《MATLAB编程与应用》 教案全套 孙明第1-9章 概述、变量、数组与矩阵- Simulink仿真基础

××学院教案第1次课2学时授课时间章节第1章概述教学目的与要求：了解MATLAB语言历史，主要功能；学会MATLAB的安装与基本操作；熟悉MATLAB语言使用环境。教学重点与难点：重点：MATLAB系统环境介绍。难点：MATLAB语言的背景和作用。教学内容：1、什么是MATLAB；2、MATLAB语言的发展；3、MATLAB特点及应用领域；4、MATLAB界面；5、MATLABR2022b的通用命令；6、初识MATLAB。课程思政：MATLAB的创新与“工匠精神”成就了成为一个行业领先的工具软件。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习：1.使用help函数查找det函数的用法；2.使用lookfor函数查找含用关键字norm的相关内容。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授；手段、媒介：多媒体、板书；板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：1.简述MATLABA的各个窗口的作用；2.查看MATLAB的当前目录和安装路径。完成在线题库第1章习题。本次课教学内容小结××学院教案第2次课2学时授课时间章节第2章变量、数组与矩阵教学目的与要求：理解变量、数组与矩阵之间的关系，能够熟练运用MATLAB内建函数，理解数据类型，掌握矩阵算术运算和矩阵操作。教学重点与难点：重点：矩阵基本运算。难点：内建函数。教学内容：1、数据2、变量 3、MATLAB基本函数4、MATLAB数据类型5、MATLAB数组运算6、MATLAB矩阵算术运算7、数组和矩阵操作课程思政：感受矩阵之美。另外，矩阵与其元素的关系，就如集体与个人的关系。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习：熟悉变量、数组与矩阵基本操作。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第2章习题。本次课教学内容小结××学院教案第3次课2学时授课时间章节第3章二维绘图教学目的与要求：熟练掌握和运用最基本的二维绘图函数；掌握线性直角坐标系其他二维图形绘制函数和特殊坐标系二维图形绘制函数。教学重点与难点：重点：基本作图命令、图形格式设置。难点：其他二维图形绘制函数。教学内容：1、最基本的二维绘图函数2、线性直角坐标系其他二维图形绘制函数3、特殊坐标系二维图形绘制函数4、其他形式二维特殊图形绘制函数课程思政：通过抽象思维与形象思维的结合，有利于逻辑思维、辩证思维和创新思维能力的培养。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习：用绘图语句plot画出图形。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第3章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第4次课2学时授课时间章节第四章

三维绘图教学目的与要求：熟练掌握和运用最基本的三维绘图函数，掌握绘制三维图形的其他函数、颜色控制、三维视图可视效果的控制、动画的处理方法。教学重点与难点：重点：最基本的二维绘图函数。难点：三维视图可视效果的控制，动画的处理方法。教学内容：1、基本三维绘图2、绘制三维图形的其他函数3、颜色控制4、三维视图可视效果的控制5、动画课程思政：三维绘图的学习拓展了思维空间，有利于对事物本质的领悟和理解，使逻辑思维、辩证思维和创新思维能力得到培养。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习和作业：用绘图语句plot3绘制多条三维图。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第4章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第5次课2学时授课时间章节第五章

MATLAB编程教学目的与要求：熟练掌握和运用M文件：脚本和函数，熟练掌握和运用MATLAB基本结构：顺序结构、循环结构和分支结构进行编程，掌握自定义函数的几种方式，掌握程序调试方法。教学重点与难点：重点：MATLAB语言的基本算法、函数应用和根据算法选择合适的程序结构写程序。难点：MATLAB语言的基本算法和程序结构，理解基本算法和函数、程序结构的作用，掌握基本MATLAB程序的编写方法。教学内容：1、M文件2、程序设计结构3、自定义函数4、程序调试课程思政：引出程序设计的四点感悟：识大局、拘小节、懂规矩、强能力。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习和作业：用判断语句与流程掌握语句编写程序。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第5章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第6次课2学时授课时间章节第六章

