0923D01012-Matlab程序设计-2023版人才培养方案教学大纲.docxVIP

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2024-09-21 发布于北京
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ADDINCNKISM.UserStyle《Matlab程序设计》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

0923D01012

开课单位

数学与信息科学学院

课程名称

（中文）Matlab程序设计

（英文）MatlabProgramDesign

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

课程学时

课程类别

学科基础课程（学科拓展课）

先修课程

数学分析、高等代数、程序设计基础等

适用专业（类）

数学与应用数学专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《Matlab程序设计》课程是数学与应用数学专业的一门学科拓展课程，旨在训练学生程序化设计、数学建模和分析的能力、以及培养学生依托MATLAB解决实际问题的能力。本课程主要基于Matlab语言进行程序设计，涉及到数学分析、高等代数、常微分方程等课程中的相关理论。本课程内容主要包括MATLAB运算基础、矩阵分析与处理、三种基本结构程序设计、绘图、数据分析与多项式计算、数值微积分与方程求解、符号计算、Matlab数据挖掘等。通过本课程的学习，将为后续数值计算、数学建模、运筹学、数学物理方程、矩阵论、数学软件与实验等专业课程的学习打下基础。

（二）教学目标

通过学习本课程，可使学生掌握Matlab这一计算机编程工具，理解Matlab功能实现的数学背景与算法原理，特别是掌握使用Matlab进行数学问题求解的基本规律，从而促进计算机和应用数学专业的相结合，促进对本专业理论知识理解的提升和计算机应用水平的提高，进而能够在数学建模及科学研究中独立解决问题。

课程目标1：培养学生具有编程求解各类数学问题的基本能力；

课程目标2：培养学生的算法设计以及运用Matlab编程实现该算法的能力；

课程目标3：培养学生依托Matlab分析问题、解决实际问题的能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-3：掌握数学应用类问题的分析方法

课程目标1

课程目标3

10%

1-4：掌握计算机基础理论及方法

课程目标1

课程目标2

课程目标3

40%

2-1：具有良好的数学思维能力

课程目标1

2-2：具备从事科学研究、教学的能力

课程目标1

课程目标2

课程目标3

2-3：具备应用知识独立分析解决问题的能力

课程目标1

课程目标2

课程目标3

10%

3-2：具有一定数学建模和利用工具解决问题的能力

课程目标1

课程目标2

课程目标3

15%

3-3：具有一定的数据处理和分析能力

课程目标1

课程目标2

课程目标3

15%

四、教学方式与方法

理论教学：结合各部分教学内容，采用多媒体与在线课程相结合的方式，讲解Matlab的基础知识、编程语法及常用功能；

实验教学：通过上机实验，让学生在实践中掌握Matlab的操作技能，培养动手能力；

案例分析：通过分析实际问题，引导学生运用Matlab进行求解，提高应用能力；

讨论与互动：鼓励学生提问、讨论，增强学习兴趣和主动性。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

Matlab矩阵分析与处理、选择结构和循环结构程序设计、Matlab绘图、数据分析与多项式计算、数值微积分与方程求解、Matlab符号计算、以及外部程序接口。

（二）教学难点

选择结构和循环结构程序设计、Matlab绘图、数据分析与多项式计算、数值微积分与方程求解、Matlab数据挖掘。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

Matlab运算基础

熟悉Matlab系统环境；掌握Matlab中的数据表示方法、四则运算以及常见函数的运用；掌握建立矩阵的方法；学会查看Matlab工作空间的使用情况并会保存全部变量。

必修

课堂讲授，案例演示，学生实践

验证

课程目标1

课程目标2

Matlab矩阵分析与处理

理解分块矩阵、常用特殊矩阵的概念和创建方法；掌握矩阵的变换与求值、矩阵的特征值与特征向量的求解、稀疏矩阵的处理方法等；掌握线性方程组的求解。

必修

课堂讲授，案例演示，学生实践

验证

课程目标1

课程目标2

选择结构和循环结构程序设计

掌握建立和执行M文件的方法；掌握利用if语句实现选择结构的方法；掌握利用switch语句实现多分支选择结构的方法；掌握利用for语句实现循环结构的方法；掌握利用while语句实现循环结构的方法；熟悉利用向量运算来代替循环操作的方法。

必修

课堂讲授，案例演示，学生实践

验证

课程目标1

课程目标2

函数文件

理解函数文件的概念；掌握定义和调用Matlab函数的方法。

课堂讲授，案例演示，学生实践

验证

课程目标2

课程目标3

Matlab绘图

熟练掌握plot/plot3、mesh

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