MATLAB
MATLAB（Matrix Laboratory）は、米MathWorks社が開発する数値計算・データ解析・アルゴリズム開発・可視化のための統合コンピューティング環境です。すべてのデータを「行列（配列）」として直感的に扱える独自言語を核とし、工学、物理学、情報科学、金融工学など、世界中の大学や産業界（自動車、航空宇宙、ロボティクス等）の先端研究開発で標準ツールとして採用されています。
東北大学では、MathWorks社の数値解析ソフトウェアMATLABの全学ライセンスを取得しています。キャンパスの内外を問わず、MATLAB と Simulink を含む 100 種類以上のToolboxが使用可能です。MATLABを使用するにはアカウント作成が必要なため、「MATLAB全学ライセンスについて」をご確認ください。また、MATLABの詳しい紹介がCanvas LMS内にもございます。ご希望の方は紹介ページへアクセスできるように致しますので以下へお気軽にご連絡ください。
使用するにはMATLAB全学ライセンスについて（学内限定）をご覧ください。
【Canvas LMSでMATLAB活用情報を詳しく知りたい方はこちらまでご連絡ください。】
東北大学
データ駆動科学・AI教育研究センター
lms-support[a]grp.tohoku.ac.jp（[a]を@に書き換えてください）
大学の講義や演習・実験において、C/C++やPythonなどの他言語と比較してMATLABを用いることには、教育設計・学習効率の両面で大きなメリットがあります。
- プログラミングの作法ではなく「理論の本質」に集中できる
- 数式に近い直感的な記法: 行列の掛け算、逆行列の計算、連立方程式の求解（A \ b）などが、数学の教科書にある数式とほぼ同じ感覚で記述できます。
- 低レベル処理の排除: ポインタ操作、メモリ管理、型宣言のエラーで講義時間が潰れるのを防ぎ、線形代数や微分方程式、フーリエ変換といった「数学・物理のコア概念」の理解に学生の意識を集中させられます。
- 環境構築のトラブルが極めて少ない
Python環境で頻発する「ライブラリのバージョン不整合」「OS依存のエラー」「仮想環境の設定ミス」といったトラブルが少なく、公式インストーラーを導入するだけで、線形代数、統計、最適化、信号処理などの高度な演算関数が一括で整備された状態から授業を開始できます。 - 即座にグラフ化・可視化でき、直感的なフィードバックが得られる
- 1行コードを追加するだけで2D/3Dプロット、等高線、アニメーションを生成できます。
- 伝達関数のステップ応答、電磁場の分布、音響データのスペクトログラムなど、抽象的な数式が物理的に何を意味しているのかを学生自身が視覚的に確認しながら学習を進められます。
- 授業資料やレポート作成に適した「ライブスクリプト」
「MATLAB Live Editor」を使用すると、実行コード、数式（LaTeX形式）、説明文、出力されたグラフを1つのドキュメントに統合できます。- 教員側: インタラクティブな電子テキスト教材（パラメータをスライダーで動かして波形変化を観察させるなど）を容易に作成可能。
- 学生側: 課題の考察とコード、実行結果が一体化したレポートをPDFやHTML形式で手軽に出力・提出可能。。
- 教育支援エコシステム（MATLAB Grader / オンライン自習教材）
- 自動採点（MATLAB Grader）: 学生が提出したコードをテストケースに基づいて即座に自動採点し、フィードバックを返せます。教員の採点負担を大幅に削減しつつ、学生は正答に達するまで自律的に試行錯誤できます。
- MATLAB Onramp: 初心者向けの対話型オンラインチュートリアル（約2時間で基本操作を習得）が無償提供されており、授業前の予習や自習課題として組み込めます。
- Simulinkによるブロック線図ベースの学習
動的システムや制御工学の講義では、テキストコードだけでなく「Simulink」を用いたブロック線図モデリングが可能です。物理的な回路やPID制御ループ、力学モデルをブロックを繋いで構築し、シミュレーション結果をリアルタイムに確認できるため、制御理論の実装イメージが格段に定着しやすくなります。
代表的な活用講義分野
| 分野 | 主な活用内容 |
|---|---|
| 線形代数・数値解析 | 特異値分解、固有値解析、数値積分、ルンゲ・クッタ法 |
| 制御工学・ロボティクス | ボード線図・根軌跡の描画、PID制御器のチューニング、状態方程式の解析 |
| 信号・画像処理 | FFT（高速フーリエ変換）、フィルタ設計、エッジ検出、ウェーブレット変換 |
| 力学・電磁気学 | 質点・剛体系の運動方程式シミュレーション、電位・磁場ベクトルの3D可視化 |
MATLABの自己学習形式オンラインコース（Self-Paced Online Courses / MATLAB Academy）は、開発元であるMathWorks社がWeb上で提供している対話型のeラーニングプラットフォームです。
動画を見るだけの一般的な講座とは異なり、ブラウザ上で実際にMATLABのコードを入力・実行しながら実践的に学べる点が最大の特徴です。
- ブラウザ完結型（インストール不要）
PCにMATLAB本体をインストールしていなくても、Webブラウザ内でMATLAB環境（MATLAB Online）が動作するため、手軽に学習を開始できます。 - ハンズオンと即時自動採点
提示された課題に対してコードを打ち込んで実行すると、システムが正誤をその場で自動判定し、ヒントやフィードバックを返します。
Canvas LMSのコース名：MathWork Online Contents (example)へアクセスすると、操作方法の詳細が記載されています。
コースへアクセスするには、コースへの招待が必要となりますので、以下のお問い合わせ先までご依頼をお願いいたします。
【Canvas LMSでMATLAB活用情報を詳しく知りたい方はこちらまでご連絡ください。】→ Canvas LMSへログインする
東北大学
データ駆動科学・AI教育研究センター
lms-support[a]grp.tohoku.ac.jp（[a]を@に書き換えてください）
MATLAB Graderは、教員が作成したMATLABプログラミング課題をWeb上で配信し、学生が提出したコードを自動で実行・採点するクラウド型教育支援ツールです。演習・レポート採点にかかる労力を最小限に抑えつつ、学生の能動的なプログラミング学習を促進するために設計されています。
- Web完結とLMS連携
コードは受講者PCではなくMathWorksのクラウド環境で実行されます。また、標準規格「LTI（Learning Tools Interoperability）1.1 / 1.3」に対応しており、東北大学のCanvas LMSへの埋め込みと成績自動連携（Grade Sync）が公式サポートされています。 - 採点業務の効率化
提出された瞬間にテストスクリプトが走り、点数付けと合否判定が完了します。 - 柔軟で厳密なテスト設計
最終的な計算結果の一致だけでなく、「特定変数のサイズや型」「特定の関数を使っているか（あるいは禁止関数を使っていないか）」といったプロセスの妥当性まで自動で判定できます。
Canvas LMSのコース名：MathWork Online Contents (example)へアクセスすると、操作方法の詳細が記載されています。
コースへアクセスするには、コースへの招待が必要となりますので、以下のお問い合わせ先までご依頼をお願いいたします。
【Canvas LMSでMATLAB活用情報を詳しく知りたい方はこちらまでご連絡ください。】→ Canvas LMSへログインする
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