查尔默斯科技大学将MATLAB集成到核心数学课程中

挑战

向多个学科和两个大学的学生教学数学和数学建模,并为他们达到行业的需求

解决方案

将MATLAB集成到核心数学课程中,并在实际问题解决中提供跨学科练习

结果

  • 跨部门合作改进了
  • 学生教授行业所需的技能
  • 学生自认为是专家用户

“我们训练学生使用MATLAB作为一个交互工具,不仅用于完成指定的练习,而且用于调查数学问题和获得乐趣。我们正在增加对跨学科项目的关注,而MATLAB非常适合将数学与其他学科整合在一起。”

Chalmers理工大学Tommy Gustafsson博士
瑞典哥德堡查尔默斯大学。

查默斯理工大学和哥德堡大学共有一个数学科学系,为两所大学的学生提供课程。这个系的本科课程包括一套工程、科学和数学课程的核心课程。通过这些课程,每年有近1000名学生学习如何使用MATLAB®解决与他们研究领域相关的问题。该学院采用这种方法,以吸引学生学习基础数学概念,并为他们准备更高层次的课程和职业生涯,需要数学建模技能。

“MATLAB是贯穿我们所有核心数学课程的主线,”Tommy Gustafsson博士说,他是Chalmers大学的数学研究主任。“MATLAB充当了数学和其他学科(如化学或建筑学)之间的桥梁,帮助学生联系课程材料,并了解如何在工业中应用。”

挑战

过去,在早期的数学课程中,学生们只被分配相对简单的作业,内容是课堂上讲授的概念。系里的教员很快就认识到这种方法的两个缺点。首先,这些问题不够难,不足以吸引学生。其次,它们是抽象的,与实际工程或科学挑战没有直接关系。古斯塔夫松说:“我们希望向学生展示真正的问题,帮助他们理解和应用所学的知识,而不是我所说的学校问题。”“瑞典的很多行业都需要懂数学建模的人,我们希望让我们的学生做好准备,满足这一需求。”

该部门还想为学生提供Chalmers和哥德堡大学,方便地访问他们需要在跨学科课程中完成任务和项目所需的工具。

解决方案

整个核心和上级课程的数学科学系综合MATLAB,以及两所大学都获得了校园范围的许可证,使学生能够访问任何一个校园内的MATLAB。

讲师们已经为化学和生物工程专业的学生,以及建筑和技术专业的学生量身定制了一年级和二年级的课程。

化学和生物工程学生从MATLAB介绍开始,包括内置功能和策划。然后,他们学习Matlab中的基本编程结构,并完成了他们编程康威的生命游戏的作业。在第一个课程中的最后两个作业探索了二分,线性化和牛顿的方法。

第二门课程涵盖了积分和常微分方程在MATLAB中的应用。学生们使用MATLAB模拟反应动力学和NO氧化成NO的过程2

在第三和第四门课程中,学生们解线性微分方程组。学生在使用内置MATLAB求解器之前编写自己的求解器。利用MATLAB,学生们从一本化学教科书中复制出一张图,显示在氢原子周围的特定区域中找到电子的概率。

建筑和技术专业的一年级学生也从MATLAB入门开始,涵盖积分、微分方程和数值计算。在MATLAB中,他们使用一元微积分和多元微积分完成作业。

学生在形状,颜色和建筑工具课程探索建筑与工程中使用的几何形状。在线性代数的后续课程中,学生完成了一个最终项目,他们使用Matlab在大英博物馆的庭院上模拟玻璃屋顶。

所有水平的学生——包括研究生——在他们的课程作业、个人和团队项目以及学生工程竞赛中继续使用MATLAB。

结果

  • 跨部门合作改进了.古斯塔夫松博士说:“MATLAB使数学科学系能够改善与其他系的合作,这有助于学生与他们正在学习的学科联系起来。”“化学专业的学生解决与化学过程相关的数学问题,建筑学专业的学生将数学建模应用于桥梁、建筑和其他结构——所有这些都是在MATLAB中。”

  • 学生教授行业所需的技能.“我们在瑞典和欧洲的工业合作伙伴希望了解如何在Matlab中创建和使用数学模型的学生,”Gustafsson博士说。“当我在汽车行业工作时,我们使用Matlab。我们的学生在他们学会解决真正问题时使用它的方式与众不同。“

  • 学生自认为是专家用户.在一项关于公式学生本科工程竞争的115支球队的调查中,来自哥德堡查尔姆和大学的团队是只有四支球队之一,他们将自己评为专家Matlab用户。“我对这个结果并不感到惊讶,因为Matlab深深融入了我们部门的所有教学中,”Gustafsson博士说。

s manbetx 845产品使用

展示你的成功

加入客户参考计划