分享兩則MATLAB和Simulink助力教學案例

全球各地的高校都在使用 MATLAB 和 Simulink 開展教學與科研，幫助未來的工程師和科學家掌握未來世界工程項目與科學研究所要求的重要能力。讓我們一起來看看兩則 MATLAB 和 Simulink 助力教學案例：南方科技大學無線通信創(chuàng)新教學實驗室負責人吳光博士使用 AI 推動前沿通信教學創(chuàng)新，以及東南大學電氣工程學院胡秦然教授通過 MATLAB 實時腳本和 App 設計工具實現教學模式創(chuàng)新。

南方科技大學

使用 AI 推動前沿通信教學創(chuàng)新，提升學生參與度及能力

將 AI、軟件定義無線電(SDR)設備與無線通信課程相結合是高校工程院系的熱門話題?！肚把赝ㄐ畔到y設計》是南方科技大學通信工程和信息工程專業(yè)的一門核心課程，該課實驗項目旨在培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

吳光博士是南方科技大學無線通信創(chuàng)新教學實驗室負責人。他的《前沿通信系統設計》實驗課圍繞前沿通信系統，例如 Wi-Fi 系統、LTE/5G 系統、通信感知一體化系統，設計了一系列基于 MATLAB 的實踐項目。吳博士在該課中引入了基于 Deep Learning Toolbox 的 AI 前沿通信系統實驗項目，將科研成果融入到實驗教學中，并采用 MATLAB 提供的應用案例設計了實驗場景。在實驗過程中，學生使用USRP進行基于深度學習方法的調制識別和位置識別，吳博士則將 USRP 收集的數據整理成標準數據集，連同課件、視頻一起對外共享，以便其他沒有實驗設備的高校使用。該項目獲得了 2023 年全國高校電工電子實驗教學案例設計競賽中南賽區(qū)二等獎。

吳博士選擇 MATLAB 的原因包括其豐富的案例、詳細的幫助文檔和注釋。這不僅方便老師不斷改進和優(yōu)化課程內容，也便于學生自學，了解無線通信領域前沿的科技成果，并有助于其發(fā)表學術論文。此外，MATLAB 當前版本對硬件的支持比之前更為穩(wěn)定，易于進行軟硬件開發(fā)。

關鍵成果

MATLAB 提供了詳細 AI 示例，縮短了課程材料準備時間

MATLAB 詳細的幫助文檔及注釋便于學生學習并提升研究能力

MATLAB 穩(wěn)定的硬件支持能力令學生輕松使用硬件、更易進行軟硬件開發(fā)

《前沿通信系統設計》實驗課中的Wi-Fi圖像傳輸實驗。

“在課程中，引入了基于 MATLAB 和 Deep Learning Toolbox 的 AI 前沿通信系統實驗項目，增強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

東南大學

使用 MATLAB 加速學生學習綜合能源系統，培養(yǎng)實際應用技能并掌握優(yōu)化工具

綜合能源系統的發(fā)展是未來研究的重點。東南大學電氣工程學院胡秦然教授開設的本科課程《綜合能源系統導論》(大四)旨在探索能源系統與人類社會發(fā)展的關系。

MATLAB 被用于這門課的仿真演示。胡教授主要借助 MATLAB 實時腳本及 App 設計工具，根據不同教學內容進行創(chuàng)新教學模式探索，幫助學生加速學習如何利用 MATLAB 解決綜合能源系統實際問題。他使用 MATLAB 實時腳本解構綜合能源系統建模過程，借助實際算例介紹聯合運行優(yōu)化問題。此外，胡教授還運用 MATLAB App 設計工具開發(fā)了交互式演示小程序，以便對綜合能源系統進行簡單的模擬仿真。

MATLAB 無需復雜配置，對剛接觸編程和仿真軟件的學生來說十分友好;其擴展功能可以直接通過“附加資源管理器”獲取，實現一站式安裝，且即裝即用。無論學生未來選擇深造或就業(yè)，MATLAB 能夠幫助他們更快適應工作環(huán)境。

關鍵成果

MATLAB 實時腳本和 App 設計工具實現了教學模式創(chuàng)新，提升了學生的學習體驗

通過 MATLAB 仿真演示，學生掌握了建模和優(yōu)化工具，提高了解決綜合能源系統實際問題的能力

MATLAB 的全面基礎功能和易于獲取的擴展功能降低了學習和研究綜合能源系統的門檻，為學生的深造或就業(yè)打下了基礎

胡秦然教授使用實時腳本講授天然氣網絡建模。

“MATLAB 無需復雜配置，對剛接觸編程和仿真軟件的學生來說十分友好;其擴展功能可以直接通過‘附加資源管理器’獲取，實現一站式安裝，且即裝即用，能夠滿足學生更進一步的需求?！薄?胡秦然教授，東南大學

MATLAB 和 Simulink 產品是全球眾多頂級大學和學術機構的基本教研工具。以上兩所學校都是 MATLAB & Simulink 全校園 (Campus-Wide License) 授權使用學校，在 MathWorks 高校服務團隊的協助下推進科研、變革教學方式、強化講座和實驗等等。