精品資料（2021-2022年收藏）中國海洋大學(xué)MATLAB語言課程大綱理論課程

1、 中國海洋大學(xué) MATLAB語言 課程大綱（理論+實驗課程） 英文名稱（Matlab Language） 【開課單位】 物理系 【課程模塊】 學(xué)科基礎(chǔ) 【課程編號】 【課程類別】 選修 【學(xué)時數(shù) 】 64（理論 32 實踐 32 ） 【學(xué)分數(shù) 】 3 一、課程描述 本課程大綱根據(jù)2011年本科人才培養(yǎng)方案進行修訂。 由于MATLAB軟件強大的數(shù)據(jù)計算和圖形處理能力，使其近年來在科學(xué)計算、工程設(shè)計、經(jīng)濟學(xué)等多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同樣也成為物理系本科學(xué)生今后學(xué)習(xí)、科研和工作中幾乎不可缺少的一門專業(yè)技能，正因如此，MATLAB語言成為物理系專業(yè)學(xué)生的主要課程之一。 本課程總學(xué)時46，包括32學(xué)時的

2、理論課和32學(xué)時的實驗訓(xùn)練課。理論課與實驗課同步進行、有機結(jié)合。教學(xué)中采用解決實例問題與講授基礎(chǔ)知識相結(jié)合的教學(xué)模式，以培養(yǎng)學(xué)生程序化的思維模式及利用程序解決問題的能力。本課程與線性代數(shù)、C語言、數(shù)值分析等課程有著較強的聯(lián)系，它們之間內(nèi)容上相輔相成，學(xué)習(xí)時可以相互促進加深理解。 （一） 教學(xué)對象 本課程是物理學(xué)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，授課對象為大一學(xué)生。 （二） 教學(xué)目標 本課程的目標是讓學(xué)生掌握利用MATLAB編程解決實際問題的思路、方法和技巧，熟悉MATLAB中的各項主要功能及實現(xiàn)方式，開展對實際問題解決的訓(xùn)練，實現(xiàn)學(xué)生的編程思維的形成和編程技能的提高，培養(yǎng)能夠在科學(xué)計算及各專業(yè)領(lǐng)域從事借助M

3、ATLAB編程和開發(fā)解決實際問題的專門人才。 具體內(nèi)容上，一方面通過解讀實例程序的編寫思路，讓學(xué)生從多層面（MATLAB解決問題的流程、數(shù)值化的解題思路、程序化的流程控制方式）領(lǐng)會并逐漸形成計算機編程的思維模式，并更深刻的意識到除編程工具本身之外，基礎(chǔ)理論在解決實際問題中同樣發(fā)揮著重要的意義；另一方面通過對MATLAB程序的學(xué)習(xí)、跟做和練習(xí)，讓學(xué)生掌握MATLAB的主要內(nèi)容，包括：MATLAB編程解決實際問題的整個過程和MATLAB的代碼執(zhí)行方式、基本的矩陣操作和數(shù)值分析函數(shù)、程序控制語句和圖形繪制方法、圖形用戶界面和MATLAB程序編譯方法，以及幾種專業(yè)的工具箱的使用。 （三） 先修課程 無

4、 二、教學(xué)內(nèi)容 第一篇 MATLAB初級-學(xué)會使用MATLAB 2 （一）第1章 計算機編程應(yīng)用概述 1、教學(xué)目的和要求 了解計算機編程在科學(xué)計算仿真和應(yīng)用軟件開發(fā)上的概括；了解MATLAB在實際應(yīng)用中的價值及應(yīng)用領(lǐng)域。 2、講授內(nèi)容 1) 科學(xué)計算及仿真 2) 應(yīng)用軟件開發(fā) 3) MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域 3、教學(xué)重點與難點 重點：MATLAB在實際應(yīng)用中的價值。 難點：MATLAB與其他科學(xué)計算平臺、軟件開發(fā)工具的各種特點。 （二）第2章 領(lǐng)會、跟做第一個MATLAB程序 1、教學(xué)目的和要求 通過跟做完整的MATLAB程序領(lǐng)會MATLAB解決實際問題的流程和思路，掌握從文件讀取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)

