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全球領(lǐng)先的數(shù)學(xué)計算軟件開發(fā)商 MathWorks今日宣布，其 MATLAB? 和 Simulink? 平臺在中國的高校教育中取得顯著成效。隨著科技的迅猛發(fā)展，國家新質(zhì)生產(chǎn)力對未來人才提出了更高的創(chuàng)新要求，高等教育也需要與這種創(chuàng)新要求相適應(yīng)的教學(xué)方法與內(nèi)容，創(chuàng)造更多的場景和機會來培育未來人才，提升學(xué)生的技術(shù)能力與批判性思辨的能力。MATLAB 和 Simulink 作為全球工程和科學(xué)領(lǐng)域最廣泛使用的計算軟件，已被高校教學(xué)和科研廣泛應(yīng)用，對提升學(xué)生的計算能力、實驗操作與研究能力方面起到關(guān)鍵作用。
在教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人 MATLAB/Simulink 項目的框架下，MathWorks? 積極推動 MATLAB 與 Simulink 在各類教學(xué)項目中的應(yīng)用，尤其是在理工科和工程類學(xué)科中，幫助高校構(gòu)建實踐驅(qū)動的課程體系。目前，課程設(shè)計與科研項目的實際案例已取得顯著成果。
例如，在東南大學(xué)電氣工程學(xué)院開設(shè)的《綜合能源系統(tǒng)導(dǎo)論》課程中，胡秦然教授使用 MATLAB 實時腳本與 App 設(shè)計工具，解構(gòu)綜合能源系統(tǒng)建模過程，通過實際算例介紹聯(lián)合運行優(yōu)化問題，并開發(fā)了交互式演示小程序，以便學(xué)生對綜合能源系統(tǒng)進行簡單的模擬仿真，加速其學(xué)習利用 MATLAB 解決綜合能源系統(tǒng)實際問題。
胡秦然教授使用實時腳本講授天然氣網(wǎng)絡(luò)建模
除綜合能源系統(tǒng)外，將 AI、軟件定義無線電（SDR）設(shè)備與無線通信課程相結(jié)合也是高校工程院系的熱門話題。南方科技大學(xué)無線通信創(chuàng)新教學(xué)實驗室負責人吳光博士在《前沿通信系統(tǒng)設(shè)計》實驗課中，采用 MATLAB 提供的應(yīng)用案例設(shè)計了一系列基于 Deep Learning Toolbox? 的 AI 前沿通信系統(tǒng)實驗項目，將科研成果融入實驗教學(xué)中。吳博士還將實驗過程中 USRP 收集的數(shù)據(jù)整理成標準數(shù)據(jù)集，連同課件、視頻一起對外共享，以便其他沒有實驗設(shè)備的高校使用。該項目獲得 2023 年全國高校電工電子實驗教學(xué)案例設(shè)計競賽中南賽區(qū)二等獎。
《前沿通信系統(tǒng)設(shè)計》實驗課中的 Wi-Fi 圖像傳輸實驗
此外，蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院副教授周文納引入 MATLAB Mobile? 和實時腳本以提升《地球物理》的教與學(xué)，克服學(xué)時及計算機設(shè)備的限制，激發(fā)學(xué)生的興趣和動手能力。學(xué)生進行數(shù)據(jù)可視化和分析后能夠直觀地觀察和理解地球物理現(xiàn)象，并增強編程能力，還在校園創(chuàng)新競賽中獲獎。
而為了更好地應(yīng)對通信工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課《電磁場與電磁波》的教學(xué)挑戰(zhàn)，蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院梅中磊教授通過 MATLAB 將抽象和復(fù)雜的電磁概念可視化，并指導(dǎo)學(xué)生使用 Antenna Toolbox? 完成微帶天線的設(shè)計與仿真。該虛擬仿真實驗不僅節(jié)省時間和成本，避免使用昂貴、體積龐大且效率低下的物理電磁仿真設(shè)備；還幫助學(xué)生掌握太赫茲成像的原理及應(yīng)用，進一步提高本科生的實踐能力、工程應(yīng)用能力和復(fù)雜問題解決能力。2023 年，《太赫茲時域光譜檢測及成像虛擬仿真實驗》被評為第三批國家級一流本科課程。
太赫茲虛擬仿真實驗中所獲得的“蘭大為美”和“樹葉”成像照片
眾多國內(nèi)理工高校選擇 MATLAB 的原因包括其程序庫成熟、案例豐富、幫助文檔詳細且無需復(fù)雜配置，擴展功能可通過“附加資源管理器”獲取，實現(xiàn)一站式安裝、即裝即用，方便老師不斷改進和優(yōu)化課程內(nèi)容。另外，老師們還可直接訪問教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人 MATLAB/Simulink 項目選擇所需課件進行下載，以加快課件開發(fā)，或聯(lián)系 MathWorks 中國教育團隊獲取課程開發(fā)支持。MATLAB 語法簡單且容易上手，對剛接觸編程和仿真軟件的學(xué)生來說也十分友好，便于學(xué)生掌握程序設(shè)計，自學(xué)前沿科技成果，發(fā)表學(xué)術(shù)論文，為未來深造和就業(yè)奠定基礎(chǔ)。
MathWorks 中國區(qū)教育行業(yè)總負責人李慶節(jié)表示：“我們很高興看到 MATLAB 和 Simulink 在中國的高等教育中發(fā)揮著越來越重要的作用。MATLAB 和 Simulink 不僅為學(xué)生提供成熟的產(chǎn)品與強大的技術(shù)支持，還通過豐富的教學(xué)資源與創(chuàng)新的教學(xué)方式，幫助師生們能夠加速從工業(yè)化時代的教與學(xué)向智能化時代的轉(zhuǎn)變，鍛煉新質(zhì)生產(chǎn)力所要求的創(chuàng)新思維同時，加速掌握新質(zhì)生產(chǎn)工具。很多大型企業(yè)都在使用 MATLAB 和 Simulink 進行產(chǎn)品研發(fā)，無論是深造還是進入職場，MATLAB 都為學(xué)生的未來發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)?！?/p>
未來，MathWorks 繼續(xù)致力于推動高校教育的發(fā)展，并通過持續(xù)創(chuàng)新，不斷優(yōu)化 MATLAB 和 Simulink 的教育功能，以適應(yīng)更廣泛的學(xué)科需求。同時，MathWorks 將進一步擴大與國內(nèi)高校的合作，為更多領(lǐng)域的學(xué)生提供支持，并通過線上課程、項目驅(qū)動式教學(xué)和學(xué)術(shù)合作，幫助學(xué)生更好地掌握前沿技術(shù)和科研方法，提升他們在學(xué)術(shù)、工業(yè)和創(chuàng)新領(lǐng)域的競爭力，為中國的教育發(fā)展貢獻力量。
