技术集成MATLAB查尔姆斯理工大学在整个核心数学课程

挑战

教授数学和数学建模的学生跨越多个学科和两所大学,并准备他们满足行业的需求

集成MATLAB整个核心数学课程,并提供实用的解决问题的跨学科的练习

结果

  • 跨部门合作改进
  • 学生们学习行业所需的技能
  • 学生的自我认定为专业用户

“我们培训学生使用MATLAB不仅作为完成分配的练习也为研究数学问题和有乐趣的互动工具。我们是在跨学科课程提高我们的工作重点,而MATLAB是完美的与其他学科整合数学“。

查尔姆斯理工大学汤米·古斯塔夫松博士
查尔姆斯理工大学在瑞典哥德堡。

查尔姆斯理工大学和哥德堡大学共用一个数学科学系的提议的课程,学生在两所大学。该部门的本科课程包括一组学生在工程,科学和数学课程的核心课程。通过这些课程,每年近1000名学生每个学习如何使用MATLAB®解决有关他们的研究领域中的问题。该学院采用这种方式搞学习基础数学概念的学生,并为高级课程和职业需要数学建模技能准备。

“MATLAB是通过我们的所有核心数学课程运行共同点,”汤米·古斯塔夫森博士,在查尔莫斯数学的研究总监说。“MATLAB作为数学和其他学科,如化学或架构,帮助学生与教材连接,并了解它是如何在工业应用之间的桥梁。”

挑战

在过去,学生在早期的数学课程给予在讲座讲授概念相对简单的任务。该部门的教师很快认识到这种方法的两个缺点。首先,问题是不难够搞的学生。其次,他们是抽象的,而不是直接到实际的工程或科学挑战有关。“而不是学校的问题,因为我打电话给他们,我们想现在学生的实际问题,帮助他们理解和运用所学到的东西,”古斯塔夫森说。“在瑞典需要的人谁了解数学建模,我们想准备我们的学生以满足这一需求,许多行业。”

该系还希望向查尔默斯和哥德堡大学的学生提供方便的工具,使他们能够在跨学科课程中完成作业和项目。

数学科学系的教师将MATLAB集成到核心课程和高级课程中,两所大学都获得了校园许可,使学生可以在任何一个校园使用MATLAB。

教师有专门适合在建筑和技术计划在化学和生物工程项目的第一代和第二年的课程的学生,以及学生。

化学和生物工程的学生首先会学习MATLAB,包括内置函数和绘图。然后,他们在MATLAB中学习基本的编程结构,并完成一项任务,他们在其中编写康威的《生活游戏》。本课程的最后两项作业是探讨二分法、线性化和牛顿法。

第二课程涵盖在MATLAB积分和常微分方程的应用。学生们使用MATLAB模型反应动力学和NO的为NO氧化2

在第三和第四课程,学生解微分方程的线性系统。学生使用内置的MATLAB求解之前自己写的求解。使用MATLAB,学生再现从表示围绕一个氢原子的特定区域寻找电子的概率的化学教科书的曲线图。

一年级学生在架构和技术方案也开始介绍了MATLAB,覆盖积分,微分方程,和数值计算。随着MATLAB,他们完成作业使用一个变量和多变量微积分。

的学生形状、颜色和建筑工具当然探索建筑和工程使用的几何形状。在后续过程中的线性代数,学生完成中,他们使用MATLAB玻璃屋顶,在大英博物馆的庭院建模最终项目。

各级,包括大学生毕业生,继续使用MATLAB整个学业的课程作业,个人和团队项目,学生工程竞赛。

结果

  • 跨部门合作改进。“MATLAB,使数学科学系,以提高其与其他部门的合作,这有助于学生连接到他们正在研究的课题,”古斯塔夫森博士说。“化学学生解决有关化学过程的数学问题,以及建筑学生申请数学模型,桥梁,建筑物和其他结构,都在MATLAB。”

  • 学生们学习行业所需的技能。古斯塔夫松博士说:“我们在瑞典和欧洲的工业合作伙伴希望学生懂得如何在MATLAB中创建和使用数学模型。”“当我在汽车行业工作时,我们广泛使用MATLAB。我们的学生使用它的方式和他们学习解决实际问题的方式差不多。”

  • 学生的自我认定为专业用户。来自查尔默斯和哥德堡大学(University of Gothenburg)的团队参与了一项调查,共有115个团队参加了“公式学生本科生工程竞赛”(Formula Student undergraduate engineering competition),只有4个团队认为自己是MATLAB的专家用户,这个团队就是其中之一。Gustafsson博士说:“我对这个结果并不感到惊讶,因为MATLAB已经深入到我们系的所有教学中。”

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