《MATLAB数值计算与工程应用》机械电子 教学大纲

课程名称：（0110331JMATLAB数值t|算与工程应用课程类别（必修/选修）：选修

课程英文名称：NumericalComputingandProblemSolvingwilhMATLAB

总学时/周学时/学分：24学时。学时”.5学分其中实验/实践学时：12学时

先修课程।C语言、线性代数.高等数学

后续谡程支撑：机器人技术及应用、机电传动与控制.现代机械设计方法等

授课时间：周五3-4节，2.4-14周授课地点：松山湖校区/6E305

答疑时间、地点与方式：1,姆次上课的课前、课间和课后答疑：2.保次发放作业时，采用集中讲解方式；3.通过微信、电话、电子邮件等进行答疑

课程考核方式：开卷＜）闭卷（4）课程论文（）其它（）

使用教材।

（1），:MATLAB程序设计与应用（第3版）》，刘卫国主编,高等教育出版社,2017年

课程同介：

,iMATLAB数俏计算与工程应用》是机械电子工程专业的一门选脩课，属于实践教学课程。Mmlab是款由MaUw。*公司推出的科学计算软件，

代表了当今国际科学计算软件的先进水平。Mailab起赛于矩阵运算，其除了在数学、图形与编程领域表现优异，还拥有海量优质工具箱、实时脚本编辑

器、图形用户界面设计工具、Simulink组件等强大功能，广泛应用「求静教学模型、数据处理及可视化'算法开发等场景，是科学家与工程师的必招工

具。通过木课程的学习，使学生熟练掌握MATLAB语言的蕃木概念、蕃本内容，包括数值计算、绘图功能、程序设计方法等，培养学生运用MATLAB

解决实际工程问题的能力.

课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：

课程教学目标支撑毕业要求指标点毕业要求

目标1

1.2能针对工程系统或过程1.能够将数学、自然科学、工程基础和机械设计制

培养学生根据工程问胞构建数学模里的能力并掌握数值计算方法，

建立数学铁型并求解：造及其自动化专业知识用于解决发朵工程向整

培养学生利用科学计算软件解决更杂机械工程问题的觉力.

4能修基于科学原理并采用科学方法对机电产品

目标243能鲂时实脸结果进行分

设计、开发、制造、管理等过程中的复杂机枇I：程

培养学生进行数据处理及可视化的能力，能第对仿式结果进行分析折和斛释,并通过信息综合

问SS进行研究，包括实验设计、分析与数据耕择，

和解科.并通过信息嫁合得到合理有效的结论的能力，得到合理有效的结论：

并通过信息粽合得到合理有效的结论

5.2他够选择与使用恰当的5使用现代工具：能修针对机电产品设计、开发、

目标3

仪器、信息资源、工程工具和制造、管理等过程中的复杂机械工程问题.开发、

培养学生MATLAB语言编程以及衣间梢助义档的能力，能够利用

专业模拟软件，对纪杂机电选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和侑

MATLAB在教学、图形、编程方面的优势，以及工具箱等组件，对

工程向即进行分析、计算与息技术工具,包括对复杂机械工程何起的顶沌与梗

纪杂机械工程问遨进行分析、计算与设计。

设计：拟，并能够理解其局限性.

课程思政目标：通过课程的学习，培养学生的人文关彳、爱国精神以及用队合作精神，培养学生的全局就。用证观,养成严谨的科学态度、实事求是的

工作作风以及良好的职业素养.