5、據(jù)顯示到結(jié)果存儲的整個過程。 2、講授內(nèi)容 1) MATLAB簡介 2) MATLAB安裝 3) 解決實際問題流程 4) 實際問題 5) 文件讀取 6) 數(shù)據(jù)的存在方式-變量 7) 數(shù)據(jù)的顯示方式-查看、繪圖 8) 數(shù)據(jù)的處理 9) 結(jié)果的顯示與存儲 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做第一個MATLAB程序 2) 第一個MATLAB程序的衍生練習(xí) 3) 各種格式文件數(shù)據(jù)讀取與存儲 4) 不同形式的二維圖形繪制 5) 圖形窗口的柵格顯示、放大等屬性設(shè)置 4、教學(xué)重點與難點 重點：MATLAB解決問題流程的理解和整個過程的掌握。 難點：利用計算程序解決問題的認識和變量作為程序操作核心對象的領(lǐng)會。 3 （三）

6、第3章 MATBLAB三種代碼執(zhí)行方式 1、教學(xué)目的和要求 了解 MATLAB的三種代碼書寫及執(zhí)行方式；掌握由Command Window命令到m腳本，再到m函數(shù)的演變過程；掌握三種代碼執(zhí)行方式的異同和各自優(yōu)缺點及適用特點。 2、講授內(nèi)容 1) Command Window命令 2) 腳本編程 3) 函數(shù)編程 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做實例程序由Command Window命令到m腳本，再到m函數(shù)的演變過程 2) 感受Command Window命令與m腳本程序共用Work Space變量，并相互干擾 3) 練習(xí)m腳本中clear all，clc命令應(yīng)用 4) 練習(xí)m函數(shù)中調(diào)用MATLAB庫函數(shù)

7、，及庫函數(shù)追蹤查看 5) 練習(xí)m函數(shù)的主從函數(shù)結(jié)構(gòu)，自己編寫子函數(shù)并調(diào)用 6) 學(xué)習(xí)擴展MATLAB的函數(shù)搜索路徑 4、教學(xué)重點與難點 重點：學(xué)習(xí)三種代碼執(zhí)行方式及其特點。 難點：m腳本和m函數(shù)在對待變量上的不同。 第二篇 MATLAB中級-理論函數(shù)并重、嚴謹技巧兼顧 （四）第4章 矩陣分析與函數(shù)實現(xiàn) 1、教學(xué)目的和要求 了解矩陣及其運算理論對于MATLAB編程的指導(dǎo)意義；掌握MATLAB中的矩陣創(chuàng)建及基本操作函數(shù)；了解MATLAB其他矩陣分析函數(shù)及功能。 2、講授內(nèi)容 1) 矩陣的概念與運算 2) MATLAB中矩陣的創(chuàng)建與操作 3) 跟做2：二維矩陣分析與圖形展示 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做

8、實例程序2 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 各種矩陣運算的函數(shù)實現(xiàn) 4) 不同形式的三維圖形繪制 4 4、教學(xué)重點與難點 重點：領(lǐng)會理論基礎(chǔ)對于編程的意義；MATLAB中對于矩陣的可控操作。 難點：MATLAB對于矩陣中任意元及多元模塊的準確操作。 （五）第5章 數(shù)值分析與函數(shù)實現(xiàn) 1、教學(xué)目的和要求： 領(lǐng)會數(shù)值方法求解數(shù)學(xué)問題的思維模式；掌握MATLAB中的基本數(shù)值分析函數(shù)；了解MATLAB的其他數(shù)值分析功能。 2、講授內(nèi)容： 1) 數(shù)學(xué)問題求解的數(shù)值化思維 2) MATLAB中的數(shù)值分析函數(shù) 3) 跟做3：擬合、插值對比與應(yīng)用 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做實例程序3 2) 跟做程序的衍生練習(xí)

