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《MATLAB程序设计》课程教学大纲

课程名称：MATLAB程序设计

课程编号课程性质：专业方向课

适合专业：应用物理学

先修课程：大学计算机基础，高等数学

开设学期：第五学期

考核方式：考查或考试

总学时：36

学分：2

课程教学目标

《MATLAB基础》课程是一门重要的计算机仿真语言课程。其主要任务是使学生学习MATLAB中的矩阵运算、多项式处理、控制语句、绘制二维、三维图形和一些常用函数及工具箱等；实验课是本课程重要的教学环节，其目的是使学生掌握MATLAB的基本编程技巧，熟练地编写MATLAB程序；熟悉SimuLink仿真的基本方法和元件构成；了解MATLAB符号运算工具箱的使用方法，使学生具备一定的使用MATLAB语言进行编程和仿真的能力。

（二）课程的目的与任务

通过本课程的学习使得学生能够掌握：

理解MATLAB系统的基本组成，掌握MATLAB软件的安装、启动、关闭以及基本的数值计算等；

掌握如何应用MATLAB软件产生矩阵，并对矩阵进行数值操作，比如：矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操作等。掌握产生特定矩阵的函数的使用方法，比如：rand，randn,randi,magic等；

掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添加注释，坐标轴等。能够应用绘图函数plot,plot3,mesh,surf等绘制2-D，3-D图像

掌握MATLAB基本的语法格式、语义规则。能够应用MATLAB编写脚本文件与函数。掌握基本的语句格式，比如：循环语句，控制语句，条件判断语句等。

掌握如何建立基本的数据分析框架流程等，能够应用MATLAB进行特定数据的分析，建立数据分析的基本模型等。

掌握基本的图像用户界面建立的基本方法，基本技巧等。理解创建图像用户界面的基本步骤。掌握MATLAB指导建立GUI界面的基本方法，步骤等。能够应用GUI界面解决简单的科学问题。

三、课程教学基本要求

本课程理论教学的基本要求是使学生了解MATLAB的操作环境，掌握MATLAB编程语言的基本语法，掌握MATLAB基本的语法格式、语义规则。能够应用MATLAB编写脚本文件与函数。掌握如何应用MATLAB软件产生矩阵，并对矩阵进行数值操作，比如：矩阵合并、矩阵行操作、矩阵列操作以及矩阵元素操作等。掌握基本的绘图函数，能够对特定数据进行绘图。掌握图编辑技巧，添加注释，坐标轴等。能够绘制二维曲线，三维曲面等。掌握基本的数据分析框架流程，能够利用MATLAB进行简单的数据分析。通过本课程的学习，旨在提高学生解决实际问题的能力、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，为他们今后从事专业学习、科研活动和继续深造打下扎实的基础。本门课程的主要教学内容包括：概述、矩阵与阵列、绘图、编程、数据分析、创建图像用户界面以及桌面工具与开发环境等章节内容，为未来从事面向对象应用程序开发工作打下坚实的基础。

四、教学学时分配数

本课程教学总时数为36学时（上机实验18学时），具体课时分配见课时分配表：

章次

内容

学时安排

小计

讲课

上机

1

概述

1

0

1

2

矩阵与阵列

6

6

12

3

绘图

3

3

6

4

编程

4

6

9

5

数据分析

2

3

5

6

图像用户界面

1

0

1

7

桌面工具与开发环境

1

0

1

合计

18

18

36

五、大纲内容：

第1章MATLAB简介

教学目的与要求

1.理解Matlab的工作环境以及帮助系统；

2.掌握Matlab的工作环境。

教学内容

1.MATLAB为什么被称为‘理工科黄金软件’；

2.MATLAB和其他高级语言有什么不同；

3.MATLAB的运行环境。

教学提示：多媒体教学,课堂授课与上机操作结合

教学重点和难点：MATLAB软件的安装与调试

第2章矩阵与阵列

教学目的与要求

1.掌握变量和数组、多维数组定义；

2.掌握数组元素的存取；

3.掌握保留字符、数据形式和显示；

4.掌握变量和数组运算。

教学内容

矩阵与魔方矩阵

输入一个矩阵

矩阵求和，转置，取对角等操作

矩阵表示

变量与数值运算

基本操作与函数

特定函数产生矩阵.

数据调入与保存函数.

矩阵合并

多维数据与伸缩变换

矩阵元素操作

矩阵行列变换

矩阵四则运算

教学提示：多媒体教学,课堂授课与上机操作结合

教学重点和难点：

矩阵基本操作

矩阵表示

特定函数产生矩阵.

矩阵合并

多维数据与伸缩变换

矩阵行、列变换

矩阵四则运算，矩阵的乘法规则等

上机：矩阵输入，矩阵行列操作，矩阵四则加减操作等。数字图像的合并与提取。

第3章绘图

教学目的与要求

理解MATLAB绘图基本原理，绘图类型等；

掌握MATLAB绘