MATLAB应用设计教学大纲.doc

MATLAB应用设计教学大纲摘要：通过本课程的学习,学生能够掌握MATLAB应用这门课程的基本原理和应用数值方法,从而.5 习题与实验设计5.1 习题设计本课程概念多,比较抽象,数值解法和应用算法有一定.关键词：习题,算法类别：专题技术来源：牛档搜索（Niudown.COM）本文系牛档搜索（Niudown.COM）根据用户的指令自动搜索的结果，文中内涉及到的资料均来自互联网，用于学习交流经验，作品其著作权归原作者所有。不代表牛档搜索（Niudown.COM）赞成本文的内容或立场，牛档搜索（Niudown.COM）不对其付相应的法律责任！10MATLAB应用设计教学大纲1 课程的基本描述 课程名称：MATLAB应用设计MATLAB课程编号：5301C15课程性质：学科基础课适用专业：工程力学教材选用：罗建军. 精讲多练MATLAB. 西安：西安交通大学出版社，2002总 学 时：48学时理论学时：30学时实验学时：18学时课程设计：无学 分：3学分开课学期：第五学期前导课程：高等数学、线性代数、大学计算机基础、计算方法后续课程：2 教学定位2.1 能力培养目标通过本课程的学习，学生能够掌握MATLAB应用这门课程的基本原理和应用数值方法，从而在计算机软件辅助下解决简单的工程实践问题。通过学习,学生们将深入理解实际问题与模型、模型与软件算法、算法与问题数值解的内在联系，使学生对在计算机软件辅助下解决实际工程问题的处理过程，有较为深刻的理解。本课程注重提高学生解决问题的能力，软件应用能力，培养学生严谨、规范、理论联系实际的科学态度，为他们今后处理工程问题，从事工程应用、科研活动和继续深造打下扎实的基础。2.2 课程的主要特点MATLAB是一门综合的应用技术科程，它充分体现了现代工程分析对工程问题求解的特点。本课程是随计算机科学发展而逐步完善起来的专业技术性学科。MATLAB课程中涉及到的数学与工程概念抽象，应用算法严谨、可靠，软件系统功能强大，本课程是培养学生思维和概括能力的技能应用素质的训练课程。本课程注重培养学生在计算机软件辅助下，结合传统算法下对实际应用问题求解的实际应用能力，结合学生的专业需要，为其后各种专业基础课程做好必要的准备。2.3 教学定位MATLAB课程的教学目标，在于使学生学会特定的数学事实和软件系统功能，并知道如何应用，教会学生用数学思维在计算机辅助下解决工程应用问题。MATLAB应用包含的工程、数学内容较多，这些数学内容彼此间的独立性很强，应讲授各个内容的最基本的知识及算法，为学生今后进一步学习与应用打下基础。因此，讲授这门课程的教师在认真讲解基本概念和知识外，更重要的是培养学生的数学思维能力和软件应用能力，决不能将课程讲成数学课程和计算机程序设计，这就是教学的重点，同时也是教学的难点。在本课程中要训练学生的思维方法和应用推广能力，使学生能熟悉算法的描述工具与方法，了解处理各种工程问题技巧，在计算机辅助下应用自如地使用算法，由此适应专业课程学习中提出的各项应用数学需求。课程的教学组织应以为各工程专业的学生提供必要的数学基础及算法，以展示算法的实用性为目的，使学生能够理解相关数学概念的重要性以及这些概念、方法对工程应用的作用。因此，应将数学基础、算法分析、应用建模、数值解分析简单程序设计等手段，作为核心内容和课程主线，将知识体系有机地交融在一起。问题背景，最新发现、前沿课题，在相关内容下也应予以反映和适当介绍。3 知识点与学时分配3.1 MATLAB的基本使用方法MATLAB的基本使用方法基本运算、变量和常用函数(运用，核心) MATLAB的历史、用途、特点 和系统构成（了解）共2学时3.2 MATLAB的数值运算矩阵运算矩阵的构造、元素和运算(运用，核心)多项式 多项式向量构造与运算(运用，核心) 矩阵与数组（了解）共4学时3.3 MATLAB的符号计算符号计算符号变量和符号表达式 (运用，核心)微积分(运用，核心)方程求解(运用，核心) 积分变换（了解）共6学时3.4 计算结果的可视化二维平面图形 基本图形函数(运用，核心) 图形修饰和比较显示(运用，核心)三维立体图形三维曲线图(运用，核心)三维曲面图(运用，核心)。 基本定义：图形窗口、动画 共4学时3.5 MATLAB的程序设计命令文件控制结构 顺序、循环和选择结构(运用，核心)异常处理函数文件 函数文件(运用，核心)变量作用域(运用，核心)参数传递(运用，核心)结构数组MATLAB的调试器 基本定义：M文件共8学时3.6 用户图形界面设计可视化界面环境句柄图形(运用，核心)控件(运用，核心)菜单(运用，核心)基本定义：控件、菜单共4学时3.7其它学时 机动 (学时：2学时) 试验（学时：18学时）4 讲授提示及方法本课程的特点是概念多、内容抽象、应用性强，其教学方式应注重启发与侧重应用相结合，在讲授时，应注意由浅入深、由直观到抽象，同时进一步做到概念清晰、准确、应用算法明确。