自动化分级作业的MATLAB编程课程

当我开始教学最优控制和动态编程用MATLAB^®科技项目在埃因霍温(图/ e),我预期的班级规模约40。让我惊讶的是,150名学生入学。我最初是高兴的,但我很快意识到课程的受欢迎程度提出了一个重要的问题:我只有两个助教。这学期,一个助理将几乎所有的时间都花在了分级;他花了三天测试学生的MATLAB代码和记录单个任务的成绩。

下次我教这门课,我们使用科迪课程™自动分级作业。这种方法大大改善了学习成果。它使教学助理直接与学生花更多的时间工作,激励学生通过提供即时反馈工作,并向我展示了什么概念学生学习好,他们需要帮助。

教学最优控制和动态与MATLAB编程

一些教师教最优控制和动态规划着重突出mathematics-specifically Pontryagin最大的原则。他人绕过数学和直接进入应用程序。我试图找到一个平衡,但大多倾向于后一种方法因为你/ e是一个技术大学和我们的学生通常喜欢在抽象理论的实际应用。

MATLAB使我在理论和实践之间取得平衡。学生学习概念的讲座,然后在MATLAB中实现和测试。例如,他们学习如何应用Pontryagin解决两点边值问题的极大值原理使用MATLAB中的数值方法。许多其他的学生需要的是建在MATLAB函数;当他们想要使用一个线性二次调节器等)或卡尔曼滤波器,例如,他们可以简单地调用它的脚本而不是实现它自己。动态规划和决策问题,如生成出售资产的最优策略,很容易在MATLAB编写。

虽然我的学生来自一个广泛的背景,大多数进入类已经熟悉MATLAB。少数转移学生不知道MATLAB学习很容易随着课程的进展;他们缺乏经验没有障碍。

与科迪课程自动分级作业

引入科迪类课程是简单。我为学生提供了一些如何提交他们的解决方案;金宝搏官方网站没有需要长时间的训练。

的三个课程作业,学生项目MATLAB函数来解决具体问题。当学生们认为他们所编写的函数是正确的,他们提交科迪课程评分。科迪课程成绩自动作业使用我和助教创建测试套件,然后提供即时反馈的解决方案的正确性。学生可以自由提交解决方案,直到他们满意他们的成绩。金宝搏官方网站

第一任务,离散优化,证明是相对容易的。第二,在近似动态规划,更具挑战性,因为没有最优的解决方案。这就意味着学生们必须尝试许多次优策略,包括模型预测控制,推广,和确定性等价控制。在这个任务,学生们来欣赏即时分级的价值。如果他们提交了一个错误的解决方案,他们会回到他们的代码来寻找方法去改善它而不等待咨询我或助教。

最后的作业,学生们被要求调整等方面的矩阵控制器来满足一组特定的约束。再一次,他们用科迪课程立即检查他们的解决方案,继续精炼直到他们满足了需求。金宝搏官方网站教学助理和我依靠科迪课程年级作业,并提供一个汇总的结果,我们用于监控进展(图1)。

意想不到的自动分级的好处

我使用科迪课程的主要目标是最小化时间助教花分级作业。我发现科迪课程有其他好处。

即时反馈的作业被证明是一个重要的动力。看到一个同学成功完成一项任务显示,这是可以做到的,和激发学生努力坚持下去。在光谱的另一端,学生掌握了材料更容易彼此竞争是第一个找到一个正确的解决方案。

我和助教在科迪课程跟踪监测结果正确的和不正确的解决方案,解决方案提交时,提交的大小,以行代码(图2)。我们使用这些信息来确定概念,学生们发现困难,这样我们可以在讲座后审查这些概念。金宝搏官方网站

我们设计了科迪课程所使用的测试来检查学生们的工作越来越复杂的方面。例如,在整合一个成本函数的问题,我们创建了一个测试没有终端成本和有一个终端的成本。学生解决了终端成金宝搏官方网站本考虑将通过这两个测试,而那些没有只能通过第一。我们也使用可见测试(正确的输出到一个测试如图所示)和隐藏的测试(测试只显示代码是否正确或不正确的)。这种级别的粒度提供了一个更加公平的方式来分配分数和帮助我们更好地了解学生们吸收材料。

扩大使用科迪课程

未来版本的课程,我正在考虑使用科迪课程考试自动评分。我也愿意进行更多的互动。例如,如果学生不理解一个特定的概念,我可以添加一个额外的,以前的任务。没有自动分级,添加另一个动态分配不会是可行的,因为这样的时间要求在助教。

与此同时,我提倡扩大使用科迪课程在你/ e。我的一些同事已经发现,使用MATLAB的任何课程,科迪课程是一个高效的工具,节省时间和工作,充分吸引学生的课程作业。

注意:科迪课程成为MATLAB平地机在2018年7月。