《MATLAB程序设计与应用》教学大纲
课程英文名MATLAB Program Design and its Application 课程代码06M0016 学分  1.5 总学时24 理论学时8 实验/实践学时16 课程类别学科基础课课程性质选修先修课程《线性代数》、《高等数学》适用专业安全工程开课学院质量与安全工程学院执笔人审定人制定时间2022年11月
注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。
一、课程地位与课程目标
（一）课程地位
MATLAB是集数学计算、结果可视化和编程于一身，能够方便地进行科学计算和大量工程运
算的应用软件。目前，MATLAB软件已经成为世界上应用最广泛的工程计算软件之一。在美国等
发达国家的理工类大学里，MATLAB软件是大学生必须掌握的一种基本工具，在研究设计单位和
工业部门，它更是研究和解决工程计算问题的标准软件，是工程技术人员必备的软件。
本课程系统地介绍MATLAB的数学计算、程序设计、符号运算、绘图、句柄图形及图形用户
界面设计的基础知识。通过本课程的学习，使学生能够使用MATLAB进行一般的工程计算，使MATLAB成为学生学习专业理论课的重要的教学和实验辅助工具。
（二）专业教学目标
1.了解MATLAB语言的基本功能和特点、基本界面和路径搜索；掌握利用MATLAB的命令窗
口进行简单的数学运算，掌握常用的操作命令和快捷键，了解MATLAB基本操作符、基本数学函
数及脚本编程。
2.掌握数组创建方法，数组运算；掌握向量和矩阵的运算，线性代数的基本函数和使用，
多项式的运算及插值；掌握字符串、单元数组和结构体的生成及操作；掌握MATLAB基本符号对
象和基本的符号运算。
3.熟悉MATLAB编程环境，掌握MATLAB变量类型、流程控制语句、函数类型及函数操作；。
4.了解MATLAB的图形窗口，掌握基本图形的绘制及基本操作；了解MATLAB图形对象及属性，掌握MATLAB图形对象属性的设置及查询，图形对象句柄的访问及操作；了解GUI基本控件，掌握创建GUI
的方法。
（三）思政教育目标
1.通过学习MATLAB历史和发展，了解MATLAB工程应用，体会MATLAB在研发过程中的重要
作用，为学生树立饱满、科学的世界观奠定基础。
2.通过学习数组创建方法，数组运算，学习MATLAB中各类运算方法，旨在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，养成终身学习的习惯，帮助学生以发展的眼光看待知识的更新
迭代。
3.通过熟悉MATLAB编程环境，掌握MATLAB函数类型及函数操作，逐步用新的技术替代传统
的计算方法，跟上时代潮流，使学生能用创新的思维和发展的眼光面对日新月异的技术手段和计
算方法。
4.通过学习MATLAB程序设计和数学运算，利用MATLAB解决实际工程问题，旨在培养学生运用数学建模的思维去系统的解决工程问题，使学生用发散和开放的思维去面对问题、分析问题、解决问题。
字符串转数组matlab
5.MATLAB编程任务鼓励学生进行分工协作，让学生在程序编译和成果展示过程中发挥团队协作能力，提升学生的团队意识。
二、课程目标达成的途径与方法
1.课程以实践教学为主，结合matlab设计案例，使学生自己动手进行程序编写，更容易掌握软件的时间操作，提高教学效果。
2.课程部分为理论教学，主要介绍软件的使用原理，使用方法，掌握matlab计算的基本原理及方法。
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系
四、课程主要内容与基本要求
1  MATLAB简介
了解MATLAB语言的基本功能和特点、基本界面和路径搜索。
重点：
了解MATLAB软件的基本功能、熟悉操作界面。
难点：
掌握软件界面、路径搜索等功能的基本操作。
与毕业要求的对应关系
通过学习MATLAB的基本功能，了解MATLAB软件在整个安全学科中的地位和作用，旨在为学生解决工程问题提供工程计算的方法基础。
2  基本使用方法
掌握利用MATLAB的命令窗口进行简单的数学运算，掌握常用的操作命令和快捷键，了解MATLAB基本操作符、基本数学函数及脚本编程。
重点：
MATLAB基本操作符、基本数学函数及脚本编程。
难点：
脚本编程。
与毕业要求的对应关系
通过学习MATLAB基本操作符、基本数学函数及脚本编程等基本知识，使学生掌握软件的基本计算功能，旨在为学生使用MATLAB软件解决工程计算问题奠定基础。
3  数组和数组运算
掌握数组创建方法，数组运算。
重点：
数组创建方法，数组运算。
难点：
数组运算。
与毕业要求的对应关系
通过学习数组创建和数组运算方法，为后面进行工程计算打好基础。旨在培养学生转变传统编程上的思维。
4  MATLAB的数学运算
掌握向量和矩阵的运算，线性代数的基本函数和使用，多项式的运算及插值。
重点：
向量和矩阵的运算，线性代数的基本函数和使用，多项式的运算及插值。
难点：
向量和矩阵的运算、多项式的运算及插值。
与毕业要求的对应关系
