东北大学的高科技工具和玩具实验室教新生像工程师一样思考

新生以不同的能力和兴趣进入工程项目。虽然有些人设计了自己的网站和C或C++的完整课程，但其他人几乎不理解目录结构和文件操作。

创造满足所有学生需求的课堂项目是困难的。教师通常会选择一些容易学但不怎么有趣的问题，比如数字排序，或者是一些依赖于数学和物理高级理论的例子，比如流体摩擦。这种方法的结果是课程对初学者来说太困难或对更高级的学生来说太容易。

McKnight、Tadmor和Everbach试图开发一门课程，无论学生的背景和经验如何，都能激发他们的积极性并向他们提出挑战。

教授们开发了一个工程实验室，使用与测试和测量仪器连接的计算机构建模拟商业子系统的系统，如全球定位系统传感器、探地雷达和数码相机。

他们意识到，实验室将是一个宝贵的教学工具，让学生接触到真正的工程挑战。实验室工作站配备通用接口总线（GPIB）——能够测试和测量设备、声学和超声波传感器以及步进电机控制的执行器。该仪器由安捷伦^®可编程万用表，电源，函数发生器和数字示波器连接到一个GPIB控制器卡，和一个带有国家仪器I/O板的PC。

选择MATLAB作为编程环境是因为它是一个标准。McKnight说：“这对于解决问题非常有用，对于可视化和绘图非常有用。”。“MATLAB也很容易让学生使用，他们不需要编程就能使用它。最后，在大多数分析任务中，MATLAB优于C。”

数据采集工具箱与行业标准A/D和D/A板进行控制和通信，仪器控制工具箱使仪器控制命令通过GPIB、串行、USB或以太网连接发送。“使用MathWorks产品的主要优势在于，”McKnight指出，“学生可以在相同的环境下载188bet金宝搏中使用与信号处理、计算、图形和可视化相同的语法执行仪器控制和数据采集功能。”

本课程以各模块为基础，这些模块在整个学期中相互建立。学生测量空气和水中的声速，控制步进电机和x-y定位器，并通过超声波反射对地下物体成像。他们首先编写程序，指导计算机使电机产生物理运动，提供即时、有益的反馈。

第二个项目是对摄像机图像进行颜色分析，将彩色乒乓球分类成管状，然后用步进电机旋转到位。

每年有50至100名工科新生选修HTT&TL格式的工程问题解决与计算课程。随着他们学习的进展，他们继续在其他课程中开发和使用MathWorks技能，如电磁场，一个大三的工程课程，学生使用步进电机和matlab -应用在HTT&TL课程中所学的相同技能-来控制天线的角度。

三所马萨诸塞州社区学院正在将东北大学的实验室课程纳入自己的工程课程。