MATLAB編程課程

實體編程教學課程內容

課程簡介

本課程設計為三小時密集入門培訓，專為初學者及工程、數學、科學研究領域的學員而設。MATLAB（Matrix Laboratory）是全球廣泛應用於科學運算、工程分析、資料建模與人工智慧研究的高效數值運算平台。它結合程式語言、數學工具與可視化介面，提供強大的矩陣計算與模擬分析能力。

課程將透過理論講解與實際操作，引導學員快速熟悉 MATLAB 的基本語法、指令使用、矩陣運算、流程控制與簡易繪圖。完成課程後，學員將能撰寫基礎 MATLAB 程式，進行簡單的數據分析與圖形繪製，為後續高階應用（如信號處理、機器學習與控制系統設計）打下堅實基礎。

課程目標

1. 建立對 MATLAB 環境與指令語法的基礎理解。

2. 能撰寫與執行基本的 MATLAB 程式。

3. 熟悉變數、矩陣運算、迴圈與邏輯控制流程。

4. 掌握基本資料分析與繪圖可視化技巧。

5. 為進一步學習 MATLAB 工程應用或 AI 模型建構課程打下基礎。

授課對象

• 對科學運算、工程建模、數據分析或 AI 技術有興趣的初學者。

• 大專理工科學生、研究人員或技術工程師。

• 曾使用 Excel 或 Python 想進一步學習數值分析工具者。

• 欲快速掌握 MATLAB 作為研究或專案開發工具者。

課程大綱

第一部分：MATLAB 環境與基本操作（約 40 分鐘）

• MATLAB 介面介紹：Command Window、Editor、Workspace、Figure。

• 指令基礎操作與工作目錄設定。

• 變數命名與建立、簡單數值運算。

• 編寫與執行第一個 MATLAB 程式（Script）。

• 幫助系統與指令說明（help、doc）。

第二部分：資料型態與矩陣運算（約 60 分鐘）

• MATLAB 作為矩陣導向語言的核心概念。

• 各類資料型態：數值、字串、邏輯值、結構（struct）。

• 向量與矩陣的建立、索引與運算（+、.*、'）。

• 常用內建函式（sum、mean、max、size、linspace）。

• 實作練習：建立資料陣列並進行統計分析計算。

第三部分：流程控制與函式設定（約 45 分鐘）

• 條件判斷：if、elseif、else、switch。

• 迴圈操作：for、while。

• 函式（function）的建立、參數輸入與輸出。

• 實作練習：撰寫計算平均與標準差的自訂函式。

第四部分：資料視覺化與應用實作（約 35 分鐘）

• 繪圖基礎指令：plot、bar、histogram、scatter。

• 繪圖屬性調整：標題（title）、標籤（xlabel、ylabel）、圖例（legend）。

• 多圖視窗與子圖（subplot）。

• 實作練習：將資料分析結果轉換為圖形報表。

• 延伸應用介紹：MATLAB 在 AI、影像處理與控制系統中的角色。

課程特色

• 三小時濃縮 MATLAB 核心概念與常用技巧。

• 理論與實作緊密結合，快速建立操作信心。

• 著重科學運算與圖形化應用的實務導向。

• 為後續課程（工程建模、深度學習、MATLAB Simulink）奠定入門基礎。