通过学习向量、矩阵和多项式的运算，为后面工程计算的学习打好基础。旨在培养学生运用数学建模的思维去系统的解决工程问题。
5  字符串、单元数组和结构体
掌握字符串、单元数组和结构体的生成及操作。
重点：
字符串、单元数组和结构体的生成及操作。
难点：
字符串、单元数组和结构体的生成及操作。
与毕业要求的对应关系
通过学习字符串、单元数组和结构体的生成及操作，为后面工程计算的学习打好基础。旨在培养学生利用MATLAB软件的方法去系统的解决工程问题的能力。
6  MATLAB程序设计
熟悉MATLAB编程环境，掌握MATLAB变量类型、流程控制语句、函数类型及函数操作。
重点：
掌握MATLAB变量类型、流程控制语句、函数类型及函数操作。
难点：
MATLAB的编程。
与毕业要求的对应关系
通过学习MATLAB程序设计，系统掌握安全工程专业计算中的程序设计与求解方法，旨在培养学生利用MATLAB软件的方法去系统的解决工程问题的能力。
7  MATLAB的符号计算功能
掌握MATLAB基本符号对象和基本的符号运算。
重点：
掌握MATLAB基本符号对象和基本的符号运算。
难点：
基本的符号运算。
与毕业要求的对应关系
通过学习MATLAB 基本符号对象和基本的符号运算，掌握利用符号运算来解决工程计算问题，旨在培养学生利用MATLAB 软件中符号运算方法来解决工程问题的能力。 8  MATLAB 绘图
了解MATLAB 的图形窗口，掌握基本图形的绘制及基本操作。 重点：
掌握基本图形的绘制及基本操作。 难点：
基本图形的绘制及基本操作。
与毕业要求的对应关系
通过学习MATLAB 的图形窗口、基本图形的绘制及基本操作，掌握分析工程数据的图形化方法，旨在培养学生利用MATLAB 软件中图形分析方法来解决工程问题的能力。 9  句柄图形
了解MATLAB 图形对象及属性，掌握MATLAB 图形对象属性的设置及查询，图形对象句柄的访问及操作。
重点：
MATLAB 图形对象及属性，图形对象属性的设置及查询，图形对象句柄的访问及操作。 难点：
图形对象句柄的访问及操作。
与毕业要求的对应关系
通过学习图形对象句柄的访问及操作，为工程计算的可视化操作及GUI 创建奠定基础，旨在培养学生利用人机操作界面的方法去解决工程问题的能力。 10  GUI 设计
了解GUI 基本控件，掌握创建GUI 的方法。 重点：
GUI 基本控件的使用，GUI 的创建 难点： GUI 的创建。
与毕业要求的对应关系
通过学习GUI 基本控件，掌握创建GUI 的方法，提高学生综合运用所学知识解决工程计算的水平，旨在培养学生利用MATLAB 软件系统解决工程计算问题的能力。
（二）课程主要思政内容与学时分配 学生任务
序号
章节或知识点
主要教学内容
思政映    射内容
学时分配
能力培养教学要求
素质培养教学要求
作业要求 自学要求
讨论
对应课程目标
1    1.2
MATLAB 简介
学习MATLAB 历史和发展，了解MATLAB 工程应用
2
了解MATLAB 语言的基本功能和特点、基本界面和路径搜索。 正确认识中国MATLAB 发展史上的地位和所做的贡献
阐述MATLAB 的功能和应用
认识和了解
MATLA B 的安装查看当前路径
MATLA B 在安全工程研究过程中的使用
专业教学目标（1）； 思政教育目标（1）
2    2.3
数组和数组运算
学习MATLAB 中各类运算方法，帮助学生以发展的眼光看待知识的更新迭代。
2
掌握数组创建方法，数组运算。
培养科学精神，养成终身学习的习惯
生成一个3*3的随机数组，判断其各个元素是否大于0.5 了解多维数组的创建和操作
专业教学目标（2）； 思政教育目标（2）
3    5.3
MATLAB 的数学运算
逐步用新的技术替代传统的计算方法
2
掌握向量和矩阵的运算，线性代数的基本函数和使用，多项式的运算及插值。 具有创新思维，提高理解的深度和广
度
能够利用MATLAB 解决导数运算，积分运算，微分方程运算
多种插值方法的准确性对比
专业教学目标（3）； 思政教育目标（3）
4 7.3
MATLAB 程序设计
利用MATLAB 解决实际工程问题，旨在培养学生运用数学建模的思维去系统的解决工程问题。
2
熟悉MATLAB 编程环境，掌握MATLAB 变量类型、流程控制语句、函数类型及函数操作。 使学生用发散和开放的思维去面对问题、分析
问题、解决问题
使用continue 和break 编写M 文件
利用程序优化方法对MATLA B 程序修改优化
叙述脚本式M 文件与函数式M 文件的异同
专业教学目标（3）、（4）； 思政教育目标（3）（5）
5 8.3
MATLAB 绘图
绘图时体现了创新思维在研发过程中具有很大的价值
2
了解MATLAB 的图形窗口，掌握基本图形的绘制及基本操作。
提高创新意识，建立发散思
维 使用MATLAB 绘制数学函数图像
图形彩控制
专业教学目标（5）； 思政教育目标（4）
五、课程学时安排

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