Universität Lanzhou nutzt MATLAB Live-Skripte, um das Verständnis der Studierenden für elektromagnetische Felder und Wellen zu verbessern

Virtuelle Simulationen halfen den Studenten, die Kernkonzepte des Kurses zu verstehen

„Die Einbindung hochmoderner technischer Inhalte in die Kurse und die Ergänzung durch Kursmaterial, das mithilfe von MATLAB Live-Skripten entwickelt wurde, hat das Interesse der Studenten an der wissenschaftlichen Forschung gesteigert und ihre Forschungsanstrengungen erheblich gefördert.“

Wichtigste Ergebnisse

  • Die Visualisierung abstrakter und komplexer elektromagnetischer Konzepte mit MATLAB trug dazu bei, das Verständnis der Schüler für Kernkonzepte zu verbessern
  • Der Ersatz des traditionellen Tafel-und-Kreide-Modells durch interaktive MATLAB Live-Skripte verbesserte die Unterrichtseffektivität und -effizienz
  • Die Durchführung virtueller Simulationsexperimente mit MATLAB sparte Zeit und Kosten und vermied den Einsatz teurer, sperriger und ineffizienter physikalisch-elektromagnetischer Simulationsgeräte.

Aus dem virtuellen Terahertz-Simulationsexperiment gewonnene Bilder, die die Fotos „Schöne Lanzhou-Universität“ und „Blatt“ zeigen.

„Electromagnetic Fields and Waves“ ist ein Kernkurs für Studierende der Nachrichtentechnik und der elektronischen Informationswissenschaft und -technologie an der Lanzhou-Universität. Der Kurs beinhaltet komplexe Feldtheorie und Vektoranalyse mit umfangreichen Inhalten, wobei das traditionelle Unterrichtsmodell mit Tafel und Kreide das Interesse der Studenten weniger effektiv weckt. Darüber hinaus sind die Kursexperimente anspruchsvoll, die Ausrüstung teuer und die Lehrressourcen werden nicht ausreichend genutzt.

Professor Zhonglei Mei verwendete MATLAB®, um den Kurs durch Lehrbücher, Demonstrationen im Klassenzimmer, digitale Ressourcen, Übungen und Experimente zu reformieren. Dieser Ansatz hat die Effektivität des Unterrichts verbessert, das Interesse der Studenten an der wissenschaftlichen Forschung gesteigert und dazu beigetragen, die theoretischen Grundlagen des Kurses für die Studierenden zu festigen. Professor Mei integrierte Spitzentechnologie und ergänzte den Unterricht mit Kursmaterial, das mit MATLAB Live-Skripten entwickelt wurde.

Im praktischen Teil wurden die Studierenden angeleitet, mithilfe der Antenna Toolbox™ den Entwurf und die Simulation von Mikrostreifenantennen durchzuführen. Darüber hinaus half das virtuelle Simulationsexperiment den Studierenden, die Prinzipien und Anwendungen der Terahertz-Bildgebung zu beherrschen und so ihre praktischen Fertigkeiten, ihre Fähigkeiten im Bereich technischer Anwendungen und ihre Fähigkeit zur Lösung komplexer Probleme weiter zu verbessern. Im Jahr 2023 wurde das virtuelle Simulationsexperiment zur Detektion und Bildgebung der Terahertz-Zeitdomäne als erstklassiger nationaler Bachelorstudiengang bewertet.

In den von der Lanzhou University durchgeführten Studentenbewertungen werden den Lehrkräften dieses Kurses jedes Jahr durchweg hervorragende Noten verliehen. Die Ergebnisse ihrer Projekte wurden den relevanten Universitäten, Fakultäten und Kursen im ganzen Land zugänglich gemacht und mitgeteilt. Derzeit wird der Massive Open Online Course an über 100 Universitäten im ganzen Land angeboten und erreicht mehr als 1.700 Studierende.