MA技术基础及教程2

32360032《MATLAB语言与应用》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称MATLAB语言与应用课程英文名称MATLABLanguageandApplications课程编号32360032课程模块□思想政治理论课□通识教育课□专业基础课☑专业课课程性质□必修□限选☑专业任选□任选总学时32讲授学时20实验学时12总学分2开课单位数学与计算机学院开课系（室）物联网工程系授课对象物联网工程专业本科学生适用专业物联网工程专业先修课程高等数学、线性代数、程序设计基础（C）执笔人徐国保审核人审批人修订时间2021年5月二、课程简介和教学目标课程简介《MATLAB语言与应用》是物联网工程专业人才培养方案中的专业任选课，其授课对象为物联网工程专业的本科生。授课内容主要包括矩阵运算、符号运算、程序设计方法、图形功能、Simulink仿真和理工科实际应用等内容。MATLAB语言已逐渐成为线性代数、高等数学、大学物理、数学建模、数字图像处理等课程的基本教学工具。通过本课程的学习，使学生应掌握MATLAB语言的基本使用方法，初步熟悉并掌握使用相关专业的工具箱，为后续课程的学习、工程设计和科学研究打下基础。本课程能够将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题的目标，培养学生的学习能力，思维能力和创新能力，掌握专业技能和应用技能、具备专业素质和创新素质，对物联网工程领域复杂工程问题建立数学模型并求解，确定解决方案并进行分析，预测和仿真模拟等方面具有重要作用。同时通过该课程的学习，使学生了解MATLAB历史，学习科学家的工匠精神，植入国内著名软件公司的介绍，培养学生的爱国与担当精神，使学生的学习能力提升的同时，精神层面也得到升华。教学目标教学目标1：掌握利用Matlab矩阵运算，符号运算，优化理论，能针对本领域特定的需求进行分析，能够在设计中综合利用专业知识和新技术，体现创新意识。通过培养学生对物联网工程需求进行分析，培养学生多角度全方位思考问题及勇于创新的精神。教学目标2：掌握MATLAB的数据类型、矩阵创建、矩阵运算、矩阵分析、三种程序结构、脚本文件、函数文件、MATLAB数值计算、符号运算、数据可视化等基本知识；能够对复杂物联网工程问题所涉及的实验结果、技术指标进行分析与解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。通过该课程的学习，使学生了解MATLAB历史，学习科学家的工匠精神，植入国内著名软件公司的介绍，培养学生的爱国与担当精神，使学生的学习能力提升的同时，精神层面也得到升华。教学目标3：利用MATLAB软件，具备简单案例的独立编程能力，对于复杂工程问题进行预测和仿真模拟、并对结果进行合理评价的能力。通过加强学生实践训练，培养学生严谨认真、精益求精、坚持不懈和勇于探索的科学精神。教学目标对毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标1毕业要求指标3.2能够针对本领域特定的需求进行分析，基于工程规范设计及实施相应的系统或模块，能够在设计中综合利用专业知识和新技术，体现创新意识。教学目标2毕业要求指标点4.4能够对复杂物联网工程问题所涉及的实验结果、技术指标进行分析与解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。教学目标3毕业要求指标点5.3能够使用现代工具对复杂物联网工程问题进行预测和仿真模拟，并对结果进行合理评价，并能够分析在具体工程实践中的局限性。三、理论教学内容及基本要求表1理论教学内容及学时安排序号学时教学内容学习内容（含重点、难点）教学方式评价方式支撑教学目标12MATLAB语言概述（1）了解MATLAB的发展、MATLAB的特点和MATLAB的环境。（2）掌握MATLAB的帮助系统、数据类型、运算符和初步使用。（）（3）介绍MATLAB历史，学习科学家的工匠精神，植入国内著名软件公司的介绍，培养学生的爱国与担当精神，使学生的学习能力提升的同时，精神层面也得到升华。线上与线下混合式教学课程论文+单元测试1、224MATLAB矩阵及其运算（1）了解MATLAB的矩阵的修改、矩阵的分析、结构数组和元胞数组；（2）掌握MATLAB的矩阵的创建、矩阵的基本运算，字符串的创建。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试1、234MATLAB程序结构和M文件了解函数的参数和函数的变量。理解程序调用。掌握顺序结构，选择结构和循环结构。（）掌握M文件和函数文件。（）掌握主函数和子函数。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试2、344MATLAB数值计算掌握多项式的创建和运算。（）掌握数据插值。（）掌握数据拟合。（）理解数据统计和数值计算。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试2、352MATLAB符号计算了解符号运算的特点掌握符号对象的创建和使用。理解符号多项式函数运算。（）掌握符号微积分运算。（）理解符号方程求解。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试1、262MATLAB数据可视化掌握二维曲线的绘制。（）掌握二维特殊图形的绘制。理解三维曲线和曲面的绘制。（）掌握MATLAB图形窗口的应用。