力求使一些抽象难懂的内容便于学生理解和接受，努力培养学生的分析问题和解决实际问题的能力。在讲授基本理论的过程中，应注意引入算法在工程实践中应用的实例。4.1 MATLAB的基本使用方法MATLAB的基本使用方法(运用，核心) MATLAB的历史、用途、特点 和系统构成（了解）重点：MATLAB的基本运算和常用函数难点：常用函数的使用。讲授提示：在讲MATLAB的基本运算和常用函数时，不仅要讲相关的概念，更要讲清楚运算函数的应用。思考各种MATLAB函数的实际方法。 4.2 MATLAB的数值运算重点：矩阵的构造、元素和运算和多项式向量构造与运算。难点：矩阵的构造、元素和运算和多项式向量构造与运算。讲授提示：从实例中总结矩阵和多项式的应用方法，提出在实践中应用矩阵和多项式软件计算的方法。 4.3 MATLAB的符号计算 重点：符号变量和符号表达式、微积分和方程求解。难点：微积分和方程求解。讲授提示：不仅要讲清楚符号计算的方法，而且要强调符号计算过程的严密性和优越性。4.4计算结果的可视化 基本定义：图形窗口、动画重点：二维平面图形、三维立体图形。难点：基本图形函数、三维曲线图。讲授提示：从应用实例中，抽象出方法过程，通过分析结果的可视化实际的优缺点。为实际应用做知识铺垫。4.5 MATLAB的程序设计重点：控制结构、函数文件和结构数组。难点：控制结构讲授提示：通过实例与算法讲授，学习MATLAB的更复杂应用。近一步体现MATLAB的优越性。4.6用户图形界面设计重点：句柄图形、控件、菜单。难点：句柄图形、控件、菜单。讲授提示：通过简要介绍用户图形界面设计，引入具有较大优越性的图形界面法，并运用软件解决一些问题实例，反映出MATLAB是求工程问题的一个重要工具。本课程讲授中应注意的方法等问题：本课程的概念抽象、注重实际技术应用，既难于讲授又对学生学习造成困难。所以要讲好本课程，教师应努力做到：牢固把握本课程的教学目的，除了使学生掌握基本知识外，还要培养学生的算法描述和抽象思维能力。深入研究各知识点产生的背景和来龙去脉，建立起各知识点的联系。获得对实际工程问题的求解能力。5 习题与实验设计5.1 习题设计本课程概念多、比较抽象、数值解法和应用算法有一定难度，软件操作有其知识体系得特殊性，这些知识和技能不经过学生的独立思考和多做练习是无法牢固掌握的。因此为了学生进一步理解课堂教学内容，必须督促学生完成适量的习题和上机试验。这些上机试验和习题必须要在数量上和难度上进行认真合理的选择。首先，所选习题数量不宜过多，尽量做到少而精，具备综合性、典型性、实际应用性等特点，各个题的选取都要有明确的目的性，结果是让学生通过解题更牢固地掌握所学到的知识点。其次，要难度适中，应当多侧重于课堂讲授中的重点和难点问题，然后再根据教师自己的教学经验和学生反馈的情况来选择有代表性的习题进行讲解，这样做不仅可以有针对性地提高学生的解题能力，而且还有利于学生对重要知识点进行理解和把握。在整个课程学习期间，基本做到每四个学时布置一次作业。5.2 实验设计 实验一 MATLAB的基本使用方法（2学时） 了解MATLAB的基本知识以及MATLAB语言的上机环境，学会MATLAB的基本数学运算。 实验类型：设计 实验二 MATLAB的数值运算（2学时） 对MATLAB的两种基本数值运算：矩阵和表达式的实践。 实验类型：设计 实验三 MATLAB的符号计算（4学时） 对于MATLAB的符号计算的软件程序实践。 实验类型：设计 实验四 MATLAB计算结果的可视化（4学时） 对于MATLAB的两种基本绘图功能：二维平面图形和三维立体图形的试验。 实验类型：设计 实验五 MATLAB的程序设计（4学时）对于MATLAB的程序设计的基本控制语句和程序的上机试验。实验类型：设计实验六 MATLAB的用户图形界面设计（2学时）对于MATLAB的用户图形界面设计。实验类型：验证6 考核与成绩记载6.1 考核的方式及成绩的评定。本课程期末考试采用笔试。学期末成绩为总评成绩，由个人学习表现、作业、实验和期末笔试成绩按比例构成。由于学生的出勤率以及完成作业情况是其参加考试获得课程成绩的必要条件，所以可以将平时的个人学习表现按10分计，作业按10分计，计算机实验按30分计，期末考试按50分计。6.2 考题的设计考试题要注重能督促学生在本课程