《MATLAB編程與應(yīng)用》 教案全套 孫明第1-9章 概述、變量、數(shù)組與矩陣- Simulink仿真基礎(chǔ)

××學(xué)院教案第1次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第1章概述教學(xué)目的與要求：了解MATLAB語言歷史，主要功能；學(xué)會MATLAB的安裝與基本操作；熟悉MATLAB語言使用環(huán)境。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：MATLAB系統(tǒng)環(huán)境介紹。難點(diǎn)：MATLAB語言的背景和作用。教學(xué)內(nèi)容：1、什么是MATLAB；2、MATLAB語言的發(fā)展；3、MATLAB特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域；4、MATLAB界面；5、MATLABR2022b的通用命令；6、初識MATLAB。課程思政：MATLAB的創(chuàng)新與“工匠精神”成就了成為一個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的工具軟件。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)：1.使用help函數(shù)查找det函數(shù)的用法；2.使用lookfor函數(shù)查找含用關(guān)鍵字norm的相關(guān)內(nèi)容。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授；手段、媒介：多媒體、板書；板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：1.簡述MATLABA的各個(gè)窗口的作用；2.查看MATLAB的當(dāng)前目錄和安裝路徑。完成在線題庫第1章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)××學(xué)院教案第2次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第2章變量、數(shù)組與矩陣教學(xué)目的與要求：理解變量、數(shù)組與矩陣之間的關(guān)系，能夠熟練運(yùn)用MATLAB內(nèi)建函數(shù)，理解數(shù)據(jù)類型，掌握矩陣算術(shù)運(yùn)算和矩陣操作。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：矩陣基本運(yùn)算。難點(diǎn)：內(nèi)建函數(shù)。教學(xué)內(nèi)容：1、數(shù)據(jù)2、變量 3、MATLAB基本函數(shù)4、MATLAB數(shù)據(jù)類型5、MATLAB數(shù)組運(yùn)算6、MATLAB矩陣算術(shù)運(yùn)算7、數(shù)組和矩陣操作課程思政：感受矩陣之美。另外，矩陣與其元素的關(guān)系，就如集體與個(gè)人的關(guān)系。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)：熟悉變量、數(shù)組與矩陣基本操作。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第2章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)××學(xué)院教案第3次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第3章二維繪圖教學(xué)目的與要求：熟練掌握和運(yùn)用最基本的二維繪圖函數(shù)；掌握線性直角坐標(biāo)系其他二維圖形繪制函數(shù)和特殊坐標(biāo)系二維圖形繪制函數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：基本作圖命令、圖形格式設(shè)置。難點(diǎn)：其他二維圖形繪制函數(shù)。教學(xué)內(nèi)容：1、最基本的二維繪圖函數(shù)2、線性直角坐標(biāo)系其他二維圖形繪制函數(shù)3、特殊坐標(biāo)系二維圖形繪制函數(shù)4、其他形式二維特殊圖形繪制函數(shù)課程思政：通過抽象思維與形象思維的結(jié)合，有利于邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)：用繪圖語句plot畫出圖形。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第3章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第4次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第四章

三維繪圖教學(xué)目的與要求：熟練掌握和運(yùn)用最基本的三維繪圖函數(shù)，掌握繪制三維圖形的其他函數(shù)、顏色控制、三維視圖可視效果的控制、動畫的處理方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：最基本的二維繪圖函數(shù)。難點(diǎn)：三維視圖可視效果的控制，動畫的處理方法。教學(xué)內(nèi)容：1、基本三維繪圖2、繪制三維圖形的其他函數(shù)3、顏色控制4、三維視圖可視效果的控制5、動畫課程思政：三維繪圖的學(xué)習(xí)拓展了思維空間，有利于對事物本質(zhì)的領(lǐng)悟和理解，使邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)和作業(yè)：用繪圖語句plot3繪制多條三維圖。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第4章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第5次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第五章

MATLAB編程教學(xué)目的與要求：熟練掌握和運(yùn)用M文件：腳本和函數(shù)，熟練掌握和運(yùn)用MATLAB基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程，掌握自定義函數(shù)的幾種方式，掌握程序調(diào)試方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：MATLAB語言的基本算法、函數(shù)應(yīng)用和根據(jù)算法選擇合適的程序結(jié)構(gòu)寫程序。難點(diǎn)：MATLAB語言的基本算法和程序結(jié)構(gòu)，理解基本算法和函數(shù)、程序結(jié)構(gòu)的作用，掌握基本MATLAB程序的編寫方法。教學(xué)內(nèi)容：1、M文件2、程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)3、自定義函數(shù)4、程序調(diào)試課程思政：引出程序設(shè)計(jì)的四點(diǎn)感悟：識大局、拘小節(jié)、懂規(guī)矩、強(qiáng)能力。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)和作業(yè)：用判斷語句與流程掌握語句編寫程序。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第5章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第6次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第六章

