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《matlab程序设计语言》课程教学大纲课程名称：matlab程序设计语言英文名称：ProgrammingLanguage一、课程的性质、目的和任务MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，可以解决工程、科学计算和数字信号处理、通信、数学等学科中许多问题。本课程是数学相关专业基础的必修课程，是统计学，金融数学的重要实践性课程（学科基础课）。通过本课程的学习，可以使得本专业学生掌握MATLAB这一现代的科学计算和系统仿真语言的基本编程思想和方法，并利用MATLAB对所学基础课程进行上机模拟实验和数值计算，从而通过MATLAB编程实验来验证和巩固所学的数学和工程理论。本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，控制流语句，数据可视化，符号数学计算，概率统计，图形用户界面和文件读取I/O等相关内容。本课程以讲课为主，结合上机实验，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。二、课程教学的基本要求本课程要求学生掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及常用的绘图功能，并在后续的学习过程中能较熟练地应用MATLAB解决相关课程中的复杂的数学计算问题。三、课程的教学内容、重点和难点第一章MATLAB概述教学重点与难点重点：掌握MATLAB的搜索路径的设置方法及其原因，掌握简单的命令行操作方法。难点：掌握MATLAB简单的命令行操作方法。教学时数2教学内容MATLAB的主要特点，系统组成，目录结构，工作环境，通用命令，文件管理，搜索路径及其设置。教学方式讲授，投影演示。教学要求了解MATLAB语言的基本特点及其主要功能、语言结构，掌握MATLAB的搜索路径的设置方法及其原因，掌握简单的命令行操作方法；第二章MATLAB基础知识教学重点与难点重点：掌握变量的命名方法，掌握矩阵的输入方法，掌握矩阵运算和数组运算，掌握数组与矩阵的创建、矩阵运算与数组运算。难点：掌握矩阵运算与数组运算。教学时数4教学内容MATLAB数据类型，基本矩阵操作，运算符，字符串处理函数，数组运算，矩阵操作，矩阵元素的运算，矩阵运算，稀疏矩阵。教学方式讲授，投影演示。教学要求掌握变量的命名方法，掌握矩阵的输入方法，理解矩阵和数组的不同，掌握矩阵运算和数组运算，了解文本的操作命令，掌握关系、逻辑运算，了解数据的输出格式；掌握数组与矩阵的创建、矩阵运算与数组运算。第三章MATLAB编程基础教学重点与难点重点：掌握常用的语言结构，掌握M文件的编程方法，掌握使用MATLAB基本命令编制实现一些常用算法的程序和函数。难点：掌握常用的语言结构。教学时数12教学内容M文件编辑器，MATLAB的控制流，控制程序流的其他常用指令，脚本和函数，M文件中变量的检测与传递，MATLAB程序的调试。教学方式讲授，投影演示。教学要求掌握常用的语言结构：for循环、if语句、while循环、break语句、switch和case语句等；掌握M文件和函数的编程方法；理解函数M文件和脚本M文件的不同；了解提高程序运行速度的方法；掌握使用MATLAB基本命令编制实现一些常用算法的程序和函数；理解MATLAB函数的调用机制。第四章MATLAB数据可视化教学重点与难点重点：掌握plot命令，掌握线型、颜色、标示等属性的设置，掌握二维图形命令。难点：掌握线型、颜色、标示等属性的设置。教学时数4教学内容图形绘制，二维图形绘制，三维图形绘制，四维图形可视化教学方式讲授，投影演示。教学要求掌握plot命令，掌握线型、颜色、标示等属性的设置，掌握二维图形命令，理解图形属性，了解三维图形的绘制命令；掌握二维图形的绘制；掌握一元函数图形的绘制；了解三维曲线图和三维曲面图形的绘制；了解二元函数图形的绘制；掌握图形的标注；了解图像表现函数、色彩的控制。第五章MATLAB数据分析教学重点与难点重点：掌握多项式求根，四则运算、导数、积分与估值、运算函数及操作指令、掌握一维数据插值，掌握求极限的函数，掌握一元函数的数值积分。