（即 Notebook功能），讲述运用 GUI 工具实现交互式教学 系统界面的设计方法， 所设计系统可以实现常用函数图形三维坐标演 示以及程序和图形在 Word 中的显示，方便论文及报告的撰写。 关键词： MATLAB ，Notebook，Word ，交互式，教学系统， GUI 1 / 39 . 第一章 绪 论 1.1 引言 MATLAB 是 英 文 Matrix Laboratory （矩 阵 实 验 室 ） 的 简 称 ，是 美 国 MathWorks 公司推出的科学计算语言， 亦称数学软件。 具有可靠的数值计算和符 号计算功能、强大的绘图功能、简单易学的语言体系以及为数众多的应用工具箱， 主要应用于工程计算、数值分析、自动控制理论、数字信号处理与通讯、时间序 列分析、图像处理、动态系统仿真、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 Notebook 用来将 Microsoft Word 与 MATLAB 集成为一体， 为用户营造一个融文 件处理、科学计算和工程设计为一体的工作环境。其核心是 m-book 模板，它为 用户提供了在 Word 环境下使用 MATLAB 的功能 , 实现 MATLAB 与 Word 之间 的交互式链接。 MATLAB 自带的功能强大的 GUI （Graphical User Interface）工具，即图形 用户界面，又称图形用户接口，是指由窗口、菜单、对话框等各种图形元素组成 的用户界面。 与早期计算机使用的命令行界面相比， 图形界面形象生动、 方便灵 活，用户易于接受。运用 GUI 工具制作的系统界面，可方便实现交互式教学。 1.2 选题背景、目的及意义 传统的教学主要由课堂授课、作业、实验实践、考试等几个环节组成，其主 要手段有板书、挂图、教具、模型、幻灯、影像放映、实物讲解等。从教学规律 上讲，传统教学有简便易行、成本相对低廉、符合认知习惯等特点。但是传统教 育模式存在以下一些问题： （1）课堂讲授方式单调， 学生容易感到枯燥乏味。 （2 ） 上课时存在教师板书与学生记笔记的难题， 教师与学生劳动强度都较大， 而且讲 授不连贯。 （3 ）教师与学生间缺乏沟通， 教师在完成一次课程的教学后就只有通 过作业批改来了解学生的接受情况，而作业的批改在时间上往往存在较大的滞 后，致使教师不能及时根据学生对知识的掌握情况来修改讲课内容和讲课进度， 最后导致问题的堆积。 （4）学生程度不同， 而教学进度却一致， 不利于因材施教。 讲课往往为了照顾接受能力较差的学生， 采用适合于他们的进度， 对于接受能力 强的学生来说是一种时间上的浪费。 （5）学生学习的自主性较差。 学生一般是根 据课表上课，若有选修课和专业课课表冲突，他可能不得不放弃或自学选修课。 随着信息时代的到来， 以计算机和网络通讯技术为代表的各种现代教学手段 不断涌现，对传统教学手段带来了很大的冲击。现代教学手段主要有电视教学、 多媒体教学、计算机模拟教学、网络教学、虚拟现实教学等。现代教