南方医科大学本科专业教学大纲
Matlab原理与应用
Matlab Principle & Applications
适用专业：电子信息工程专业
生物医学工程专业
执笔人：杨 丰
审定人：李伟鹏
学院负责人：陈武凡
南方医科大学教务处
二○○六年十二月
课程编号：B030006
一、课程简介
《Matlab原理与应用》为四年制电子信息工程专业和四年制生物医学工程专业学生的专业基础选修课，45学时、2学分。该课程介绍一种解决专业问题的快速有效的科学与工程计算软件，主要包括MATLAB语言的特点、语法规则、编程环境、函数库和各种有关的工具箱，以及基本编程方法和技巧。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，运用MATLAB语言去求解的思维方法，从而达到综合运用编程语言和专业知识去解决实际问题的能力。
“Matlab Principle & Applications”，curriculum code B030006, 2 credit and 45 class hours, is an elective course for under-graduated students of Electronic Information Engineering, and Biomedical Engineering major of 4 years. This course is presented to undergraduate as a scientific and engineering computing software which has fast and efficiency function for solution of special problem. Its contents include Matlab language’s characteristic, programming rule and environment, function lib and kinds of toolboxes, as well as basic programming method and tip. By learning this course, student will gain a though way that is to extract mathematic model from special problem and solve it using Matlab language, further have a capability of synthesizing special knowledge with programming language for solving actual problem.
二、教学内容与要求
第一章 Matlab概述
【教学内容】
1．Matlab发展历史。
2．Matlab功能与特点。
3．Matlab命令窗口。
4．Matlab文件管理。
5．Matlab帮助与功能演示。
【教学要求】
1.了解Matlab 的起源和发展、Matlab 的优缺点。
2.熟悉Matlab 的安装、卸载，以及Matlab 的集成应用环境。
3.掌握Matlab 的帮助文档和在线帮助功能，以及主要系统管理命令。
第二章 Matlab程序设计
【教学内容】
1．Matlab变量定义与数据类型。
2．Matlab基本运算。
3．Matlab程序结构。
【教学要求】
1. 要求学生掌握Matlab函数文件的创建规则，函数文件的命名规范，函数文件的调用方式，函数的变量传递。
2. 掌握Matlab中关系运算符、逻辑运算符的表达方式和运算符的含义。
3. 掌握Matlab 脚本程序的编写原则，程序结构的设计，程序名的规范，脚本程序的使用和主要结构控制语句。
第三章 Matlab数值计算
【教学内容】
1．矩阵运算。
2．稀疏矩阵。
3．数据处理与多项式运算。
【教学要求】
1. 熟悉并掌握Matlab矩阵运算。
2. 了解稀疏矩阵的定义。
3. 掌握数据处理方式与多项式运算。
第四章 Matlab符号计算
【教学内容】
1．符号计算基础与微分运算。
2．积分运算和泰勒级数。
3．求解方程和积分变换。
【教学要求】
1. 理解MATLAB数值运算与符号运算的不同。
2. 学会建立符号对象并应用相应对象进行各种符号运算以求得解析结果。
3. 熟悉数值微分和数值积分。
4. 掌握利用数值方法求解常微分方程。
第五章 Matlab绘图
【教学内容】
1．二维/三维图形。
2．专用图形。
3．图像与动画。
【教学要求】
1. 熟悉并掌握简单二维图形显示与绘图函数。
2. 熟悉图形显示的特征控制语句，包括颜色控制，线型控制，线条粗细控制，坐标控制等。
3. 了解其他二维图形显示函数。
4. 掌握三维图形显示函数和图形显示的视角控制。
第六章 Matlab图形用户界面(GUI)设计
【教学内容】
1. 句柄图形对象
2. 图形用户界面开发环境。
3．控件对象的属性。
4．对话框设计。
5．图形用户界面(GUI)设计。
【教学要求】
1. 熟悉句柄图形的定义，主要图形对象，对象之间的层次关系。
2. 熟悉利用句柄访问，修改图形对象的属性。
3. 了解图形用户界面设计工具guide 和图形用户界面编程。
4. 熟悉图形用户界面的主要构件，各构件的使用方式。
5. 熟悉图形用户界面设计步骤。
6. 掌握菜单对象的建立及应用。
第七章 Matlab相关工具箱介绍*
【教学内容】
1．信号处理工具箱。
2．图像处理工具箱。
【教学要求】
了解信号处理工具箱和图像处理工具箱的主要功能。
注*此部分选讲。
三、实验（见习）内容与要求
实验一 Matlab软件工作环境
实验要求：
1. 了解Matlab的安装步骤。
2. 掌握Matlab的启动和退出。
3. 熟悉Matlab的命令窗口。
4. 熟悉其它常用窗口和工具栏。
5. 掌握Matlab联机帮助。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：2学时
实验内容：
1. Matlab的安装。
2. MaTLAB的启动和退出。
3. Matlab的Command windows窗口的功能与使用方法。
4. Matlab的Edit/debugger窗口的功能与使用方法。
5. Matlab的Workspace窗口的功能与使用方法。
6. Matlab的Array Editor窗口的功能与使用方法。
7. Matlab的演示程序与联机帮助。
实验二 Matlab程序设计
实验要求：
1. 掌握M文件编写、调试与运行。
2. 掌握程序的基本结构。
3. 掌握各种结构的程序设计方法。
4. 了解Matlab的文件操作。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：3学时
实验内容：
1. 脚本文件和函数文件。
2. 程序流程控制。
3. 函数调用和参数传递。
4. Matlab的文件操作。
实验三 Matlab数值计算
实验要求：
1. 掌握数组、向量及矩阵的产生、分拆和运算方法。
2. 掌握多项式、关系和逻辑运算及数据分析的基本方法。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：3学时
实验内容：
1. 数组及向量运算、矩阵运算。
2. 多项式运算、关系和逻辑运算、数据分析。
实验四 Matlab符号运算
实验要求：
1. 掌握符号表达式的生成、转换及运算方法。
2. 掌握及符号矩阵的生成及运算方法。
3. 掌握符号画图及符号方程求解的基本方法。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：3学时
实验内容：
1. 符号表达式的生成与运算、符号与数值的转换、符号矩阵;
2. 符号画图、符号方程求解。
实验五 Matlab图形显示
实验要求：
1. 掌握二维及三维图形的绘制方法。
2. 掌握数据可视化方法。
3. 掌握图形属性的控制方法。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：3学时
实验内容：
1. 二维图形、三维图形。
2. 数据可视化。
3. 图形属性控制。
实验六 Matlab用户界面接口(GUI)设计
