《MATLAB的工程应用》课程教学大纲
课程名称：MATLAB的工程应用 | 课程代码：TELE3006 |
英文名称：MATLAB Application | |
课程性质：专业选修课程 | 学分/学时：1.5/36 |
开课学期：第5学期 |
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适用专业：通信工程、电子信息工程、电子科学与技术等专业 | |
先修课程：高等数学，线性代数，c语言 | |
后续课程：信号与系统、数字信号处理等 | |
开课单位：18新利体育 电子信息学院 | 课程负责人：芮贤义 |
大纲执笔人：向德辉 | 大纲审核人：芮贤义 |
一、 课程性质和教学目标
课程性质：工程数学（复变函数）是电子信息工程、通信工程、电子科学与技术专业一门重要的专业教学课程，是工程应用类的一门主干课。它的理论与方法在自然科学和工程技术等领域有着广泛的应用.本课程通过教师讲授与学生练习讨论相结合，旨在让学生掌握矩阵运算的程序设计知识,为后期的专业课程学习奠定扎实的计算基础。
教学目的：
《MATLAB的工程应用》是为电子信息学院各专业同学开设的一门选修课，旨在向本专业学生介绍一种解决专业问题的快速有效且具有强大功能的科学与工程计算软件。通过本课程的学习，希望学生获得一种从专业问题中抽象出数学模型进而运用MATLAB语言去求解的思维方法，训练综合运用语言和专业知识去解决问题的能力。
本课程的具体教学目标如下：
1、 培养学生的理解力与程序设计能力, 使学生掌握计算机程序语言在自然科学和工程技术中的广泛应用基础。【1.1】
2、 将所学程序设计知识应用到信息领域具体工程问题中，识别和判断其关键环节和参数，为解决复杂问题提供可靠的应用工具。【2.1】
二、 课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 | 指标点 | 课程目标 |
1、工程知识 | 1-1能够将数学、自然科学、工程科学的语言工具用于电子信息领域工程问题的表述。 | 教学目标1 |
2、问题分析 | 2-1能运用相关科学原理，识别和判断电子信息领域复杂工程问题的关键环节和参数。 | 教学目标2 |
三、 课程教学内容及学时分配（重点内容：«；难点内容：D）
第一章 MATLAB概述
课时：2课时
教学内容
1. Matlab简介与开发环境
了解Matlab的系统结构、特点，掌握Matlab的环境设置、菜单及工具栏。
2. 简单实例及帮助系统
了解Matlab的简单示例，掌握Matlab的帮助系统的使用。
第二章 MATLAB的基本运算
课时：7课时
教学内容
1. 数据类型«
掌握Matlab的常用数据类型。
2. 矩阵和数组运算«D
掌握数组和矩阵的创建及算术运算。
3. 字符串、时间日期
掌握Matlab的字符串的创建及字符串函数，掌握Matlab的日期和时间的表示格式及函数。
4. 结构体、元胞数组«D
掌握结构体和元胞数组的创建及使用。
5. 多维数组，关系运算和逻辑运算«
了解多维数组的创建及使用，掌握Matlab的关系运算和逻辑运算。
6. 多项式计算
掌握多项式的求根和求值、算术运算以及拟合、插值。
第三章 数据的可视化
课时：3课时
教学内容
1. 二维绘图«
掌握二维图形的绘制。
2. 特殊图形和坐标的绘制
掌握Matlab特殊图形和坐标的绘制，设置曲线绘制方式、坐标轴和图形注释的方法。
3. Matlab的图形窗口
掌握Matlab的窗口界面及图形输出。
4. 基本三维绘图«
掌握三维图形的绘制。
第四章 符号运算
课时：2课时
教学内容
1. 符号对象
掌握符号对象的创建和使用。
2. 符号对象的运算
掌握对象的基本运算，符号表达式的变换，符号微积分、极限和级数。
第五章 程序设计和M文件
课时：4课时
教学内容
1. 程序设计«D
熟悉程序的基本结构，掌握程序控制语句的使用和设计方法。
2. M文件«D
掌握M文件的创建和使用。
四、 教学方法
1. 通过简要矩阵运算的基础知识，阐述MATLAB程序设计的相关知识点，提高学习效率；并将MATLAB的基本语法，应用等与线性代数中矩阵的对应知识点进行联系，利用关联教学法，启发引导学生发现两者的联系，激发学生学习兴趣，并加深对线性代数知识的理解。
2. 对于一些重点知识，如数组的创建及运算、可视化、M文件与函数等，增加讲授与动手时间，介绍应用技巧，通过反复学习和运用，掌握及巩固所学重点难点。
