1、课程名称：MATLAB 语言及其应用 课程编号：7002801课程学分：2课程学时：32 学时适用专业：机械设计制造及其自动化MATLAB 语言及其应用（双语） (Matlab Programming & Application)教学大纲一、课程性质与目的本课程是本科四年制机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课。本课程是解决各种复杂的科学计算问题的理论与技术基础。它讨论用于科学计算中的一些最基本、最常用的算法，不但具有数学的抽象性与严密科学性，而且具有高度的应用性。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 语言与环境去求解的思维方法；使学生能利用 M
2、ATLAB 熟练进行常用数值计算、简单编程、简单的数据处理及基本图形绘制等；训练综合运用语言和专业知识去解决学习或工作中的数学建模、数值计算、数据处理等问题，为毕业设计以及毕业后的研究和工程应用工作打下坚实的基础。具体而言，本课程的目的是培养学生具备以下能力：1.MATLAB 基本操作和编程能力；对应专业认证毕业要求中的【1】 【2】 【3】【4】 【5】2. 利用 MATLAB 将工程问题进行数学建模和可视化表达的能力；对应专业认证的毕业要求中的【1】 【2】 【3】 【4】 【5】3.运用 MATLAB 对线性和非线性方程求解的能力；对应专业认证的毕业要求中的【1】 【2】 【3】 【4】
3、 【5】4. 利用 MATLAB 解决一般性数据拟合与插值问题的能力；对应专业认证的毕业要求中的【1】 【2】 【3】 【4】 【5】5利用 MATLAB 求解数值积分与微分问题的能力；对应专业认证的毕业要求中的【1】 【2】 【3】 【4】 【5】6. 利用数值法求解微分方程的能力；对应专业认证的毕业要求中的【1】【2】 【3】 【4】 【5】7. 与合作者一起，综合运用文献检索、数学建模、数据可视化、数值计算、数据处理、解读计算结果、沟通交流等知识和能力，各负其责，解决各种实际工程问题的能力。对应专业认证的毕业要求中的【1】 【2】 【3】 【4】 【5】 【6】【8】 【9】 【10】
4、【12】二、教学的基本内容及基本要求1.MATLAB 介绍及基本操作了解学习该软件对将来工作、学习的价值，了解 MATLAB 软件环境，掌握MATLAB 基本的计算和操作。对应教学目的中的 1,2,7。2.解线性方程组要求能将工程中相应问题数学建模为求解线性方程组问题，掌握 MATLAB 求解线性方程组的方法，并能解释数值解的在工程中的含义。掌握 M 文件的基本编写方法。对应教学目的中的 1,2,3,7。3.用 MATLAB 绘图要求熟练掌握 MALTAB 绘制常见二维图、三维图的方法，能够将工程问题及其结果用图形的方式表达出来。对应教学目的中的 1,2,3,6。4.解非线性方程组要求能将工程
5、中相应问题数学建模为求解非线性方程问题，掌握利用MATLAB 求解非线性方程的方法，并能解释数学解的在工程中的含义。掌握函数的编写和调用方法。对应教学目的中的 1,2,3,7。5.拟合和插补掌握拟合与插补的概念，能辨别工程的哪些问题属于拟合或插补，并掌握MATLAB 进行拟合与插补的一般方法，能将拟合和插补结果用图形或公式的形式表达出来，并能解释其物理含义。对应教学目的中的 1,2,4,7。6.数值积分和微分要求能将工程中相应问题数学建模求解积分或微分的问题，掌握用数值法求解积分、微分的方法，并能正确解释数值解的含义。对应教学目的中的1,2,5,7。7.数值法解常微分方程要求能将工程中相应问题
6、数学建模为求解微分方程的问题，掌握用数值法求解微分方程的方法，并能正确解释和理解数值解的含义。对应教学目的中的1,2,6,7。8.动画的制作熟悉 movies 和 erasemode 两种动画生成方式，在帮助文件指导下能将有关工程问题以动画模式展现出来。对应教学目的中的 1,2,7。9.优化了解有条件优化和无条件优化的 MATLAB 解法，在帮助文件的指导下可解决一般优化问题。对应教学目的中的 1,7。10.符号数学工具箱了解 MATLAB 符号数学工具箱的功能，熟悉用符号法求解微分，积分，一般方程以及微分方程的方法，并了解其局限性。对应教学目的中的 1,7。三、本课程与其他课程的联系与分工前
7、修课程：高等数学、线性代数、概率论与数理统计后续课程：毕业设计四、课程各教学环节和各篇章(节)学时分配章节 内 容 小 计讲授课时上机课时对应教学要求Unit 1 绪论，MATLAB 软件和环境介绍 2 1 1 1,2,7Unit 5.1 解线性方程组 4 2 2 1,2,3,7Unit 6 用 MATLAB 绘图 4 2 2 1,2,3,6Unit 5.6 解非线性方程组 4 2 2 1,2,3,7Unit 5.2 拟合和插补 4 2 2 1,2,4,7Unit 5.4 数值积分与微分问题 2 1 1 1,2,5,7Unit 5.5 数字法解常微分方程 4 2 2 1,2,6,7Unit 6
8、.6 动画的制作 2 1 1 1,2,7额外 优化(无条件，有条件) 2 1 1 1,7Unit 8.1 符号数学工具箱介绍 4 2 2 1,7合 计 32 16 16五、本课程采用的教学方法和教学手段本课程为实践性很强，课程全程在机房授课。根据需要灵活采用 PPT 讲稿、教学视频、现场演示等多种教学方式，边讲边练。六、教材及教学参考资料教材：Getting started with MATLAB 7，Rudra Pratap, Oxford University press参考书：1. Experiments with MATLAB, Second Edition, Cleve B. Mol
9、er,2. Numerical Computing with MATLAB, Cleve B. Moler, 2013, SIAM.3. 面向计算科学与工程的 Matlab 编程, 范洛恩七、本课程的考核方法及成绩评定标准本课程总成绩：平时出勤 20%，平时作业或测试 50%，期末小组合作项目大作业 30%。成绩组成 考核/评价 环节 分值 考核/评价细则 对应的教学 目的考勤 20 主要考核学生上课的出勤率，按 20%计入总成绩。 6平时作业或测试 50主要考核学生对基本知识点的掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按 50%计入总成绩。1、2、3、4、5、6成绩100小组合作项目 30主要考核学生对工程问题的数学建模、数值计算、数据处理等相对综合问题的解决能力，以及团队合作，交流沟通能力，按 30%计入总成绩。7八、其它问题的说明任课教师可根据学生掌握软件应用情况，对内容和学时分配做适当调整。所用软件版本随时代更新。大纲撰写人：刘瑛大纲审阅人：张若青系负责人：刘瑛学院负责人：徐宏海制（修）订日期：2015 年 8 月