理论教学进程表

教学模式

学时教学方支撑课程

周次教学主题授课教师教学内容（电点、难点、课程思政融入点）作业安排

ft（践上/线下法目标

MATLAB概述

MATLAB基础重点：了解MATLAB功能,掌握其学习方法

22线上讲授

知识课程思政触入点：从MATLAB被禁用谈自主创新的重n标2

要性

MATLAB编程入门

重点：矩阵概念、操作、运算及应用

MATLAB矩阵

52难点：矩阵的索引线下讲授作业1目标3

索引及运算

课程思政融入点：从矩阵编程思思谈工作效率的­£要

性

MATI.AB程序流程控制

MATLAB程序重点：三种基本结构（顺序结构.选择结构、循环结构）

作业2目标3

7李思觅2的实现万法、函数的定义与使用线下讲授

流程控制

难点•程序控制结构

利用进行MATLAB数据分析

MATLAB数据

9李思觅2重点：数据fft处理、插值、推合线下讲授作业3目标？

分析

难点：数据插值及拟合

MATLAB在方程数伯求解的应用

MATLAB方程

112重点：特征值求解、线性方程组求解.最优化向遴求解线下讲授作业4目标1

数值求解

难点：最优化求解

MATLAB符号MATLAB在符号计算中的应用

13李思觅2线下讲授作业5目标1

计算重点：符号计算基的

难点：万程符号求解

合计：12

实践教学进程表

项目

类型

（验数学支撑课程

周次实睑项目名称授课教师学时教学内容（重点、难点、课程思政融入点）

证/综方式目标

合/设

计）

妫系MATLAB的界面,掌握常用命令,掌握帮助文档

的使用，了解MATLAB工具箱

熟悉上机实验，1人一

市点：帮助文档的仲和3：）目标2

MAT1.AB界李思觅2组，完成布置的实

4难点，矩阵编程思想

面及基本操作验内容

课程思政融入点：从MATLAB发展谈星星之火可以爆

原

MATLAB编程入门

上机实聆，1人一

矩重点：矩阵操作及运算粽合

MATLAB目标3

6李思觅2组，完成布置的实

阵索引及运算难点：矩阵的宏引

脸内容

MATLAB程序流程控制

卜机桀粉.1人一

MATLAB程

款点：三种基本流程结构•踪合

李思觅2组,完成布置的实目标3

8序流程控制

戏点：选择合适的程序控制结构验内容

利用MATLAB进行数据分析

利用上机实验，1人一

李思觅厘点：数据顶处理、插值、拟合组，完成布置的实目标

10MATLAB进2综合2

除内容

行数据分析难点：数据插值及拟合

利用

利用MAT1.AB求解线性代数同应上机实验，1人一

MATL/XB求李思觅重点：特征值求解、线性方程组求解•踪;组.完成布置的实

122目标1

解俄性代数问

难点：线性方程组求解验内容

KS

利用

H用MATLAB求解最优化问题上机实验,1人一

MATLAB解蛆,完成布置的实

14李思见2承点：戏性和北线性规划综合目标1

决最优化问题5金内容

电点：利用优化工具箱求薪优化问时

中

合计:12

课程考核

评价依据及成缜比例(％)权里(%)

序号课程目标支撑毕业要求指标点

个人作业实验报告文献检索

1目标I1-331310026

2目标24331320036

3目标35-241420038

合计1040500100

注।（1）考核环节应能支撑课程目标所述能力的达成；＜2）各类考核评价的具体评分标准见《附录।各类考核评分标准表》.

备注:

附录：各类考核评分标准表（仅供参考）

作业评分标准

评分标准

权重

教学目标要求观测点0(0-

A(90-100)B(80-89)C(60-79)(100%)

59)

目标1

培养学生根据工程问即构概念不

数值计算概念比较清楚,

建数学模型的能力并掌握概念清楚，答即正概念基本清楚.人不人

城本慨念作业比较认真,26

数值计算方法,培养学生确C答题基本正确.答应指

掌握程度答题比较正确。

利用科学计算软件解决复误较多.

条机械工程问SS的能力，

目标2

培养学生进行数据处理及粗念不

数据处理概念比较清楚,

可视化的能力，能防对仿解密用路消晰,计概念她本清楚，太清楚，

方案正确作业比较认真,36

真绍即进行分析和解棒，算正确答题基本正确。答题错

性答题比较正确.

并通过信息综合得到合理说较多。

有效的结论的能力.

目标3机械工程问题分析洎晰,按问题分析基本问题分析较清何题分

培养学生MATLAB语言问题分析时完成,书写工整、清晰，按时完断,按时完成.折不清38

涮程以及查阅楮助文档的与报告书清*,符号、单位等成,书写清晰.书写较为一搬.%未交

能力,能场利用MATLAB写按规范要求执行主要符号、埴位部分符号、单位作业或

在数字、图形、娘程方面的按照规范执行按照规范执行后期补

优势.以及工具箱等组件.交,不能

对更杂机械工程问题进行辨识,符

分析、计算与设计.号、单位

等不按

照规范

执行

小组作业评分标准

评分标准权里

教学目标要求观测点

A(90-100)8(80-89)C(60-79)D(0-59)(100%)

