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1323D08009開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（一）課程簡介《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，旨在通過理論教學(xué)與實踐操作訓(xùn)練，使學(xué)生掌握MATLAB編程的基礎(chǔ)知識、MATLAB功能實現(xiàn)的數(shù)學(xué)背景與算法原理，具備利用MATLAB進行問題求解基本能力，了解數(shù)值計算的概念，為后續(xù)的智能醫(yī)學(xué)信號處理等專業(yè)課程以及畢業(yè)設(shè)計提供軟件仿真編程基礎(chǔ)。MATLAB是適合多學(xué)科、多種工作平臺的功能強大、界面友好、且開放性很強的大型優(yōu)秀應(yīng)用軟件，同時也是國內(nèi)外高等院校數(shù)學(xué)、數(shù)值分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)字信號處理、自動控制理論以及工程應(yīng)用等課程的基本教學(xué)和實驗仿真工具。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、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、GUI界面設(shè)計等方面的知識，并采用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用案例來說明MATLAB的實際操作和應(yīng)用。本課程為提高學(xué)生分析問題、仿真系統(tǒng)的能力和進一步深入學(xué)習(xí)提供必要的分析、計算工具。（二）教學(xué)目標通過本課程，學(xué)生將掌握MATLAB程序設(shè)計語言的基本概念和基礎(chǔ)理論知識，包括數(shù)值計算、符號運算、圖形處理、繪圖功能、程序設(shè)計方法及數(shù)值分析，同時掌握MATLAB在科學(xué)數(shù)據(jù)處理、計算和建模中的應(yīng)用，能夠利用MATLAB的工具箱進行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入理解實際問題與模型、模型與數(shù)值計算的關(guān)系，使學(xué)生對計算機軟件輔助下解決實際問題的處理過程有較為深刻的理解，培養(yǎng)學(xué)生的問題分析及計算機應(yīng)用軟件設(shè)計開發(fā)能力。具體目標如下：課程目標1：掌握MATLAB程序設(shè)計語言的基本概念和基礎(chǔ)理論知識。課程目標2：學(xué)會利用MATLAB進行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究。三、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標權(quán)重5-3：能運用智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)仿真軟件（Matlab/ANSYS等），對復(fù)雜智能醫(yī)學(xué)系統(tǒng)工程的實施方案進行數(shù)值模擬，并分析結(jié)果，能理解其局限性。課程目標160%7-2：能針對實際智能醫(yī)學(xué)工程項目，評價其安全性，并判斷其可能對人類和環(huán)境造成的影響。課程目標240%四、教學(xué)方式與方法采用成果導(dǎo)向的教育理念，目標導(dǎo)向教育(Outcomebasededucation，簡稱OBE)是指，教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果（Learningoutcomes)。為達到本課程的課程目標，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)和實例教學(xué)，使學(xué)生在實例分析中，學(xué)會MATLAB的基本操作，并將教學(xué)的重點放在培養(yǎng)學(xué)生編程思維以及運用工具解決實際問題的能力上，對于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，通過師生互動，雙向交流，激發(fā)學(xué)生主動學(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，從而達到鍛煉學(xué)生語言表達能力以及利用工具解決實際問題的能力。小組討論：非確定主題式討論。教師根據(jù)目前MATLAB語言的最新應(yīng)用發(fā)展趨勢，選擇具有代表性的應(yīng)用實例，以小組的形式，通過文獻檢索與分析，了解實例的基本原理、設(shè)計理念、設(shè)計時應(yīng)考慮的社會、安全、健康、法律、文化、經(jīng)濟、管理以及環(huán)境等非技術(shù)因素，以PPT的形式進行講解和答辯，提升學(xué)生的團隊合作意識及語言表達能力。五、教學(xué)重點與難點（一）教學(xué)重點注重對學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題、團隊合作意識和團隊合作能力的培養(yǎng)。通過以下內(nèi)容：MATLAB編譯環(huán)境、MATLAB常用命令、矩陣運算、基本數(shù)學(xué)函數(shù)、繪圖函數(shù)、基本語法結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GUI界面設(shè)計及MATLAB在智能計算領(lǐng)域的應(yīng)用等逐步提升學(xué)生的問題分析及計算機應(yīng)用與軟件設(shè)計開發(fā)能力。（二）教學(xué)難點通過MATLAB矩陣運算、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)試等難點內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生解決相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用問題的能力。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標1第1章編程環(huán)境了解MATLAB語言特點以及應(yīng)用領(lǐng)域、MATLAB軟件安裝、MATLAB運行環(huán)境，國內(nèi)外主要應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢。2講授課程目標12第2章矩陣及其運算掌握MATLAB中矩陣的概念及其運算法則。3講授課程目標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24第4章程序設(shè)計了解MATLAB程序設(shè)計中腳本文件和函數(shù)文件的區(qū)別，掌握程序設(shè)計中的流程控制方法，掌握程序調(diào)試的過程。3講授課程目標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1合計17七、實驗內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號實驗項目名稱實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標1演示性課程目標12驗證性課程目標23設(shè)計性課程目標34探究性課程目標1其他……合計注：實驗要求包括必修、選修；實驗類型包括“演示性”、“驗證性”、“設(shè)計性”、“探究性”、“其它”等。八、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核類型：考試考查（二）考核方式：開卷考試閉卷考試課程論文課程報告其它：（三）成績評定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評價細則對應(yīng)課程目標過程考核40%小測20%每章習(xí)題及?？嫉闹R點題目，至少三次小測或作業(yè)，根據(jù)完成進度、正確性、書寫記錄成績；考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，以個人作業(yè)或小測的形式課上提交，增強學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。根據(jù)所提問題，運用課堂知識進行回答。每道題完成度的評價分為三個等級：A：2分：能夠準確運用課堂知識進行分析，并結(jié)果正確。B：1分：能夠大致進行分析，部分分析邏輯有誤，結(jié)果不正確。C：0分：未按時提交或所回答內(nèi)容與問題無關(guān)。課程目標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。考查學(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1，2期末考核60%選擇題、填空題：考核學(xué)生基礎(chǔ)知識的牢固性，每題2分，共計15小題，30分；簡答題：考核學(xué)生對基本概念和基本理論的理解深度與廣度，增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力，每題10分，共計40分；編程題：考核學(xué)生對MATLAB編程的掌握情況，每題10分，共計30分。課程目標1課程目標2課程目標3……九、課程目標達成評價課程目標的實際達成效果計算方式如下，達成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標達成度畢業(yè)要求指標點達成度十、教材與教學(xué)參考書（一）教材《MATLAB程序設(shè)計基礎(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《MATLAB7.X程序設(shè)計》，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