9、3) 各種數(shù)值分析的函數(shù)實現(xiàn) 4、教學(xué)重點與難點 重點：數(shù)值方法解決數(shù)學(xué)問題的思維模式；基本的MATLAB數(shù)值分析函數(shù)。 難點：數(shù)值化處理問題思維模式的形成；擬合和插值的異同。 （六）第6章 程序設(shè)計思路與技巧 1、教學(xué)目的和要求： 了解程序化的流程控制方式；掌握MATLAB中的程序流程控制語句；掌握MATLAB中程序調(diào)試的技巧。 2、講授內(nèi)容： 1) 生活中的流程與程序化 2) 程序流程控制語句 3) 跟做4：嚴謹?shù)某绦蛄鞒?4) 程序調(diào)試與優(yōu)化 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做實例程序4 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 練習(xí)程序的調(diào)試 4) 程序優(yōu)化的測試練習(xí) 5 4、教學(xué)重點與難點 重點：流程的

10、程序控制方式及MATLAB中的控制語句。 難點：針對實際問題的嚴謹?shù)某绦蛄鞒炭刂圃O(shè)計 （七）第7章 圖形屬性與靈活繪圖 1、教學(xué)目的和要求： 掌握圖形屬性設(shè)置方法和多圖繪制方法；了解圖形對象的句柄控制。 2、講授內(nèi)容： 1) 圖形屬性設(shè)置 2) 多圖繪制 3) 圖形對象操控 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做多圖繪制實例程序 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 圖形屬性的m函數(shù)及屬性編輯工具更改練習(xí) 4) 圖形對象的句柄操作練習(xí) 4、教學(xué)重點與難點 重點：圖形屬性的個性化設(shè)置及多圖繪制方法。 難點：圖形對象的句柄操控。 第三篇 MATLAB高級-可視界面、交互編程、專業(yè)應(yīng)用 （八）第8章 可視化用戶界面（G

11、UI） 1、教學(xué)目的和要求： 了解圖形用戶界面的用途和設(shè)計方法；掌握GUI的制作方法；了解GUI文件的含義和功能。 2、講授內(nèi)容： 1) 友好的用戶界面設(shè)計 2) GUI文件 3) 跟做5：GUI界面設(shè)計 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做實例程序5 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 各種GUI控件練習(xí) 6 4、教學(xué)重點與難點 重點：圖形用戶界面的用途和制作方法。 難點：GUI各控件參數(shù)的傳遞及GUI文件的功能。 （九）第9章 不同語言交互編程 1、教學(xué)目的和要求： 了解多語言交互編程的模式和思路；掌握程序語言編譯的含義及exe、dll的含義、用途；了解MATLAB使用其他語言程序的方法；了解MATLAB

12、與Word、Excel混合使用的方法。 2、講授內(nèi)容： 1) 供其他語言使用的MATLAB程序 2) MATLAB使用的其他語言程序 3) 與Word、Excel混合使用 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做m函數(shù)編譯實例程序 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 練習(xí)Notebook使用 4、教學(xué)重點與難點 重點：多語言交互編程的模式和思路；MATLAB語言的編譯。 難點：多語言交互編程接口的理解。 （十）第10章 MATLAB的專業(yè)應(yīng)用 1、教學(xué)目的和要求： 了解MATLAB在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用概括及工具箱的含義；掌握三種以上專業(yè)工具箱的函數(shù)意義和使用方法。 2、講授內(nèi)容： 1) 符號代數(shù) 2) 圖像處理 3) 通信仿真 4) 統(tǒng)計分析 5) 通信仿真 6) 金融分析 7) 人工智能 3、實驗內(nèi)容 1) 跟做專業(yè)應(yīng)用實例程序 7 2) 跟做程序的衍生練習(xí) 3) 各種專業(yè)工具箱函數(shù)練習(xí) 4、教學(xué)重點與難點 重點：學(xué)會應(yīng)用MATLAB工具箱解決專業(yè)實際問題的思路和方法。 難點：專業(yè)理論與MATLAB函數(shù)的相互融合；利用MATLAB編程解決專業(yè)問題的思路形成。 三、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時分配 本課程總學(xué)時 64 學(xué)時（理論 32 實踐 32 ） 課程教學(xué)學(xué)時分配表 教學(xué)內(nèi)容 總學(xué)時 課堂教學(xué)學(xué)時 課外輔導(dǎo)/課外實踐學(xué)時 備注 理論講授 實踐環(huán)節(jié) 第1章 計算機編程應(yīng)用概述 2 2 0 第2章 領(lǐng)會、