目标2

能够根窕零件加工要求及现有条件，借

对比分析零件加

助文献研究，综合分析•股机械加工方物本健正确运用相关知

r要求及现仃条徒熟练正痛运用相关知能正确运用相关知识和不交作业或作

法和刀具的特点及其局限性，合理选用识和文能研允.用本合

件的合理程度.识和文赋研究.合理对文廿研究.较为合理无业.解答中察

加工机床及刀具:能验利用机械加工新理对比分析零件加工要

结合文赋研究.比分析W件加工要求及比分析零件加工要求公念、方案及解40

度、衣面质量的牖本知识，借助文献研求及现有条件,班本正

所选用刀具、机现向条件,正确所选用现有条件，较为正砒所咫存在产甑错

究，通过现象分析获得影响零件机械加确所选用刀具，机床等

床等工具的正确刀具、机床等工具.选用刀具、机床等工具.谩.

工质化的关键因素，提出提高机械加工工具.

性.

扬量的工艺措葩。（支撑甲业婪求指标点

2.4）

目标3

能妨利用机床夹具设计的基本原理、定

位误差计算等工程知识,根据不同零件

能合理分析多件加工需

加工要求设计出具有效率和成本怠识根据笔件加工要能较为介理分析零件加虢夔本介理分析事件加

求,热缘正确运用相关不交作业或作

的夹具，能够在设计环节中体现创新意求・判别分析天r需求.正碉运用相关工甯求•某本正砒运用

知识和文献研究，分析业.解答中依

识:能够利用零件和装配体工艺路线拟共设计今性的正知识和文忸研究.分柠相关知识和文献研究.

先共设计的正确性及存念.方案及解41)

订的基本知识、原则及加工工乞规程端确程度.所提交夹具设计的正确性及有分析夹具设计的正碉性

在的何思.所应夹具设迎存在严很锚

制的一段方法等相关工程知识,针对不共设计方案的台在的问题.所提夹具设及存在的何KS・所提夹

计方窠合理。误。

同零件（奘配体）及其结构特点而设计理性：计方累较为合理.M设计方案更本合理.

出恰当的加工路线、制定出具有效率与

成本意识的、满足工艺逻辑思维的、并

符合法律法规要求的制造1：艺及生产

流程.

（女用毕业要求指标点3.2）

阵述的逻辑性

陈述的花新性尚可问题不足问题我达

陈述的逻辑性强向表陈逑的超软性较强向通

目标4:能助就机械制造相关问密进15

PPT讲解送达基本沛斯结论基本不第清席结论10

行陈述发言，清晰衣达研究或设计的具达清晰结论准确道当表达较清晰结论适当

适当不当或没有结

体思想、思路、方案、所采取的措施和

论

效果第，并能与业界同行及社会公众进网答问题不够

行有效沟通和交流.回答向鹿正确回答何圈正端回答问不基本正确正确

（支撑毕业要求指标点10.1）提问交流潴将说服财方接殳自己班本健够说摄对方认可基本悠够说取对方认可无法说出对方10

的观点自己的现戊自己的观点接受自己的受

点

实验评分标准

评分标准权重

教学目标要求

A(90-100)8(80-89)0(60-79)0(0-59)(100%)

目标1能按照要求较为准确提不便按照要求探

货拉鼠要求热擦准的操能按蚂要求北本准确操作、获

能够运用金属切削过程的基本知识、原理和计作、米行较为有效数据.作，实验态度马

作.铁得疗效数据、进行得站点有效数据，进行基本正

算方五等知识对机械制造过程中的现象进行进行较为正硼的数据分虎，实敢救逛不克

正破竹攻抿分析与相应确的软据分析与相应曲线绘

友述、解择和分析，以及将这些知识应用于制析与相应曲线绘制,指出祭或不正确,不俺50

曲线绘刖、指出数蛤的提制，推出数据的提示及实验的

造过程的工艺设计，相关设备、工装的结恂布数蛎的提示及实验的可进行有效的数妪

示及实验的可能改进可能说进.供写出基本旗范的

局与设计、机电系统控制手段及改进等；能改避,撰写出规低的实分析,实脍报告敷