让学生在基于项目的学习与MATLAB移动和ThingSpeak
是MathWorks告诉安德烈Knoesen博士和滨Radulaski博士,加州大学戴维斯分校
在解决工程问题,一年级工科学生在加州大学戴维斯(加州大学戴维斯分校)学习编程基础知识和解决问题的问题陈述只是部分定义。当COVID-19流行迫使过渡在线学习,我们发现自己做一些自己的创造性地解决问题。我们如何保持学生的注意力当在线课程了?
我们决定不再强调考试和课堂评估和提供更多的时间和重量的最后一个项目,利用MATLAB的学生团队®他们选择的技巧来构建一个应用程序(图1),我们注册MATLAB移动™和ThingSpeak™课程,以便学生可以捕获数据从他们的移动设备和互动与团队成员在不同的位置。ThingSpeak还使学生构建应用程序,将自己促进远程交互。尽管困难重重,远程学习,结业的高质量的调查和应用证实,学生享受类,并积极参与学习的材料。
图1所示。MATLAB应用程序创建的学生解决工程问题。
图2。数组索引运动。图片来源:介绍MATLAB zyBook。
在讲座中,我们回顾了从阅读材料,走过使用交互式MATLAB住脚本示例。与住编辑器开放,我们演示了简单的编码实例为每个主题的课程,包括数组处理,数据分析,流量控制,过程和面向对象的编程和UI设计。
在季度末,学生运用所学整个课程在最后的项目。这些项目涉及创建应用程序使用应用程序设计师。用户界面设计加强了面向对象编程的概念,因为图形元素都以编程的方式控制对象。它也使学生有机会表达他们的创造力在沟通信息。
宽松的过渡ThingSpeak和MATLAB移动
zyBook和生活脚本缓解过渡到在线学习因为他们支持互动,自主学习。然而,我们知道,一些课程的变化将是必要的。我们补充由九名研究生教学助理(助教)和两个本科生助教最近拍摄的。在网络论坛上,本科生助教分享技巧和根据他们的经验提供了指导。我们还提供异步(记录)和同步的组合(生活)讲座,使用动态脚本介绍和演示材料。
除了允许学生们更多的时间来设计和实现应用程序,我们想要体验有趣的团队,尽管社会距离要求阻止他们在一起密切合作。我们发现我们在ThingSpeak和MATLAB的移动解决方案。
作为物联网设计分析服务,ThingSpeak为首次提供了方便和易于实现机制的程序员在云中存储和共享数据。更重要的是,它使我们的学生能够远程相互作用的一组项目。MATLAB移动,与此同时,使团队获得GPS和其他真实世界的数据,如位置,速度,加速度与内置传感器的移动设备。
学生可以选择他们的最终项目在三个类别:一个卡片游戏,一个骰子游戏,或传感器应用。卡和骰子游戏必须使用ThingSpeak球员之间交换信息,如西装和数量的牌或骰子滚的数量。学生使用MATLAB移动从一个移动设备获得传感器数据,MATLAB开车将传感器数据存储在云端,和ThingSpeak存储和检索数据段实现基于web的游戏。学生读和写数据ThingSpeak渠道使用thingspeakread和thingspeakwrite功能。一些学生还利用ThingSpeak触发发送tweet和创建可视化等行为。学生通过交互式应用程序与ThingSpeak沟通他们创建应用程序设计师。
除了建立一个应用程序,每个团队还必须创建一个视频演示应用程序和解释他们的代码工作。最近的项目包括实现疯狂的8纸牌游戏,“快艇”游戏,和一个应用程序,跟踪用户的位置,速度和加速度随时间变化(图3)。我们一直在不断地对创造力和复杂的应用程序和视频。显然,学生们发现工作直接与实际数据高度激励在现实生活中的应用。
图3。每所学校一个MATLAB应用程序捕获和跟踪GPS传感器数据。
一个团队集成可视化映射到他们的通道视图来显示生活真实数据的结果(图4中,左)。团队可以使用自己的个人资料,看到马上处理结果。另一个团队使用数值显示小部件在ThingSpeak频道(图4中,右),使他们能够快速调试其共享游戏。
图4。ThingSpeak频道观点从学生最终项目视频演示。
准备回到面对面的指导
时,作为一个一步完整的重新开放,加州大学校园采用混合模型相结合的课堂和在线学习,我们计划保留许多课程的变化我们已经实现。例如,我们将保留本科助教计划,由当前绝大多数是受欢迎的学生,可能会继续让学生完成一些实验室工作和最终项目远程使用MATLAB的移动和ThingSpeak。使用这些技术,我们可以提供学生接触硬件在本质上是一个理论编程课程。工具与数百名学生在类工作;因为学生可以使用传感器在他们自己的设备,我们没有提供传感器硬件,因为这些工具不需要任何硬件设置,学生可以很快开始使用数据采集。一如既往,我们的首要目标是继续构建学生的自信通过展示他们在10周可以创建复杂的交互式应用程序收集、交换、和分析实际数据。
评论从我们的本科助教
Mostafa Ibrahim和Teodora罗维奇担任本科生助教解决工程问题。最近完成了课程,建立了应用程序如图3所示,他们帮助同学通过创建视频,他们解释他们如何设计应用程序,他们作为一个团队工作,如何在那里卡住了,他们发现他们的技术问题的答案。(论坛上MATLAB中央他们指出,极其有用的信息来源)。
易卜拉欣和佩特继续应用MATLAB技能学习过程中,担任助教。“有一个背景在MATLAB已经帮助我加州大学戴维斯分校方程式车队的一部分,我们使用MATLAB进行数据分析和可视化,”易卜拉欣说。
佩特补充说,“没错,我们学到了很多关于MATLAB在俱乐部和其他类可以使用。我们还学会了如何搜索和发现德更重要的是,我们学会了不断尝试的时候不工作,因为当你最终得到它,它是非常令人满意的。”
1安德烈Knoesen博士合著介绍MATLAB。
2021年出版的