3. 采用多媒体课件、实验练习教学相结合进行教学，将内容大纲，基本语法，程序设计与调试过程等利用多媒体课件和现场演示，提高教学效率，增强课程的趣味性。
五、 考核及成绩评定方式
考核方式：平时成绩（实验报告），闭卷笔试（期末）
成绩评定方式：平时测试50%（支撑教学目标1、2），期末笔试成绩50%（支撑教学目标1、2）
考试考核评价标准：
实验考核评价标准
| 基本要求 | 达成情况评价标准 | 成绩比例（%） | |||
优秀>0.9 | 良好>0.7 | 合格>0.6 | 不合格<0.6 | |||
教学目标1 | 掌握并了解Matlab的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能。 | 语法清晰，能准确地掌握基本Matlab数据、函数和绘图功能。 | 语法清晰，但对Matlab数据、函数和绘图功能不完全了解。 | 了解基本语法，知道Matlab数据、函数和绘图功能。 | 不清楚基本语法，并对Matlab数据、函数和绘图功能。 | 20 |
教学目标2 | 能运用知识点对Matlab涉及的基本问题进行简单分析；并能针对相关问题进行程序设计与调试 | 能熟练运用地Matlab程序设计方法，能完成应用问题的分析，并进行程序设计与调试。 | 能清楚Matlab程序设计方法，但在完成对特定的应用问题的分析还不熟练，对程序设计与调试不够熟练。 | 了解基本Matlab程序设计方法，但对在完成对简单的应用问题的分析还不熟练，仅能完成简单的程序设计与调试任务。 | 不清楚基本Matlab程序设计方法，无法完成简单的程序设计与调试任务。 | 30 |
期末考试考核评价标准
| 基本要求 | 达成情况评价标准 | 成绩比例（%） | |||
优秀>0.9 | 良好>0.7 | 合格>0.6 | 不合格<0.6 | |||
教学目标1 | 掌握并了解Matlab的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能。 | 语法清晰，能准确地掌握基本Matlab数据、函数和绘图功能。 | 语法清晰，但对Matlab数据、函数和绘图功能不完全了解。 | 了解基本语法，知道Matlab数据、函数和绘图功能。 | 不清楚基本语法，并对Matlab数据、函数和绘图功能。 | 20 |
教学目标2 | 能运用知识点对Matlab涉及的基本问题进行简单分析；并能针对相关问题进行程序设计 | 能熟练地运用Matlab程序设计方法，能完成对应用问题的分析，并进行程序设计。 | 能清楚Matlab程序设计方法，但在完成对特定的应用问题的分析还不熟练，对程序设计不够熟练。 | 了解基本Matlab程序设计方法，但对在完成对简单的应用问题的分析还不熟练，仅能完成简单的程序设计任务。 | 不清楚基本Matlab程序设计方法，无法完成简单的程序设计任务。 | 30 |
参考书目
1. 《MATLAB编程与工程应用》 Stormy Attaway著，鱼滨 赵元哲 王国华 覃春钰 译 电子工业出版社 2017
2. 《MATLAB语言及实践教程》 朱衡君、肖燕彩、邱成 北京交通大学出版社 2005
3. 《精通MATLAB6.5版》 张志涌 北京航空航天大学出版社 2003
4. 《MATLAB实用教程》 曹弋 赵阳 清华大学出版社 2005
5. 《MatLab工程数学应用》 许波 刘征 清华大学出版社 2000年4月
6. 《高等应用数学问题的MATLAB求解》 薛定宇 陈阳泉 清华大学出版社 2004年
7. 《MATLAB在数字信号处理中的应用》 薛年喜 清华大学出版社 2003年11月第一版
8. 《掌握和精通MATLAB》 张志涌 刘瑞桢 机械工业出版社 2002年
9. 《MATLAB教程》 张志涌 徐彦琴 北京航空航天大学出版社 2002
10. 《精通MATLAB 6》 D. Hanselman, B. Littlefield，张航 黄攀译 清华大学出版社2002
11. 《数学物理方程的MATLAB解法与可视化》 彭芳麟 清华大学出版社 2004
12. 《精通MATLAB 6》 尹泽明 丁春利 清华大学出版社 2002
13. 《MATLAB 7.0 使用指南（上、下册）》 苏金明 王永利 电子工业出版社 2004
14. 《C语言与MATLAB接口——编程与实例》 李传军 北京邮电大学出版社 2004
15. 《MATLAB教程及实训》曹弋 机械工业出版社 2008年