全球各地的高校都在使用 MATLAB 和 Simulink 開(kāi)展教學(xué)與科研，幫助未來(lái)的工程師和科學(xué)家掌握未來(lái)世界工程項(xiàng)目與科學(xué)研究所要求的重要能力。讓我們一起來(lái)看看兩則 MATLAB 和 Simulink 助力教學(xué)案例：南方科技大學(xué)無(wú)線通信創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人吳光博士使用 AI 推動(dòng)前沿通信教學(xué)創(chuàng)新，以及東南大學(xué)電氣工程學(xué)院胡秦然教授通過(guò) MATLAB 實(shí)時(shí)腳本和 App 設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式創(chuàng)新。

南方科技大學(xué)

使用 AI 推動(dòng)前沿通信教學(xué)創(chuàng)新，提升學(xué)生參與度及能力

將 AI、軟件定義無(wú)線電(SDR)設(shè)備與無(wú)線通信課程相結(jié)合是高校工程院系的熱門(mén)話題。《前沿通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是南方科技大學(xué)通信工程和信息工程專業(yè)的一門(mén)核心課程，該課實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目旨在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

吳光博士是南方科技大學(xué)無(wú)線通信創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。他的《前沿通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)課圍繞前沿通信系統(tǒng)，例如 Wi-Fi 系統(tǒng)、LTE/5G 系統(tǒng)、通信感知一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一系列基于 MATLAB 的實(shí)踐項(xiàng)目。吳博士在該課中引入了基于 Deep Learning Toolbox 的 AI 前沿通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將科研成果融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，并采用 MATLAB 提供的應(yīng)用案例設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生使用USRP進(jìn)行基于深度學(xué)習(xí)方法的調(diào)制識(shí)別和位置識(shí)別，吳博士則將 USRP 收集的數(shù)據(jù)整理成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，連同課件、視頻一起對(duì)外共享，以便其他沒(méi)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的高校使用。該項(xiàng)目獲得了 2023 年全國(guó)高校電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例設(shè)計(jì)競(jìng)賽中南賽區(qū)二等獎(jiǎng)。

吳博士選擇 MATLAB 的原因包括其豐富的案例、詳細(xì)的幫助文檔和注釋。這不僅方便老師不斷改進(jìn)和優(yōu)化課程內(nèi)容，也便于學(xué)生自學(xué)，了解無(wú)線通信領(lǐng)域前沿的科技成果，并有助于其發(fā)表學(xué)術(shù)論文。此外，MATLAB 當(dāng)前版本對(duì)硬件的支持比之前更為穩(wěn)定，易于進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵成果

MATLAB 提供了詳細(xì) AI 示例，縮短了課程材料準(zhǔn)備時(shí)間

MATLAB 詳細(xì)的幫助文檔及注釋便于學(xué)生學(xué)習(xí)并提升研究能力

MATLAB 穩(wěn)定的硬件支持能力令學(xué)生輕松使用硬件、更易進(jìn)行軟硬件開(kāi)發(fā)

《前沿通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)課中的Wi-Fi圖像傳輸實(shí)驗(yàn)。

“在課程中，引入了基于 MATLAB 和 Deep Learning Toolbox 的 AI 前沿通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增強(qiáng)了課程在新工科背景下的前沿性和挑戰(zhàn)度?！薄?吳光博士，南方科技大學(xué)

東南大學(xué)

使用 MATLAB 加速學(xué)生學(xué)習(xí)綜合能源系統(tǒng)，培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用技能并掌握優(yōu)化工具

綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展是未來(lái)研究的重點(diǎn)。東南大學(xué)電氣工程學(xué)院胡秦然教授開(kāi)設(shè)的本科課程《綜合能源系統(tǒng)導(dǎo)論》(大四)旨在探索能源系統(tǒng)與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。

MATLAB 被用于這門(mén)課的仿真演示。胡教授主要借助 MATLAB 實(shí)時(shí)腳本及 App 設(shè)計(jì)工具，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)模式探索，幫助學(xué)生加速學(xué)習(xí)如何利用 MATLAB 解決綜合能源系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題。他使用 MATLAB 實(shí)時(shí)腳本解構(gòu)綜合能源系統(tǒng)建模過(guò)程，借助實(shí)際算例介紹聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題。此外，胡教授還運(yùn)用 MATLAB App 設(shè)計(jì)工具開(kāi)發(fā)了交互式演示小程序，以便對(duì)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的模擬仿真。

MATLAB 無(wú)需復(fù)雜配置，對(duì)剛接觸編程和仿真軟件的學(xué)生來(lái)說(shuō)十分友好;其擴(kuò)展功能可以直接通過(guò)“附加資源管理器”獲取，實(shí)現(xiàn)一站式安裝，且即裝即用。無(wú)論學(xué)生未來(lái)選擇深造或就業(yè)，MATLAB 能夠幫助他們更快適應(yīng)工作環(huán)境。

關(guān)鍵成果

MATLAB 實(shí)時(shí)腳本和 App 設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式創(chuàng)新，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)

通過(guò) MATLAB 仿真演示，學(xué)生掌握了建模和優(yōu)化工具，提高了解決綜合能源系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題的能力

MATLAB 的全面基礎(chǔ)功能和易于獲取的擴(kuò)展功能降低了學(xué)習(xí)和研究綜合能源系統(tǒng)的門(mén)檻，為學(xué)生的深造或就業(yè)打下了基礎(chǔ)

胡秦然教授使用實(shí)時(shí)腳本講授天然氣網(wǎng)絡(luò)建模。

“MATLAB 無(wú)需復(fù)雜配置，對(duì)剛接觸編程和仿真軟件的學(xué)生來(lái)說(shuō)十分友好;其擴(kuò)展功能可以直接通過(guò)‘附加資源管理器’獲取，實(shí)現(xiàn)一站式安裝，且即裝即用，能夠滿足學(xué)生更進(jìn)一步的需求?！薄?胡秦然教授，東南大學(xué)

MATLAB 和 Simulink 產(chǎn)品是全球眾多頂級(jí)大學(xué)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的基本教研工具。以上兩所學(xué)校都是 MATLAB & Simulink 全校園 (Campus-Wide License) 授權(quán)使用學(xué)校，在 MathWorks 高校服務(wù)團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下推進(jìn)科研、變革教學(xué)方式、強(qiáng)化講座和實(shí)驗(yàn)等等。