东北大学的高科技工具和玩具实验室教授新生思考工程师

挑战

开发用于教授计算机规划和工程概念的动手应用

解决方案

建立一个使用测试和测量仪器和MATHWORKS产品的实验室,以解决地下成像问题下载188bet金宝搏

结果

  • 真正的工程经验
  • 单一,高效的软件环境
  • 积极的学生反馈

“我们将Matlab选择为具有测试和测量仪器的电脑的编程环境,因为它使教授能够以简单,易于观察,顺序步骤引入编程和工程概念。”

东北大学斯蒂芬麦克博士
在波士顿东北大学的HTT与TL中成像的学生和教授。

东北大学的高科技工具和玩具实验室(HTT&TL)的教师通过试验和测量仪器的实践经验教导新生的编程和工程概念。由教授斯蒂芬麦克·尼克和东北大学Gilead Tadmor创作,实验室使用Matlab®,数据采集工具箱™和仪器控制工具箱™作为进行实验和分析结果的平台。该实验室是新生工程课程工程问题解决和计算的基础。

“该实验室提供了对编程概念的出色介绍,这些概念通常会对初学者进行麻烦,”麦克奈特评论。“通过使用MATLAB作为编程环境,为实践学习提供机会,我们正在提高学生的成功能力。”

挑战

新生以各种能力和兴趣进入工程计划。虽然有些人在C或C ++中设计了自己的网站和完成的课程,但其他人几乎不了解目录结构和文件操作。

创建满足所有学生需求的课堂项目很难。教师经常选择易于学习但未吸引的问题,例如编号分类或诸如流体摩擦的示例,这取决于数学和物理学的高级理论。这种方法会导致初学者来说太难的课程或者对于更高级学生来说太容易了。

Mcknight,Tadmor和Everbach寻求发展一个激励和挑战学生的课程,无论他们的背景和经验如何。

解决方案

教授开发了一个工程实验室,它使用与测试和测量仪器接口的计算机构建模拟商业子系统的系统,例如全球定位系统传感器,地面穿透雷达和数码相机。

他们意识到该实验室将是一个可宝贵的教学工具,用于将学生敞口到真正的工程挑战。实验室工作站配备通用界面总线(GPIB)-Capable测试和测量设备,声学和超声波换能器,以及步进电机控制的执行器。仪器包括安捷伦®可编程的万用表,电源,功能发生器和数字示波器与GPIB控制器卡相关联,以及带有国家仪器I / O板的PC。

MATLAB被选为编程环境,因为它是标准。“对于解决问题并对可视化和绘图非常有用,”这很好,“麦克奈特说。“Matlab也很容易学生使用 - 他们不必编程来使用它。最后,对于大多数分析任务,它优于C.“

数据采集​​工具箱控制和与行业标准A / D和D / A板通信,仪器控制工具箱使仪器控制命令能够通过GPIB,串行,USB或以太网连接发送。“使用Mathworks产品的覆盖优势,”Notes Mcknight“,学生可以在同一环下载188bet金宝搏境中执行仪器控制和数据采集功能,并使用它们用于信号处理,计算,图形和可视化的相同语法。”

课程课程基于整个学期在彼此之间建立的模块。学生在空气和水中测量声音的速度,控制步进电机和X-Y定位器,并通过超声反射图像映像。他们首先编写指示计算机的程序,导致电机的物理运动提供即时,奖励反馈。

第二个项目是色彩分析视频图像,以将彩色的乒乓球分离成带有步进电机旋转到位的管中。

50至100家新生工程学生每年以HTT和TL格式采取工程问题和计算课程。随着他们的研究进展,他们继续在其他课程中开发和使用Mathworks技能,例如电磁场,一个初年工程课程,学生使用步进电机和Matlab应用于HTT&TL课程中的相同技能 - 控制天线的角度。

三位马萨诸塞州社区学院正在采用东北部的实验室课程进入自己的工程课程。

结果

  • 真正的工程经验。“学生体验现实世界的实验室效果,如噪音,采样伪像和阈值化技术,”麦克奈特说。“他们练习与理论和推断从测量数据推断简单数学模型的重新调整真实数据。并要求他们通过在实验准确性和测量时间之间制作现实权衡来思考工程师。“

  • 单一,高效的软件环境。学生使用单一的软件环境来控制实验中使用的仪器并分析数据。这避免了将结果保存到文件中的MultiStep过程,然后将文件读入MATLAB以进行分析。

  • 积极的学生反馈。课程中学生的反馈一直是绝佳的积极态度。Weston Ford是一家机械工程专业,他参加了课程,“我喜欢使用Matlab与实验室硬件一起展示我们的实验如何与真实世界问题和我们的专业有关。使用MATLAB的两个大优势是它强大,很容易学习。“

东北大学是全球1300所大学,提供校园广泛的Matlab和Simulink。金宝app凭借校园广泛的许可证,研究人员,教师和学生可以在最新的释放级别获得产品的常见配置,以便在课堂上使用家庭,在实验室或现场。下载188bet金宝搏

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