现代课堂中的MATLAB教学
MATLAB植根于教育,历史上使学生实现,评估,并探索他们对课程概念的理解。为了继续满足日益增长的对具有强大技术和解决问题能力的毕业生的需求,MathWorks开发了几个基于云的工具,让教师和学生可以随时随地访问他们的课程内容。在本次网络研讨会上,您将了解这些工具如何配合在一起,以支持您的课程开发和交付工作流,以及如何在课堂上立即使用它们。
我们将讨论如何让学生为未来的工作做好准备:
- 挑战学生使用硬件、物联网和MATLAB在线™的现实问题
- 授权学生拥有自己的学习与自定节奏的课程,MATLAB®应用程序,以及使用Live脚本的交互式编程
- 在MATLAB Grader™中使用自动评估和反馈指导学生
- 通过参加学生竞赛和MATLAB用户社区将学生与社区联系起来世界杯预选赛小组名单
欢迎参加这次网络研讨会,我们将在这里讨论使用MathWorks产品进行教学的各种资源。2022世界杯八强谁会赢?我是Elvira Osuna-Highley博士,是MathWorks的高级客户成功工程师。
作为教育工作者,我们希望让学生为将来的工作做好准备。但是我们在工业中看到的新兴领域是什么呢?目前的趋势是在机器人和机器学习等领域。
然而,问题不是“我们如何教学生解决今天的问题?”真正的问题是,“我们如何赋予他们独立学习的能力,让他们能够在未来的工作中取得成功?”
各种研究表明,未来的情况将与今天非常不同,传统的方法可能不足以培养学生。有人建议,与其把精力集中在记忆上,我们更应该教授如何学习。此外,传统的课堂是否足够加强这种学习?作为教育者,我们是否也需要被赋予权力?传统的课堂足够吗
还是它坏了?是的,标题是有意挑衅的。这些只是来自越来越多的教育工作者的声音样本,他们认识到传统课堂的局限性。
大学也意识到传统的方法可能是不够的。他们在鼓励合作学习、实践实验和创造性解决问题的课堂技术上投入了大量资金。这些技巧鼓励学生自己的他们学习和发展未来成功所必需的技能。但是如何充分利用这些资源呢?我们如何通过今天的教育来规划未来?
这里有四个关键步骤,让学生准备好解决明天的问题。我们将讨论每一个问题,并提供想法和资源,以节省你们的时间,同时提高学生的参与度。
在一个理想的世界里,我们希望在我们的教室里做这四件事。
我们希望用学生在现实世界中面临的问题来挑战他们。面对这些挑战,学生将有能力掌握自己的学习。他们将深刻理解如何使用你教他们的所有工具。
在整个过程中,我们想要指导我们的学生——帮助他们学习和成功自己的起点和起点自己的的步伐。最后,我们的学生不会孤立地学习。为了在职场上取得成功,他们必须成功地与他人共事,并有效地交流自己的想法。
让我们从头开始。但在我们谈论如何挑战我们的学生之前,我们必须了解学生和一般人是如何学习的。以及不同的学习方式如何鼓励持续学习的心态。
我们如何分解学生的学习?我已经列出了正式学习、社交学习和体验学习,但它们同样有效吗?是33%吗?
事实证明,体验式学习是最有效的学习方法。然而,传统的教学方法依赖于正式学习。如果正式学习只满足学习过程的一小部分,我们如何克服它,利用技术来扩展课堂学习经验?这项研究告诉我们,我们从实践和犯错中学习。这是通过成为一个积极的参与者而不是一个被动的观察者来学习。我们将讨论如何通过实践和现实世界的体验学习来提高学生的参与度。这将增加对概念的记忆,并保持学生对材料的投入。
我们看到的一个普遍趋势是,在课程中添加包含硬件的项目。它挑战学生在实践中学习,从而提高学生的参与度。由于MathWorks提供了广泛的硬件支持,学生可以在真实的数据上学习到在真实世界中使用的概念和工具。能够使用硬件已经成为一项如此重要的技能,以至于工业界已经开发出用于教室的低成本硬件。MathWorks支持各种硬件,包括手机。
一门课要讲这么多概念,如果我们能同时整合不同的概念呢?这使学生能够解决更复杂的问题,从而挑战他们跳出框框思考,并对这些概念如何结合在一起有更深的理解。
这就是Simulink允许你做的。通过Simulink,学生可以为整个系统建模,并了解每个部件如何影响整体设计。在学习硬件之前,学生可以在不编写代码的情况下探索和实现更复杂的设计。模拟允许学生探索系统的行为,而不用担心出错。毕竟,从错误中可以学到很多东西。MATLAB和Simulink共同创造了一个整体的设计环境。
由于您可能不会在课堂上将代码部署到自动驾驶汽车上,这里有一些集成多个概念的其他项目示例。我们可以考虑从简单的跟随线到高级的自平衡和绘图机器人的各种复杂程度。为了支持教育工作者,我们与Arduino合作,提供一套工具包,使您能够将工程作为一个系统来教授,而不是一次只教授一个概念。工具包中包含三个项目,它们使用MATLAB和Simulink的组合。我们刚刚看到了绘图机器人在行动,但也有自平衡摩托车和移动漫游车包括在内。
到目前为止,我们已经讨论了我们的工作流如何支持单个嵌入式设备的设计和部署。
现在如果我想监视、分析来自远程设备的数据并采取行动?例如,我们如何从偏远地区监测环境数据?我们如何监控我的产品在现场的表现?2022世界杯八强谁会赢?