实验要求：
1. 掌握菜单、对话框、鼠标及常用控件的设计方法
2. 掌握各种界面与对象的数据交换方法
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：3学时
实验内容：
1. 菜单设计、对话框设计、控件生成、鼠标操作及属性。
2. 界面与对象的数据交换，数据的后台处理等。
实验七 Matlab工具箱实验*
实验要求：了解常用工具箱的功能及基本使用方法。
实验方式：
1 教师示教。
2 学生上机操作。
实验课时：1学时
实验内容：
1. 信号处理工具箱。
2. 图像处理工具箱。
注*此部分选做。
四、基本实践技能（操作）项目与要求
本课程的理论性和实践性较强，对课程教学内容的理解可通过上机实习来达到应用的目的。实践性教学主要是上机操作，在每一重要章节的课堂教学后安排有一定的上机时间。上机的练习要注重结合实际应用，以期望学生在后续专业课程的学习中能够充分利用Matlab这一高效率的计算和显示工具。
1. 了解Matalb语言的特点、语法规则、编程环境、函数库和各种有关的工具箱。
2. 理解Matlab的运算关系、功能和特点。
3. 掌握Matlab语言的基本编程方法和技巧，特别是其图形功能和图形用户界面以及本专业常用工具箱的功能和用法，为后续专业课程的上机及毕业设计打下必要的基础。
4. 根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
五、教材与教学资源
1 教材与参考书籍
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肖伟 等编著
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Matlab程序设计与应用
|
清华大学出版社
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2005
|
|
李海涛 等编著
|
Matlab程序设计教程
|
清华大学出版社
|
2006
|
|
李南南 等编著
|
Matlab7.0简明教程
|
清华大学出版社
|
2006
|
2 参考网站：
http://www.MatWorks.com/
六、考核
考核种类：考试以开卷机试为主，题型可多样化，题量和难度要适中。
考核命题：考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识的综合应用。
考试的侧重点、大致分数分配：
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序号
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课程的构成部分
|
大致分数分配（%）
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1
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Matlab概述
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5
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2
|
Matlab程序设计
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20
|
|
3
|
Matlab数值计算
|
20
|
|
4
|
Matlab符号计算
|
20
|
|
5
|
Matlab绘图
|
15
|
|
6
|
Matlab图形用户界面(GUI)设计
|
15
|
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7
|
MATLAB相关工具箱简介
|
5
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|
总计
|
|
100
|
考试时间：考试时间为150分钟(含理论笔试与上机操作考试)。
计分方法：考试以手工改题、记分。
课程成绩组成：平时成绩（作业）占总成绩10%；上机实习占总成绩20%；期终考试占总成绩70%。
七、教学时数分配
（一）理论课学时分配
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章节
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理论课内容
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学时
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第一章
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Matlab概述(An Overview of Matlab)
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2
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第二章
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Matlab程序设计(Programming in Matlab)
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5
|
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第三章
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Matlab数值计算(Numerical computing in Matlab)
|
4
|
|
第四章
|
Matlab符号计算(Sign computing in Matlab)
|
4
|
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第五章
|
Matlab绘图(Plotting in Matlab)
|
4
|
|
第六章
|
Matlab图形用户界面(GUI)设计(Design for Graphic User Interface in Matlab)
|
5
|
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第七章
|
MATLAB相关工具箱简介(An introduction to Toolbox about Matlab)
|
3
|
|
理论课总学时数
|
27
|
（二）实验课学时分配
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序号
|
实验课内容
|
实验类型
|
学时
|
|
1
|
工作环境(Desktop Environment)
|
演示性实验
|
2
|
|
2
|
Matlab程序设计(Programming Design in Matlab)
|
演示性实验
|
3
|
|
3
|
数值计算(Numerical computing)
|
验证性实验
|
3
|
|
4
|
符号运算(Sign operation )
|
验证性实验
|
3
|
|
5
|
图形显示(Graphic Display)
|
验证性实验
|
3
|
|
6
|
GUI设计(Design for GUI)
|
验证性实验
|
3
|
|
7
|
MATLAB工具箱实验(Toolbox in Matlab)
|
验证性实验
|
1
|
|
实验课总学时数
|
18
|
八、课程实施要求及相关说明
本课程的教学环节主要包括课堂教学演示、课后作业、上机实习和考试等，其中，课堂教学主要采用软件操作演示教学方式。上机实习是在计算机上用MATLAB语言进行验证运算，以加深对课堂所学内容和书本知识的理解。
根据教学进度与教学效果，适当调节本课程教学章节内容
