科学计算与Matlab编程课程教学大纲.docx

《科学计算与MATLAB编程》课程教学大纲

课程名称：科学计算与MATLAB编程

ScientificComputingandMATLABProgramming

课程编号：021060340

课程性质：□必修R选修

课程类别：□通识课程R专业课程￡实践教学

适用专业：新能源科学与工程

课程学时：总学时32，其中：理论20、实验12

课程学分：2

应开课学期：第六学期

先修课程：大学计算机、C语言、线性代数

任课学院、系部：能源科学与工程学院新能源科学与工程系

一、课程简介

本课程为新能源科学与工程专业的专业选修课。MATLAB是由MathWorks公司1985年推出的一种面向科学与工程的计算软件，它具有极强的数值计算、图形文字处理、数据分析、动态仿真、信号处理等功能，涉及了数值分析、自动控制、信号处理、图像处理等十几个领域的计算和图形显示，功能强大。因此，将MATLAB引入教学，强化应用能力培养，学生在学习专业基础课程时，增加工程应用背景，在打好专业基础的同时，提高学生的应用、创新意识。课程设置总学时32学时，由理论教学和实验教学两部分组成。

二、课程教学的目标及与毕业要求的关系

（一）课程目标

课程总目标：通过本课程的学习，培养学生利用MATLAB软件处理问题的思维方式和程序设计的基本方法，启发学生主动将MATLAB引入到其它基础课和专业课。

课程目标1：学习和掌握如何利用MATLAB对所学理论、原理和方法进行计算机仿真，通过仿真，加深对所学知识的理解和掌握，解决学习相关课程中遇到的抽象问题，为后续专业课程的学习奠定基础。

课程目标2：通过工程软件在新能源科学与工程专业基础课程的应用，提高学生动手能力、分析问题与解决问题的能力，到达对学生的工程意识培养的目的。

（二）课程目标与毕业要求的对应关系

本课程目标支持的主要毕业要求如下表：

课程目标

毕业要求

1．学习和掌握如何利用MATLAB对所学理论、原理和方法进行计算机仿真，通过仿真，加深对所学知识的理解和掌握，解决学习相关课程中遇到的抽象问题，为后续专业课程的学习奠定基础

毕业要求1：工程知识，能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。

毕业要求2：问题分析，能够应用新能源科学与工程理论与技术，并结合数学、自然科学等基本原理，通过理论分析和文献研究，对新能源勘查、开发、利用过程中遇到的问题进行综合分析。具备独立思考、善于发现和提出问题并独立分析工程问题的能力，掌握基本的分析问题和总结归纳的方法。

2．通过工程软件在新能源科学与工程专业基础课程的应用，提高学生动手能力、分析问题与解决问题的能力，到达对学生的工程意识培养的目的

毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。

毕业要求5：使用现代工具能够针对新能源勘查、开发及综合利用中的问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。

三、课程教学的基本内容及教学安排

（一）课程教学的内容及学时安排

知识单元

知识点

学时数

课程目标

线下

授课

线上

授课

实验

/实践

1.MATLAB系统环境

知识点1.1：MATLAB概貌；

知识点1.2：MATLAB系统环境的准备；

知识点1.3：MATLAB操作界面；

知识点1.4：MATLAB基本操作；

1

课程目标1

2.MATLAB数据及其运算

知识点2.1：MATLAB数值数据；

知识点2.2：MATLAB矩阵的表示；

知识点2.3：变量及其操作；

知识点2.4：MATLAB常用内部函数；

知识点2.5：MATLAB运算；

知识点2.6：字符串；

知识点2.7：结构数据和单元数据；

3

1

课程目标1

3.MATLAB矩阵分析与处理

知识点3.1：特殊矩阵；

知识点3.2：矩阵变换；

知识点3.3：矩阵求值；

知识点3.4：矩阵的特征值与特征向量；

知识点3.5：稀疏矩阵；

2

1

课程目标1

4.MATLAB程序设计

知识点4.1：M文件；

知识点4.2：程序控制结构；

知识点4.3：函数文件；

知识点4.4：特殊形式的函数；

知识点4.5：程序调试与优化；

3

2

课程目标1

5.MATLAB绘图

知识点5.1：二维图形；

知识点5.2：其他形式的二维图形；

知识点5.3：三维图形；

知识点5.4：隐函数绘图；

知识点5.5：