MATLAB符號運(yùn)算教學(xué)目的與要求：掌握符號表達(dá)式的基本操作、符號微積分運(yùn)算、符號方程求解及隱函數(shù)繪圖等。掌握隱函數(shù)繪圖，理解符號分析可視化。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：符號對象的創(chuàng)建、符號表達(dá)式的基本操作。難點(diǎn)：符號方程求解、隱函數(shù)繪圖。教學(xué)內(nèi)容：1、符號對象的創(chuàng)建與運(yùn)用2、符號表達(dá)式的基本操作3、符號函數(shù)微分4、符號函數(shù)的積分5、符號函數(shù)級數(shù)6符號積分變換課程思政：符號積分運(yùn)算引出學(xué)習(xí)是不斷積累的過程，更深刻地理解荀子《勸學(xué)篇》中“不積跬步，無以至千里，不積細(xì)流，無以成江?！钡牡览?。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)：使用sym和syms命令定義符號變量；對符號對象進(jìn)行四則運(yùn)算。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第6章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第7次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第六章

MATLAB符號運(yùn)算教學(xué)目的與要求：掌握符號表達(dá)式的基本操作、符號微積分運(yùn)算、符號方程求解及隱函數(shù)繪圖等。掌握隱函數(shù)繪圖，理解符號分析可視化。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：符號對象的創(chuàng)建、符號表達(dá)式的基本操作。難點(diǎn)：符號方程求解、隱函數(shù)繪圖。教學(xué)內(nèi)容：7、符號方程求解8、隱函數(shù)繪圖9、符號分析可視化課程思政：教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)和作業(yè)：練習(xí)符號方程的求解方法；練習(xí)funtool圖形化符號函數(shù)計(jì)算器的使用方法；練習(xí)用taylortool函數(shù)進(jìn)行可視化泰勒級數(shù)展開。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第6章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第8次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第七章

文件I/O操作教學(xué)目的與要求：掌握對MAT文件、文本數(shù)據(jù)、電子表格數(shù)據(jù)、圖像文件、音視和視頻文件以及二進(jìn)制文件或ASCII文件進(jìn)行打開、關(guān)閉和存儲等操作。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：MAT文件輸入輸出的基本操作。難點(diǎn)：高級文件I/O操作和低級文件I/O操作。教學(xué)內(nèi)容：1、概述—常用的可讀寫文件格式2、高級文件I/O—標(biāo)準(zhǔn)文件格式 3、低級文件I/O課程思政：通過讀取經(jīng)典歌曲《我的祖國》，既領(lǐng)略了深厚的文化內(nèi)涵，又可感受炙熱的愛國主義情感。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)：練習(xí)使用常用的兩種文件I/O操作load和save函數(shù)對文件進(jìn)行輸入輸出（I/O）操作。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第7章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第9次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第八章

MATLAB數(shù)值分析與應(yīng)用教學(xué)目的與要求：掌握數(shù)據(jù)擬合、數(shù)值插值、線性方程組、數(shù)值微積分、微分方程（組）數(shù)值解等。要求重點(diǎn)了解和掌握MATLAB數(shù)值分析在解決實(shí)際問題的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：一維、二維和多維數(shù)據(jù)插值的常用命令難點(diǎn)：使用多項(xiàng)式和指定函數(shù)進(jìn)行曲線擬合的方法教學(xué)內(nèi)容：1、數(shù)據(jù)擬合2、數(shù)值插值3、線性方程組4、數(shù)值微積分5、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析6、微分方程（組）的數(shù)值解課程思政：通過微分方程對生態(tài)系統(tǒng)建模仿真的實(shí)例，樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念。教學(xué)方法與互動設(shè)計(jì)：利用多媒體教室的優(yōu)點(diǎn)，采用邊理論教學(xué)，邊上機(jī)演示的方法；隨堂測驗(yàn)，并于同學(xué)實(shí)時(shí)溝通；課堂練習(xí)和作業(yè)：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別用插值函數(shù)interp1和擬合函數(shù)polyfit繪制成點(diǎn)狀分布圖，將這些點(diǎn)連成曲線，然后轉(zhuǎn)化為有意義的數(shù)學(xué)函數(shù)；同時(shí)對數(shù)據(jù)做對比和分析。教學(xué)方式、手段、媒介：教學(xué)方式：講授手段、媒介：多媒體、板書板書設(shè)計(jì)：PPT課件板書（對重點(diǎn)和難點(diǎn)舉例進(jìn)行分析和說明，加深學(xué)生對重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解）討論、思考題和作業(yè)：完成在線題庫第8章習(xí)題。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：××學(xué)院教案第10次課2學(xué)時(shí)授課時(shí)間章節(jié)第九章

Simulink仿真基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求：理解系統(tǒng)與模型的概念，熟悉Simulink模塊庫，掌握Simulink模型創(chuàng)建、子系統(tǒng)及Simulink系統(tǒng)建模應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：Simulink操作難點(diǎn)：S函數(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：1、認(rèn)識Simulink2、Simulink模塊庫概述3、Simulink模型的創(chuàng)建4、Simulink子系統(tǒng)建模及封裝5、Simulink系統(tǒng)建模應(yīng)用實(shí)例課程思政：通過對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真，有利于“系統(tǒng)觀”的培養(yǎng)。教