MATLAB數學實驗數學實驗教案教師教案(2022—2022學年第二學期)課程名稱：數學實驗授課學時：32授課班級：2007級任課教師：鐘爾杰教師職稱：副教授教師所在學院：應用數學學院電子科技大學數學實驗教案第1頁共11頁2022-2007（1）第1周至第16周數學實驗教案第2頁共11頁第一章MATLAB使用入門本章數學實驗方法教學時數為6學時，指導學生完成實驗報告為2學時，共8學時。分四次課完成本章教學任務。一、教學內容及要求1．教學內容：（1）MATLAB命令操作方法、向量創建與一元函數圖形（2學時）；（2）矩陣創建與二元函數圖形（2學時）；（3）數據顯示格式與字符串數組（2學時）。2．教學要求：（1）熟悉MATLAB的命令操作方式，掌握向量創建方法和一元函數圖形繪制方法；（2）掌握矩陣創建方法與二元函數圖形繪制方法；（3）熟悉MATLAB數據顯示格式幾種常用格式，掌握字符串數組操作方法。二、教學重點與難點1．教學重點：MATLAB向量創建，矩陣創建方法，一元函數和二元函數圖形繪制方法，字符串數組的使用和操作。2．教學難點：MATLAB二元函數圖形繪制，字符串操作。三、教學設計1．通過簡單表達式使用創建向量和矩陣；2．一元函數的圖形是曲線，在二維空間中表示；通過衰減振蕩曲線繪制例子，介紹曲線的線型、顏色控制方法；3．二元函數的圖形是曲面，在三維空間中表示。介紹典型問題——數字地球繪制使學生了解繪三維圖形的三個重要環節；四、作業1．熟悉MATLAB命令操作方式，表達式和常用函數使用，簡單的數學模型求解；2．計算國際象棋發明人的報酬問題。用MATLAB計算說明明國際象棋發明人想要索取的大麥幾乎可以覆蓋整個地球；3．熟悉MATLAB基本繪圖命令，在多個圖形窗口中繪制曲線圖形和曲面圖形；4．熟悉字符串數組的操作，設計一段程序計算農歷年，將計算結果顯示為字符串；5．完成數學實驗報告一：拋射曲線問題的數學實驗1．張志涌等編，精通MATLAB6.5，北京航空航天大學出版社，2004數學實驗教案第3頁共11頁六、教學后記1．本章介紹數學軟件MATLAB使用的基本方法，向量和矩陣創建，一元函數和二元函數繪圖方法。順利完成了教學內容，教學效果較好；2．矩陣操作是MATLAB教學中最有特色的內容，MATLAB可作為向量機，支持矩陣和向量運算，針對數據塊進行整體的計算。數學實驗需要培養學生設計矩陣完成實驗任務。3．拋射曲線問題的數學實驗報告完成過程中，學生實驗報告反映出很好的操作技巧和新的想法（如：計算問題采用對數據的塊進行操作，建議制做拋射曲線動態演示等）。第二章MATLAB程序設計方法本章數學實驗方法教學時數為4學時，指導學生完成實驗報告2學時，共用6學時。分三次課完成本章教學任務。一、教學內容及要求1．教學內容：（1）變量與表達式用途和創建，算術運算、關系運算和邏輯運算三類運算符使用；（2）順序結構、分支結構和循環結構這三種程序結構；（3）MATLAB程序文件編寫方法；（4）MATLAB的函數文件編寫方法。2．教學要求：（1）熟悉MATLAB的編程環境；（2）掌握MATLAB表達式用途和創建方法掌握三類運算符；（3）了解程序的三種結構，掌握程序文件編寫方法；（4）掌握MATLAB的函數文件編寫方法。二、教學重點與難點1．教學重點：MATLAB程序設計的方法和風格、變量和表達式的規范化。2．教學難點：MATLAB循環結構的程序和分支結構的程序設計。三、教學設計以典型問題的算法實現開展教學1．條件控制的循環語句while-end介紹角谷猜想問題的實驗2．數控制的循環語句for-end介紹四邊形旋轉圖形實驗3．條件語句if-end介紹素數判別的試商算法實現四、作業1．熟悉MATLAB求解方程組命令；數學實驗教案第4頁共11頁2．完成上機實驗報告二：《飛行航程計算實驗》實驗報告六、教學后記1.MATLAB對矩陣的處理有很多簡單的命令操作盡可能讓學生了解，例如已知三角形三個頂點的坐標，可以通過二階（或三階）行列式計算三角形面積。順利完成了教學內容，教學效果較好。3．昆蟲繁殖問題的數學實驗報告完成情況很好，萊斯利矩陣的主特征值研究和應用還應挖掘，另一方面有學生對于殺蟲劑的使用提出了新的想法，例如“時間越長，殺蟲劑的藥效會降低”，數學模型應該做適當修改。第三章符號計算與微積分實驗本章數學實驗方法教學時數為2學時，指導學生完成實驗報告2學時，共用4學時。分兩次課完成本章教學任務。一、教學內容及要求1．教學內容：（1）MATLAB中符號變量與符號表達式創建方法和命令；（2）符號代數方程求解方法和命令；（3）級數求和與符號微積分方法和命令；（4）常微分方程符號解方法和命令。2．教學要求：（1）熟悉MATLAB中符號變量與符號表達式創建方法和命令；（2）掌握符號代數方程求解方法和命令；（3）掌握級數求和與符號微積分方法和命令；（4）了解常微分方程符號解方法和命令。