《MATLAB绘图与数值计算》课程教学大纲

《MATLAB绘图与数值计算》课程教学大纲课程编号：0604065课程总学时/学分：36/2（理论课18学时+实验课18学时）课程类别：专业任选课一、教学目的和任务课程是为电子科学与技术等专业本科生开设的选修课。它是在学生学完了线性代数、高等数学、电路分析、C语言等课程之后进行的一门数值计算和数据图示为主要内容的选修课程。通过本课程的学习，学生应掌握基本的MATLAB编程能力。二、教学基本要求本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，循环和条件分支等控制流语句。课程最后简介MATLAB语言中的几个主要工具箱，为后续的专业课程提供有力的工具。本课程以讲课和上机实验相结合的方式进行，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。三、教学内容及学时分配第一章MATLAB概述（3学时）了解MATLAB软件的发展历史，MATLAB的基本情况，以及学习MATLAB的意义，熟悉MATLAB语言使用环境。结合多媒体授课演示MATLAB应用程序各功能模块说明。讲解一些用MATLAB解决实际问题的实例（如语音信号分析、数模竞赛题等）。本章教学要求：讲解MATLAB基本的操作环境和常用命令。教学重点：MATLAB的特点及其与C语言的关系教学难点：MATLAB的语法特点[实验名称]MATLAB安装及基本使用实验[实验要求]学生能够独立安装MATLAB软件，会运行简单的基本命令，能解决安装及使用过程中遇到的问题，掌握MATLAB的基本使用方法。[实验学时]3第二章MATLAB数据类型及矩阵操作（2学时）学习MATLAB语言基本操作，熟悉基本操作命令。掌握系统函数、基本数学函数、特殊数学函数、矩阵函数以及常用的字符串处理命令、字符串函数、结构阵列和单元阵列。了解矩阵输入方法、矩阵元素引用、矩阵运算、数组运算。重点掌握MATLAB的基本数据类型是矩阵，彻底领会矩阵的含义和用法。本章教学要求：⑴讲解、指导学生掌握MATLAB基本的数据类型。⑵讲解、指导学生掌握MATLAB矩阵操作的要点。教学重点：MATLAB矩阵操作的要点教学难点：MATLAB矩阵的基本运算函数[实验名称]MATLAB矩阵实验[实验要求]掌握MATLAB基本的语法，熟悉矩阵基本操作命令。掌握基本数学函数、以及常用的字符串处理命令、字符串函数。完成测试1。[实验学时]3第三章绘图功能（3学时）掌握MATLAB二维图形的绘制方法和相关的函数，了解三维图形和图形高级操作。本章教学要求：讲解、指导学生掌握MATLAB基本的图形绘制命令，包括plot等二维绘图函数以及三维绘图函数、动画的制作函数等。教学重点：plot绘图函数的讲解及使用方法。教学难点：曲面绘图函数、动画制作函数。[实验名称]MATLAB绘图实验[实验要求]熟悉MATLAB基本的绘图函数，进行上机实验，并完成测试2。[实验学时]3第四章MATLAB文件操作（2学时）掌握MATLAB软件中磁盘文件（二进制文件和文本文件）读写操作本章教学要求：讲解、指导学生掌握MATLAB基本的文件操作命令，包括文本文件和二进制文件的读写操作命令。教学重点：文本文件和二进制文件的读写操作命令。教学难点：二进制文件的读写操作命令以及文件指针定位函数。[实验名称]MATLAB文件操作实验[实验要求]学生通过上机实验掌握MATLAB基本文本文件和二进制文件的读写操作命令，并完成测试3。[实验学时]3第五章MATLAB数值积分与微分（2学时）掌握MATLAB数值积分与微分。本章教学要求：结合具体实例讲解、指导学生掌握MATLAB数值积分与微分命令。教学重点：MATLAB数值积分与微分函数，MATLAB的傅立叶分析函数教学难点：MATLAB数值积分与微分函数[实验名称]MATLAB数值积分与微分实验[实验要求]学生通过上机实验熟悉MATLAB数值积分与微分函数，并完成测试4。[实验学时]3第六章MATLAB解方程与函数极值（2学时）掌握解方程与函数极值。本章教学要求：结合具体实例讲解、指导学生掌握解方程与函数极值的方法和命令教学重点：MATLAB各种方程的求解函数教学难点：MATLAB中常微分方程初值问题的数值解法第七章MATLAB最优化方法（2学时）本章教学要求：结合具体实例讲解、指导学生掌握规划问题中最优化的方法和命令教学重点：常微分方程初值问题的数值解法教学难点：数值解法实例分析：导弹追踪问题，慢跑者与狗[实验名称]MATLAB解方程实验[实验要求]学生通过上机实验熟悉MATLAB常微分方程初值问题的数值解法，并完成综合测试5。[实验学时]3第八章MATLAB应用实例（2学时）本章教学要求：讲解任课教师自己在科研中用到的MATLAB的经验和实例。教学重点：MATLAB的经验和实例教学难点：利用MATLAB进行语音信号分析和处理四、推荐教材及参考书目[1]HollyMoore著，高会生等译，MATLAB实用教程（第二版），电子工业出版社，2010