ADDINCNKISM.UserStyle《MATLAB與智能算法》課程教學(xué)大綱（理論課程）一、課程基本信息課程號(hào)1323D08009開(kāi)課單位電子信息工程學(xué)院課程名稱（中文）MATLAB與智能算法（英文）MATLABandIntelligentAlgorithms課程性質(zhì)選修考核類型考試課程學(xué)分1課程學(xué)時(shí)17課程類別學(xué)科拓展課先修課程線性代數(shù)適用專業(yè)（類）智能醫(yī)學(xué)工程二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡(jiǎn)介《MATLAB與智能算法》課程是本專業(yè)（類）的一門學(xué)科拓展課課程，旨在通過(guò)理論教學(xué)與實(shí)踐操作訓(xùn)練，使學(xué)生掌握MATLAB編程的基礎(chǔ)知識(shí)、MATLAB功能實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)背景與算法原理，具備利用MATLAB進(jìn)行問(wèn)題求解基本能力，了解數(shù)值計(jì)算的概念，為后續(xù)的智能醫(yī)學(xué)信號(hào)處理等專業(yè)課程以及畢業(yè)設(shè)計(jì)提供軟件仿真編程基礎(chǔ)。MATLAB是適合多學(xué)科、多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大、界面友好、且開(kāi)放性很強(qiáng)的大型優(yōu)秀應(yīng)用軟件，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)外高等院校數(shù)學(xué)、數(shù)值分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制理論以及工程應(yīng)用等課程的基本教學(xué)和實(shí)驗(yàn)仿真工具。本課程主要介紹了MATLAB的工作環(huán)境，基本操作指令、數(shù)據(jù)類型及圖形的繪制功能、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、GUI界面設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，并采用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用案例來(lái)說(shuō)明MATLAB的實(shí)際操作和應(yīng)用。本課程為提高學(xué)生分析問(wèn)題、仿真系統(tǒng)的能力和進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)提供必要的分析、計(jì)算工具。（二）教學(xué)目標(biāo)通過(guò)本課程，學(xué)生將掌握MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本概念和基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括數(shù)值計(jì)算、符號(hào)運(yùn)算、圖形處理、繪圖功能、程序設(shè)計(jì)方法及數(shù)值分析，同時(shí)掌握MATLAB在科學(xué)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和建模中的應(yīng)用，能夠利用MATLAB的工具箱進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入理解實(shí)際問(wèn)題與模型、模型與數(shù)值計(jì)算的關(guān)系，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)軟件輔助下解決實(shí)際問(wèn)題的處理過(guò)程有較為深刻的理解，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題分析及計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。具體目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：掌握MATLAB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本概念和基礎(chǔ)理論知識(shí)。課程目標(biāo)2：學(xué)會(huì)利用MATLAB進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重5-3：能運(yùn)用智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)仿真軟件（Matlab/ANSYS等），對(duì)復(fù)雜智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)工程的實(shí)施方案進(jìn)行數(shù)值模擬，并分析結(jié)果，能理解其局限性。課程目標(biāo)160%7-2：能針對(duì)實(shí)際智能醫(yī)學(xué)工程項(xiàng)目，評(píng)價(jià)其安全性，并判斷其可能對(duì)人類和環(huán)境造成的影響。課程目標(biāo)240%四、教學(xué)方式與方法采用成果導(dǎo)向的教育理念，目標(biāo)導(dǎo)向教育(Outcomebasededucation，簡(jiǎn)稱OBE)是指，教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過(guò)教育過(guò)程最后所取得的學(xué)習(xí)成果（Learningoutcomes)。為達(dá)到本課程的課程目標(biāo)，采用理論授課、小組討論兩種教學(xué)方式與方法。理論授課：課堂采用啟發(fā)式教學(xué)和實(shí)例教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)例分析中，學(xué)會(huì)MATLAB的基本操作，并將教學(xué)的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生編程思維以及運(yùn)用工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力上，對(duì)于MATLAB的應(yīng)用則側(cè)重其在通信類課程中的應(yīng)用的講解。另外，通過(guò)師生互動(dòng)，雙向交流，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，讓他們成為教學(xué)中的主體，并在課堂上根據(jù)所講授內(nèi)容布置一些小的程序，讓學(xué)生思考，并在課堂上講解、演示自己的成果，從而達(dá)到鍛煉學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力以及利用工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力。小組討論：非確定主題式討論。