将基于实验室的课程转移到网上的技巧

今天的嘉宾博主，Div女子她是MathWorks的客户成功工程师。Div与大学合作，支持教师实现教学和研究的目标。金宝app在这篇文章中，他讨论了一些教育工作者采用的远程教学实验课程的方法。

随着大学迅速向远程教育转移，教育工作者如何采用新颖的方法，并加以利用，这令人印象深刻基于云计算的工具，并与同行合作，改善学生的学习体验。例如，这些产品允许学生通过网络浏览器访问交互式课程内容，并立即自动收到他们作业的反馈。然而，远程学习对实验课程提出了额外的挑战，因为它们包含了多个教学目标，例如鼓励探索以建立概念理解，提供实验设置和数据收集的实践经验，以及交流结果和学习。通过远程学习重新创造学习体验以实现所有这些课程目标可能需要额外的准备。

一些机构已经开发了远程访问的高端研究和教育基础设施。例如，佐治亚理工学院Robotarium 项目提供了一个远程访问的群机器人平台和宇宙是一个测试平台 ，用于罗格斯大学、哥伦比亚大学和纽约大学开发的无线 技术的真实实验。虽然这样的项目需要长期规划，但在这篇文章中，我们将讨论一些现有的资源和方法，教师们正在使用这些资源将基于实验室的课程转变为远程学习。

你已经在做这样的转变了吗?你能利用下面的想法吗?请与我们分享您的想法、问题、经验和反馈远程学习社区支持您金宝app在世界各地的同事。

内容

在学生无法使用实验室硬件的情况下，我如何改变我的实验练习?

在远程学习环境中，学生可能无法使用他们在大学实验室中使用的各种设备。另一种选择是使用模拟工具重现实验室练习的学习结果。金宝app而且Stateflow为图形设计和现实模拟提供了一个环境，该环境已用于创建主题的虚拟实验室课程，如无线通信约翰霍普金斯大学和生理学的动力系统匹兹堡大学。下面的截图显示了一个文档的例子可以在课程中重新使用，包括积分、微分方程或力学等概念。

图1。金宝appSimulink可以对动态系统进行图形化建模和仿真

此外,Simscape通过将基本组件组装到原理图中，提供建模、模拟和可视化多域物理系统的选项。例如，物理系统，如pwm控制的直流电机，带轮系统,或机械手臂可以通过连接现有组件，如电阻，运算放大器，电机，接头，弹簧，水库，阀门，泵等进行建模。

尽管单独的模拟并不能完全取代涉及硬件的动手学习，但来自学习者的反馈表明，他们喜欢它，因为它可以实现独立学习和探索物理极限，而不会有损坏设备的风险。

我可以使用家里可以使用的硬件来强化学习目标吗?

你的学生可能已经通过智能手机、平板电脑和笔记本电脑接触到传感器。有这种选择的教育工作者正在提出有趣的项目想法，使用可用的传感器(相机、加速度计、磁力计等)。学生使用MATLAB移动来收集传感器数据从iOS或Android设备上开发项目，比如步进计数器或者一个家用物品分类器．我们的产品文档也是一个很好的资源，涵盖了使用网络摄像头或麦克风的项目的工作流程图像分类，面对跟踪,时频分析．

图2。使用MATLAB Mobile收集设备传感器数据

在其他情况下，大学为学生提供了基于项目的硬件，或使他们能够远程使用来自供应商的实验室设备，如国家仪器而且Quanser．MATLAB接口与硬件产品一般用于学生项目使用硬件支持包金宝app．Arduino工程工具包包括所有的硬件和学习材料，教概念，如控制，系统建模，图像处理，和机器人。教育工作者在他们的课程中重复使用这些项目，并根据他们的需要扩展学习材料。

图3。Arduino工程工具包中的组件(图片来自arduino.com)

为了获得加分，学生可以通过网站与他人分享他们的项目实时结果ThingSpeak，一个IoT(物联网)平台，使用MATLAB集成数据分析和可视化。

如何隐藏模拟模型的实现细节，以反映个人实验室的数据收集过程?

让我们考虑一个示例场景，您可能想要隐藏模型的实现细节。假设您为学生提供了一个机械系统，他们的目标是从系统中提供各种输入并收集输出，分析收集的数据，并确定系统的某些特征特征和关系。影响系统行为的一些特性可能包括摩擦和电感。当您转换这样的实验室练习时，您将包括这些物理特性，以使仿真模型成为物理系统的真实表示。你希望学生通过实验来确定的模型特征需要隐藏起来。

金宝app仿真软件编码器允许您通过保护模型的选定部分来完成此任务。来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的Chait教授分享了他使用这种方法转换大四实验室课程的经验远程学习社区．

学生如何创建并提交引人注目的报告?

可执行的生活的脚本，它结合了代码、输出、可视化、交互控制，以及格式化的文本，可用于呈现项目的叙述。此外，的使用任务in Live脚本允许学生交互式地执行数据预处理，并将他们解决问题的方法传达给教师。可以隐藏代码以强调结果，同时仍然可以通过单击访问。首先，您可以在现场脚本画廊．

一些教育工作者还鼓励他们的学生提交一个应用程序，展示他们的工作流程和结果，抽象出算法细节。程序设计师让学生用拖放界面创建专业质量的应用程序。

由学生创建的现场脚本、应用程序和模型可以使用MATLAB开车．学生也可以使用MATLAB和Simu金宝applink项目在提交之前组织团队的工作。

如何补充Simulink的学习?金宝app

学生可以通过自学课程来培养基本技能金宝app仿真软件斜坡弯道而且Stateflow斜坡弯道，并学习与领域相关的基本概念技术谈判．学生也可以从中学习例子而且视频展示了各种应用程序的完整技术工作流程。

您是否打算在基于实验室的课程中实现这些建议?通常，这些建议的组合可以应用于不同的实验练习。如果您希望与MathWorks工程师讨论与课程相关的细节，请发送电子邮件至 education@mathworks.com。你也可以开始与你的同事讨论远程学习社区．

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