然后,我希望能够将这些设备连接到一个更大的系统中,以支持数据收集、与其他设备通信和数据分析.我们的物联网web服务ThingSpeak降低了连接嵌入式设备的障碍,允许您教授学生如何处理真实世界的数据。
您可以设置自己的通道,从同事处访问数据,或者使用公共通道。ThingSpeak项目是什么样的?
没有人喜欢堵在路上,所以我们用树莓派、网络摄像头和ThingSpeak来分析一条繁忙高速公路上的交通状况。利用Simulink,我们设计并部署了树莓派的交通监控算法,并使用ThingSpeak和MATLAB对交通模式进行了分析和可视化。这是一个公共频道,你可以在课堂上访问和使用。如果你对整合ThingSpeak感兴趣,我们的网站是一个很好的代码示例库。
ThingSpeak是我们云计算产品系列中的一款。2022世界杯八强谁会赢?MATLAB Online是一种使用MATLAB的方便方式,不需要下载或安装任何软件,我们提供计算能力,维护和支持。它的界面与本地安装的matla非常相似——在web浏览器中运行最新版本非常方便。
在存储方面,每个用户在MATLAB Drive上获得5GB的空间。您的数据和代码可以通过MATLAB mobile在您的所有设备上使用,包括您的平板电脑或手机。MATLAB Mobile允许您使用智能手机运行MATLAB代码。您可以与MATLAB桌面和驱动器交互。它还允许访问来自智能手机传感器的原始数据,可以用于各种应用程序。想象一下,如果你可以把手机当作一种工具,而不是不断地提醒学生们把手机收起来!例如,您可以使用来自移动电话的传感器数据来设计项目,如步数计数器。
到目前为止,我们已经讨论了挑战学生的想法。但是每个学生都有不同的技能和不同的需求。他们有不同的起点,以自己的节奏学习。我们如何让学生掌握自己的学习自主权?我们如何给他们在课堂上取得成功所需的工具?培养一个鼓励成长型思维的环境可以帮助学生在毕业后获得成功,并为他们的终身学习做好准备——这是未来现代工作所必需的技能。
自主节奏的训练允许学生花尽可能多的时间学习他们需要的概念。他们在学习材料的指导下,按照自己的节奏学习。此外,您不必花费宝贵的课堂时间教授MATLAB,可以专注于您的课程内容。我们提供各种各样的课程,从编程的基础知识到深入深入的高级主题。我想在这里提到MATLAB Onramp和Simulink Onramp。它们能帮助学生快速上手。许多老师把这些onramp作为第一次家庭作业或建议复习。
如果你的课程材料也可以是自主节奏和互动性的呢?你的学生可以更深入地理解材料,因为他们可以按照自己的节奏学习。Live Editor不仅仅是代码。它允许您围绕代码创建一个叙述来帮助引导学生。所有的材料都在一个文档中,而不是在内容和代码之间切换,允许学生集中精力在材料上,而不是试图匹配课程笔记与代码行。
另一种指导学生完成工作流程的方法是使用应用程序。对于学生来说,这是一种很好的与材料互动的方式,在“深入了解”和被方程式压服之前获得直觉。一旦学生对材料有了直观的理解,他们就可以直接从应用程序中生成代码,并理解他们在图形用户界面中所做的工作如何转化为程序化的工作流程。
如果你想教我们没有应用程序的东西怎么办?