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试2、372Simulink仿真基础了解Simulink的基本概念。掌握Simulink的一般使用方法。理解Simulink的模块库和模块。掌握Simulink模块操作及建模。（）理解Simulink模块及仿真参数设置。（）线上与线下混合式教学课程论文+单元测试1、2说明：有“（）”标注的内容是学习重点，有“（）”标注的内容是学习难点四、实验教学内容及要求表2实验内容及学时安排序号学时实验项目名称实验内容及要求实验类型评价方式支撑教学目标12MATLAB运算基础（1）认识MATLAB基本用户窗口。（2）学习使用常见函数。（3）熟悉常见数学函数。验证+操作演示验收，实验报告2、322MATLAB矩阵及其运算（1）练习向量和矩阵的创建和修改。（2）练习特殊矩阵创建。（3）掌握矩阵的基本运算。（4）练习字符串的创建和运算。（5）掌握线性方程组求解。验证+操作演示验收，实验报告2、332MATLAB程序结构和M文件会编写顺序结构，选择结构和循环结构程序。编写M脚本文件编写函数文件验证+设计性演示验收，实验报告2、342MATLAB数值计算掌握多项式及运算。掌握数据插值。掌握数据拟合。练习数据统计。理解数值计算。验证+操作演示验收，实验报告2、352MATLAB符号运算掌握符号对象创建方法掌握符号计算验证+操作演示验收，实验报告2、362MATLAB数据可视化（1）掌握二维曲线和图形绘制（2）二维特殊绘图（3）了解三维曲线和图形绘制（4）掌握图形修饰和控制验证+综合演示验收，实验报告2、3五、考核及成绩评定方法本课程考核包括理论和实验两部分，总分100，其中考核指标点3.2的约占20%，考核指标点4.4的约占56%，考核指标点5.3的约占24%，具体考核指标、比例如表3所示：表3课程考核指标一级考核指标二级考核指标三级考核指标指标内容分数比例指标内容分数比例指标内容分数比例支撑毕业要求指标点理论80%课程报告80%报告选题及难度20%3.2、4.4、5.3问题分析、编程及结果分析60%报告撰写及格式20%单元测试20%线上测试100%3.2、4.4、5.3实验20%实验态度20%纪律意识30%4.4、5.3工作态度40%协作精神30%实验过程30%实验原理30%实验操作50%实验素质20%实验结果50%结果正确性10%实验报告质量60%分析研究能力30%表4课程目标达成考核与评价方式及成绩评定对照表课程目标支撑毕业要求指标点考核与评价方式及成绩比例（%）成绩比例（%）测试(16%)实验(20%)论文(64%)课程目标1指标点3.2041620课程目标2指标点4.41683256课程目标3指标点5.3081624合计162064100说明：表3、4中占比数据是大致数据，考核指标点实际占比可以进行调整，但建议上下浮动不超过10%。各项考核指标评分标准参见附录。附录1、课程论文评分参考标准表5课程论文评分参考标准考核项目支撑课程目标分值考核标准点得分论文选题及难度教学目标1：掌握利用Matlab矩阵运算，符号运算，优化理论，能针对本领域特定的需求进行分析，能够在设计中综合利用专业知识和新技术，体现创新意识。通过培养学生对物联网工程需求进行分析，培养学生多角度全方位思考问题及勇于创新的精神。25报告题目是物联网专业相关的课程问题，专业问题等；报告题目要有一定的难度和深度。报告写作和提交的积极性和主动性。问题分析、编程及结果分析教学目标2：掌握MATLAB的数据类型、矩阵创建、矩阵运算、矩阵分析、三种程序结构、脚本文件、函数文件、MATLAB数值计算、符号运算、数据可视化等基本知识；能够对复杂物联网工程问题所涉及的实验结果、技术指标进行分析与解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。通过该课程的学习，使学生了解MATLAB历史，学习科学家的工匠精神，植入国内著名软件公司的介绍，培养学生的爱国与担当精神，使学生的学习能力提升的同时，精神层面也得到升华50问题分析准确，；编程代码正确；实验结果正确；实验结果对比分析。报告的撰写及格式教学目标3：利用MATLAB软件，具备简单案例的独立编程能力，对于复杂工程问题进行预测和仿真模拟、并对结果进行合理评价的能力。通过加强学生实践训练，培养学生严谨认真、精益求精、坚持不懈和勇于探索的科学精神。25报告内容全面性、逻辑清晰性、章节划分合理性；报告分析是否详实具体，论文归纳总结是否到位；论文格式要规范，包括字体，图表，公式等；参考文献引用及格式要规范；综合得分2、单元测试评分标准：以线上系统标准答案为评分标准3、实验评分参考标准表6实验及报告评分参考标准分值目标90~100分70~89分60~69分0~59分实验态度和过程（权重0.3）遵守实验课堂纪律和要求，实验过程态度认真、积极主动；能独立完成实验任务；按时提交实验报告。遵守实验课堂纪律和要求，实验过程态度较认真；能在他人的提示下自行检查、排除错误；按时提交实验报告。遵守实验课堂纪律基本要求，实验过程态度不够认真、缺乏自主解决问题的主动性，实验报告提交延迟。无故缺席实验课堂或存在抄袭或造假的行为；实验态度不认真，实验报告提交严重拖延。实验结果和报告（权重0.7）完成全部实验任务内容；使用模板规范撰写实验报告；实验过程说明详尽，截图清晰，运行结果正确；实验总结详实。完成90%实验任务内容；使用模板规范撰写实验报告；有实验过程说明，截图清晰，运行结果正确；能进行实验总结。完成70%实验任务内容；使用模板撰写实验报告，内容基本规范；有实验过程说明，截图较清晰，运行结果80%正确；能进行简单的实验总结