教師根據(jù)目前MATLAB語(yǔ)言的最新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，選擇具有代表性的應(yīng)用實(shí)例，以小組的形式，通過(guò)文獻(xiàn)檢索與分析，了解實(shí)例的基本原理、設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的社會(huì)、安全、健康、法律、文化、經(jīng)濟(jì)、管理以及環(huán)境等非技術(shù)因素，以PPT的形式進(jìn)行講解和答辯，提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及語(yǔ)言表達(dá)能力。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)注重對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。通過(guò)以下內(nèi)容：MATLAB編譯環(huán)境、MATLAB常用命令、矩陣運(yùn)算、基本數(shù)學(xué)函數(shù)、繪圖函數(shù)、基本語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GUI界面設(shè)計(jì)及MATLAB在智能計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用等逐步提升學(xué)生的問(wèn)題分析及計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力。（二）教學(xué)難點(diǎn)通過(guò)MATLAB矩陣運(yùn)算、基本數(shù)學(xué)函數(shù)、常用繪圖函數(shù)、M函數(shù)、腳本文件的編寫與調(diào)試等難點(diǎn)內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生解決相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用問(wèn)題的能力。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1第1章編程環(huán)境了解MATLAB語(yǔ)言特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域、MATLAB軟件安裝、MATLAB運(yùn)行環(huán)境，國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)。2講授課程目標(biāo)12第2章矩陣及其運(yùn)算掌握MATLAB中矩陣的概念及其運(yùn)算法則。3講授課程目標(biāo)23第3章繪圖了解圖形繪制的基本方法，掌握各種二維和三維圖形繪制的常用函數(shù)。3講授課程目標(biāo)24第4章程序設(shè)計(jì)了解MATLAB程序設(shè)計(jì)中腳本文件和函數(shù)文件的區(qū)別，掌握程序設(shè)計(jì)中的流程控制方法，掌握程序調(diào)試的過(guò)程。3講授課程目標(biāo)25第5章數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用了解MATLAB的基本應(yīng)用領(lǐng)域，掌握在智能醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的相關(guān)課程的應(yīng)用。4講授課程目標(biāo)16第6章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了解多維數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、細(xì)胞等基本概念和使用方法，了解字符陣列和字符串單元陣列的區(qū)別，掌握字符串處理的一些操作函數(shù)。2講授課程目標(biāo)1合計(jì)17七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1演示性課程目標(biāo)12驗(yàn)證性課程目標(biāo)23設(shè)計(jì)性課程目標(biāo)34探究性課程目標(biāo)1其他……合計(jì)注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括“演示性”、“驗(yàn)證性”、“設(shè)計(jì)性”、“探究性”、“其它”等。八、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核類型：考試考查（二）考核方式：開(kāi)卷考試閉卷考試課程論文課程報(bào)告其它：（三）成績(jī)?cè)u(píng)定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)過(guò)程考核40%小測(cè)20%每章習(xí)題及常考的知識(shí)點(diǎn)題目，至少三次小測(cè)或作業(yè)，根據(jù)完成進(jìn)度、正確性、書(shū)寫記錄成績(jī)；考核學(xué)生對(duì)基本概念和基本理論的理解深度與廣度，以個(gè)人作業(yè)或小測(cè)的形式課上提交，增強(qiáng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。根據(jù)所提問(wèn)題，運(yùn)用課堂知識(shí)進(jìn)行回答。每道題完成度的評(píng)價(jià)分為三個(gè)等級(jí)：A：2分：能夠準(zhǔn)確運(yùn)用課堂知識(shí)進(jìn)行分析，并結(jié)果正確。B：1分：能夠大致進(jìn)行分析，部分分析邏輯有誤，結(jié)果不正確。C：0分：未按時(shí)提交或所回答內(nèi)容與問(wèn)題無(wú)關(guān)。課程目標(biāo)1，2課堂表現(xiàn)20%學(xué)習(xí)通簽到和發(fā)布主題討論，全體學(xué)生參與?？疾閷W(xué)生出勤情況和課堂上參與主題討論的積極性；每參與一次簽到記為1分，共計(jì)4次，記為4分。少一次扣除1分。每參與一次主題討論記為1分，未參與的記為0分。課程目標(biāo)1，2期末考核60%選擇題、填空題：考核學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的牢固性，每題2分，共計(jì)15小題，30分；簡(jiǎn)答題：考核學(xué)生對(duì)基本概念和基本理論的理解深度與廣度，增強(qiáng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，每題10分，共計(jì)40分；編程題：考核學(xué)生對(duì)MATLAB編程的掌握情況，每題10分，共計(jì)30分。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3……九、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)課程目標(biāo)的實(shí)際達(dá)成效果計(jì)算方式如下，達(dá)成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標(biāo)達(dá)成度畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度十、教材與教學(xué)參考書(shū)（一）教材《MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用》，劉帥奇，清華大學(xué)出版社，2016，第1版。（二）教學(xué)參考書(shū)《MATLAB7.X程序設(shè)計(jì)》，樓順天，姚若玉，沈俊霞，西安電子工業(yè)出版社，2008；《MATLAB及在電子信息工程中的應(yīng)用》，陳懷琛，電子工業(yè)出版