全球各地的高校都在使用 MATLAB 和 Simulink 开展教学与科研，帮助未来的工程师和科学家掌握未来世界工程项目与科学研究所要求的重要能力。让我们一起来看看兰州大学两则 MATLAB 和 Simulink 助力教学案例：信息科学与工程学院梅中磊教授使用 MATLAB 实时脚本将抽象复杂的电磁概念可视化，以及地质科学与矿产资源学院副教授周文纳使用 MATLAB Mobile 增强学生对地球物理现象的直观理解。 兰州大学
使用 MATLAB 实时脚本提高学生对电磁场与电磁波的理解
《电磁场与电磁波》是兰州大学通信工程、电子信息科学与技术专业的核心课。该课程涉及复杂的场论和矢量分析，内容广泛且深奥，使得传统“黑板加粉笔”教学模式难以激发学生的兴趣。此外，课程实验难度大，设备昂贵，教学资源利用率低。梅中磊教授使用 MATLAB® 对课程的教材、课堂演示、数字资源、实践和实验等进行了改革。这提高了教学效果，提升了学生的科研兴趣，并夯实了本科生的课程理论基础。梅教授在教学中融入了前沿技术，并使用 MATLAB 实时脚本开发的课件授课。实践环节中，学生在指导下使用 Antenna Toolbox™ 完成了微带天线的设计与仿真。此外，虚拟仿真实验帮助学生掌握了太赫兹成像的原理及应用，进一步提高了本科生的实践能力、工程应用能力和复杂问题解决能力。2023 年，《太赫兹时域光谱检测及成像虚拟仿真实验》被评为第三批国家级一流本科课程。每年，在兰州大学开展的学生评教活动中，该课程教学团队持续获得“优秀”评级。他们的项目成果已在全国范围内向相关大学、院系和课程开放共享。目前，该课程的慕课已被全国 100 多所大学采用，覆盖超过 1700 名学生。- 通过 MATLAB 将抽象和复杂的电磁概念可视化，提高了学生的理解能力
- 以交互式 MATLAB 实时脚本取代传统的“黑板和粉笔”模式，提高了教学的有效性和效率
- 使用 MATLAB 进行虚拟仿真实验，节省了时间和成本，避免了使用昂贵、体积庞大且效率低下的物理电磁仿真设备
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太赫兹虚拟仿真实验中所获得的“兰大为美”和“树叶”成像照片。
“在课程教学中融入科技前沿的内容，并配以 MATLAB 实时脚本开发的课件，提升了本科生的科研兴趣，对大学生科研有巨大的推动作用。”兰州大学
使用 MATLAB Mobile 提升互动性与动手能力
《地球物理》是一门研究地球内部结构和物理特性的学科，涵盖了重力、磁法、电法以及地震勘探等多个领域。该学科涉及复杂的数学计算、数据处理、数值模拟和图像可视化工作，因此需要学生具备一定的计算机编程和数学建模能力。然而，传统的课程往往缺乏相关的培养。目前，教学主要依靠理论讲授和实验演示，学生通过课堂听讲、实验操作和课后作业来学习基本概念和方法。兰州大学地质科学与矿产资源学院副教授周文纳引入了 MATLAB Mobile™ 和实时脚本以提升地球物理的教与学，激发了学生的兴趣和动手能力，同时克服了学时及计算机设备的限制。学生可以直接在该平台上导入实时脚本处理地球物理数据，实现数据可视化和分析，从而直观地观察和理解地球物理现象。此外，该平台的移动性和灵活性允许学生在手机或平板上随时随地学习和实践，无需依赖特定的实验室设备或计算机。MATLAB® 有成熟的程序库，语法简单且容易上手。课程结束后，许多学生不仅对地球物理有了新的认识，还掌握了程序设计，能够进行初步的编程和数值计算，也为将来从事相关工作和学习奠定了基础。- 采用 MATLAB Mobile 突破了传统教学中学时和设备的限制，提高了课堂互动性及教学效果
- 通过 MATLAB 实时脚本的引入，学生进行数据可视化和分析后能够直观地观察和理解地球物理现象，提升了学习效果和动手能力
- 学生还增强了编程能力，在校园创新竞赛中获奖，为未来深造和就业奠定了基础
《地球物理》课上学生使用MATLAB Mobile进行数据可视化和分析。“学生可以在手机或平板电脑上随时随地使用 MATLAB Mobile 平台进行学习和实践，无需依赖特定的实验室设备或计算机。”MATLAB 和 Simulink 产品是全球众多顶级大学和学术机构的基本教研工具。兰州大学是 MATLAB & Simulink 全校园 (Campus-Wide License) 授权使用学校，在 MathWorks 高校服务团队的协助下推进科研、变革教学方式、强化讲座和实验等等。如您也有这方面的需求，想获取进一步课程开发支持，请联系 MathWorks 中国教育团队：academic_cn@mathworks.com。
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