MATLAB符号运算教学目的与要求：掌握符号表达式的基本操作、符号微积分运算、符号方程求解及隐函数绘图等。掌握隐函数绘图，理解符号分析可视化。教学重点与难点：重点：符号对象的创建、符号表达式的基本操作。难点：符号方程求解、隐函数绘图。教学内容：1、符号对象的创建与运用2、符号表达式的基本操作3、符号函数微分4、符号函数的积分5、符号函数级数6符号积分变换课程思政：符号积分运算引出学习是不断积累的过程，更深刻地理解荀子《劝学篇》中“不积跬步，无以至千里，不积细流，无以成江海”的道理。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习：使用sym和syms命令定义符号变量；对符号对象进行四则运算。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第6章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第7次课2学时授课时间章节第六章

MATLAB符号运算教学目的与要求：掌握符号表达式的基本操作、符号微积分运算、符号方程求解及隐函数绘图等。掌握隐函数绘图，理解符号分析可视化。教学重点与难点：重点：符号对象的创建、符号表达式的基本操作。难点：符号方程求解、隐函数绘图。教学内容：7、符号方程求解8、隐函数绘图9、符号分析可视化课程思政：教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习和作业：练习符号方程的求解方法；练习funtool图形化符号函数计算器的使用方法；练习用taylortool函数进行可视化泰勒级数展开。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第6章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第8次课2学时授课时间章节第七章

文件I/O操作教学目的与要求：掌握对MAT文件、文本数据、电子表格数据、图像文件、音视和视频文件以及二进制文件或ASCII文件进行打开、关闭和存储等操作。教学重点与难点：重点：MAT文件输入输出的基本操作。难点：高级文件I/O操作和低级文件I/O操作。教学内容：1、概述—常用的可读写文件格式2、高级文件I/O—标准文件格式 3、低级文件I/O课程思政：通过读取经典歌曲《我的祖国》，既领略了深厚的文化内涵，又可感受炙热的爱国主义情感。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习：练习使用常用的两种文件I/O操作load和save函数对文件进行输入输出（I/O）操作。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第7章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第9次课2学时授课时间章节第八章

MATLAB数值分析与应用教学目的与要求：掌握数据拟合、数值插值、线性方程组、数值微积分、微分方程（组）数值解等。要求重点了解和掌握MATLAB数值分析在解决实际问题的应用。教学重点与难点：重点：一维、二维和多维数据插值的常用命令难点：使用多项式和指定函数进行曲线拟合的方法教学内容：1、数据拟合2、数值插值3、线性方程组4、数值微积分5、数据统计分析6、微分方程（组）的数值解课程思政：通过微分方程对生态系统建模仿真的实例，树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念。教学方法与互动设计：利用多媒体教室的优点，采用边理论教学，边上机演示的方法；随堂测验，并于同学实时沟通；课堂练习和作业：对试验数据分别用插值函数interp1和拟合函数polyfit绘制成点状分布图，将这些点连成曲线，然后转化为有意义的数学函数；同时对数据做对比和分析。教学方式、手段、媒介：教学方式：讲授手段、媒介：多媒体、板书板书设计：PPT课件板书（对重点和难点举例进行分析和说明，加深学生对重点和难点的理解）讨论、思考题和作业：完成在线题库第8章习题。本次课教学内容小结：××学院教案第10次课2学时授课时间章节第九章

Simulink仿真基础教学目的与要求：理解系统与模型的概念，熟悉Simulink模块库，掌握Simulink模型创建、子系统及Simulink系统建模应用。教学重点与难点：重点：Simulink操作难点：S函数的设计与应用教学内容：1、认识Simulink2、Simulink模块库概述3、Simulink模型的创建4、Simulink子系统建模及封装5、Simulink系统建模应用实例课程思政：通过对动态系统进行建模、仿真，有利于“系统观”的培养。教