你可以创建你自己的。App Designer允许您拖放图形用户界面的可视化组件,并有一个集成的编辑器来快速编程组件的行为。学生还可以通过创建自己的应用程序来测试自己对概念的理解能力。此外,您可以创建和共享独立的应用程序。
到目前为止,我们一直在讨论如何用正确的工具让你的学生获得成功。我想稍微改变一下,讨论一下我们如何让你,作为老师,获得成功。
几十年来,世界各地的教师一直在不同学科的教学中使用MW工具。我们的课件页面包含您的同学创建的课程材料。
有课程大纲、可下载作业、视频、讲座等材料。这些课程材料托管在创作者的终端,如果你喜欢,你可以直接与他合作。
有不同主题的材料,比如编程入门,当然还有工程和科学的各个领域。在过去的几十年里,随着计算方法和工具在科学领域变得越来越流行,MATLAB的使用也变得越来越流行!
事实上,MATLAB在科学领域很受欢迎,我们有独立的资源页面专门用于教授不同的主题,如物理、化学、微积分、生物学、地球科学等。
还记得我们之前提到的自我节奏训练吗?我们为教员提供类似的培训。您可以通过我们在本次网络研讨会中讨论的资源获得指导的实际操作经验。和其他训练一样,你可以按照自己的节奏进行训练。
人们对个性化学习很感兴趣。这意味着在整个学习过程中,学生应该得到指导,并有个性化的关注。但是我们如何以一种可扩展的方式提供学生需要的反馈呢?
传统上,学生提交家庭作业,然后等待几周才能收到反馈。到那时,他们很可能已经在完成下一个任务了。实际上,很少有学生会复习以前的作业,并试图改进他们的解决方案。
相反,想象一下,如果你能给出即时反馈,学生就能改进解决方案,并从错误中学习。
这就是MATLAB Grader允许你做的。MATLAB Grader帮助您创建MATLAB作业,可以自动在线评分即时反馈。这对于有数百甚至数千名学生注册的入门课程尤其有用。
也可以将MATLAB评分器集成到您大学的学习管理系统中,如Moodle, Blackboard, Canvas等。这使得学习和作业内容可以在一个环境中使用。
所以MATLAB Grader允许你有两个选择:
您可以创建您的私人课程托管在MATLAB Grader网站上,学生可以使用他们的MathWorks帐户访问,或与授权提供,在您的LMS中创建MATLAB Grader问题。
到目前为止,我们已经讨论了如何在课堂上挑战、授权和指导学生,但是我们如何鼓励学生发展他们的网络并与整个社区互动呢?世界杯预选赛小组名单点击< >
学生竞赛是让学生参与的好方法。我们每年在全球范围内支持数十个学生竞赛,涉及各个领域,包括汽车、航空航天、机器人和生物技术。
在德国学生方程式大赛上,超过100支队伍使用我们的产品来模拟策略,分析性能,并实现控制器。2022世界杯八强谁会赢?
RoboBoat挑战学生开发一艘可以自主通过一系列航道标记的船。
和机器人世界杯赛一场全球学生竞赛在哪里场模拟足球比赛中的自主机器人队伍。
参与社区的另一种方式是访问MATLAB Central。世界杯预选赛小组名单在这里,你会发现专家们正在讨论最新的功能。有一些社区帖子,您可世界杯预选赛小组名单以在那里提问或回答其他MATLAB用户发布的问题。
但是,我们如何确保学生和教师能够有效地使用这些计算工具呢?这个想法并不是将学生单独限制在计算机实验室以确保访问。
大学有一个MATLAB门户,它是由MathWorks托管的私有登录页面,提供了从登录到软件下载和开始使用不同资源的自助解决方案。
MATLAB校园许可是一个关键的使能者。今天,1300多所大学的400万名学生可以在个人电脑上随时随地访问MATLAB。
如果您有任何问题,您应该通过电子邮件与MathWorks的客户成功团队联系education@mathworks.com.具体来说,我们与教职员工和研究人员合作,支持课程更新,为行业顾问委员会做出贡献,并就多学科研究和商业化努力的最新技术提供建议。
作为提醒,为了获得我们在这里讨论的许多资源的指导实践经验,我鼓励您尝试我们的教员培训。
感谢各位出席本次网络研讨会。
您也可以从以下列表中选择网站:
如何获得最佳的网站性能
选择中国网站(中文或英文)以获得最佳的网站表现。其他MathWorks国家网站没有针对从您的位置访问进行优化。