难点：掌握多项式求根，四则运算、导数、积分与估值、运算函数及操作指令。教学时数4教学内容多项式及其函数，数据插值，函数的极限，函数数值积分。教学方式讲授，投影演示。教学要求了解多项式的表达式和创建，掌握多项式求根，四则运算、导数、积分与估值、运算函数及操作指令；掌握一维数据插值；了解二维数据插值；掌握求极限的函数；理解数值积分问题的数学表述，掌握一元函数的数值积分。第六章MATLAB符号计算教学重点与难点重点：掌握符号变量的定义方法，掌握符号矩阵的基本运算，掌握符号微分、积分运算，掌握符号表达式的创建。难点：掌握符号变量的定义方法，掌握符号矩阵的基本运算。教学时数4教学内容MATLAB符号计算概述，符号对象和符号表达式，符号表达式操作，符号表达式替换，符号微积分，符号代数方程求解，符号微分方程求解，符号分析可视化。教学方式讲授，投影演示。教学要求理解符号计算的内涵，掌握符号变量的定义方法，掌握符号矩阵的基本运算，掌握符号微分、积分运算，了解化简和替代命令。掌握符号表达式的创建。了解符号代数方程求解，了解符号微分方程求解。掌握符号分析可视化。第七章概率统计教学重点与难点重点：掌握随机变量的产生，掌握统计特征，掌握统计作图。难点：掌握统计特征。教学时数4教学内容随机变量的产生，概率密度计算，累积概率分布，统计特征，统计作图教学方式讲授，投影演示。教学要求理解随机变量的产生，了解概率密度计算，了解累积概率分布，掌握统计特征，掌握统计作图。第八章图形用户界面教学重点与难点重点：掌握图形用户界面控件，理解对话框对象，掌握界面菜单。难点：掌握图形用户界面控件。教学时数4教学内容图形用户界面控件，对话框对象，界面菜单，图形界面创建工具。教学方式讲授，投影演示。教学要求掌握图形用户界面控件，理解对话框对象，掌握界面菜单，了解图形界面创建工具。第九章MATLAB文件读取I/O教学重点与难点重点：掌握打开和关闭数据文件的方法，掌握读、写格式化文本文件的方法。难点：掌握读、写格式化文本文件的方法。教学时数2教学内容文件夹的管理，打开和关闭文件，工作区数据：MAT文件，读/写二进制文件，读/写文本文件。教学方式讲授，投影演示。教学要求掌握打开和关闭数据文件的方法，掌握读、写格式化文本文件的方法，理解读、写二进制数据文件的方法；四、课程各教学环节要求本课程是采用课堂教学和上机实验相结合的教学模式。其中，理论和实践是在计算机模拟实验室同步进行，各教学环节的重点都是在于培养学生综合运用MATLAB解决实际问题的能力上，讲授主要通过多媒体和计算机同步操作等教学手段讲解软件基本命令的使用方法和技巧，结合高等数学、线性代数和概率统计等数学专业课的应用实例，使学生掌握MATLAB的使用及编程思想和技巧。上机实验是在理论课的后半段通过计算机操作完成，通过具体实例编程，使学生反复练习融会贯通。考核形式：采用闭卷和上机考试，主要以考卷和实验报告作为评分的依据，评分标准：1）考试内容是否正确无误（70%）；2）程序运行结果正确性以及使用MATLAB软件编程的熟练程度（30%）。五、学时分配《程序设计语言》课程教学学时分配表章节主要内容各教学环节学时分配作业题量备注讲授实验讨论习题课外其它小计一概述2240二基础知识64104三编程基础842146四数据可视化4482五数据分析4262六符号计算4262七概率统计4262八图形用户界面4262九文件读取I/O2241六、课程与其它课程的联系根据数学、统计学和金融数学专业人才培养方案的要求，MATLAB课程是必修课程，主要培养、训练学生的科学计算编程能力，以及应用数学知识和计算机解决实际问题的能力。Matlab为数值分析、应用随机过程、时间序列分析和数学模型等后续课程打下坚实的程序基础。七、教材与教学参考书授课教材MATLABR2014a完全自学一本通.刘浩等编著.北京：电子工业出版社，2015．参考书目[1]MATLAB教程.BruceEckel等著.北京：北京航空航天大学出版社，2015．[2]MATLAB从入门到精通(第2版).周建兴等著.北京：人民邮电出版社出版，2012．[3]MATLAB数值计算.CleveMoler等著.北京：北京航空航天大学出版社，2015．八、考核方式及成绩评定标准考核方式闭卷考试+上机考试成绩评定平时成绩占10%，上机考试占20%，期末考试成绩占70%