用户故事

查尔摩工业大学整合了Matlab的核心数学课程

挑战

向跨多个学科和两所大学的学生教授数学和数学建模,并使他们为满足行业需求做好准备

解决方案

整合Matlab在整个核心数学课程中,并在实际问题解决方面提供跨学科练习

结果

  • 部门间协作得到改善
  • 学生教授行业所需的技能
  • 学生作为专家用户自我确定

“我们培养学生使用Matlab作为交互式工具,不仅用于完成分配的练习,还要调查数学问题并获得乐趣。我们正在增加我们对跨学科计划的关注,而Matlab则非常适合将数学与其他科目集成。“

查尔默斯技术大学Tommy Gustafsson博士
Chalmers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套工程,科学和数学计划的学生核心课程。通过这些课程,每年近1000名学生学习如何使用MATLAB®解决与学习领域相关的问题。该教师采用了这种方法来吸引学生学习基础数学概念,并为需要数学建模技能的高级课程和职业做好准备。

“Matlab是通过所有核心数学课程运行的共同线程,”Chalmers的数学研究总监Tommy Gustafsson博士说。“MATLAB是数学和其他主题之间的桥梁 - 例如化学或建筑 - 这有助于学生与课程材料联系,并了解它在行业中的应用方式。”

挑战

过去,早期数学课程的学生在讲座中教授的概念中获得了相对简单的作业。该部门的教师很快就认识了这种方法的两个缺点。首先,这些问题不够难以参与学生。其次,他们是抽象的,与实际工程或科学挑战无直接相关。“而不是学校问题,因为我叫他们,我们想呈现出真正的问题的学生,帮助他们了解并应用他们所学到的东西,”Gustafsson说。“瑞典的许多行业都需要了解数学建模的人,我们想准备学生满足这种需求。”

该部门还希望为查默斯大学和哥德堡大学的学生提供一个跨学科课程完成作业和项目所需的工具。

解决方案

数学科学系的教员在整个核心和高级课程中集成了MATLAB,这两所大学都获得了校园范围的许可证,使学生能够在任何一个校园访问MATLAB。

教师为化学和生物工程计划中的学生提供了第一和第二年的课程,以及建筑和技术计划的学生。

化学和生物工程专业的学生从介绍MATLAB开始,包括内置函数和绘图。然后,他们学习MATLAB中的基本编程结构,并完成一项作业,在作业中编写康威的《生命游戏》。第一门课程的最后两项作业探索平分、线性化和牛顿方法D

第二课程涵盖了在MATLAB中的积分和常微分方程的应用。学生使用MATLAB来模拟反应动力学和NO NO的氧化2

在第三和第四课程中,学生解决微分方程的线性系统。学生在使用内置Matlab求解器之前写自己的求解器。使用MATLAB,学生从化学教科书重现绘图,显示在氢原子周围的某个区域中找到电子的概率。

架构和技术计划中的一年学生还开始介绍MATLAB,覆盖积分,微分方程和数字计算。使用MATLAB,他们在一个变量和多变量微积分中使用微积分完成作业。

大学里的学生形状、颜色和建筑工具课程探索建筑和工程中使用的几何。在关于线性代数的后续课程中,学生们完成了最后一个项目,在该项目中,他们使用MATLAB对大英博物馆庭院上方的玻璃屋顶进行建模。

所有级别的学生 - 包括毕业生 - 继续在他们的学习中使用Matlab,以便课程作业,个人和团队项目以及学生工程比赛。

结果

  • 部门间协作得到改善。“MATLAB使数学科学部门能够改善其与其他部门的合作,帮助学生连接到他们正在学习的主题,”Gustafsson博士说。“化学学生解决与化学过程相关的数学问题,建筑学生将数学建模应用于桥梁,建筑物和其他结构 - 全部在Matlab中。”

  • 学生教授行业所需的技能Gustafsson博士说:“我们在瑞典和欧洲的工业合作伙伴希望学生们知道如何在MATLAB中创建和使用数学模型。我在汽车行业工作时,我们广泛使用MATLAB。我们的学生使用MATLAB的方式与他们学习解决实际问题的方式基本相同。”

  • 学生作为专家用户自我确定在对115名学生在公式学生工程竞赛中的一项调查中,来自Chalmers和哥德堡大学的团队是四个团队中的一个,他们认为自己是专家的Matlab用户。“我对这个结果并不感到惊讶,因为Matlab被深深地融入到我们系的所有教学中,”古斯塔夫森博士说。

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