教计算机编程的学生到处都用MATLAB和蕴藏

几年前,我们写了一篇文章,题目是“教计算机编程一年级工科学生用MATLAB和电子书”,对CS 103年的故事,我们在范德比尔特大学的入门编程课程。当然,现在重新编号CS 1103,已经翻了一番。它的受欢迎程度持续增长,越来越多的学生认识到编程是一个基本工作技能。

基于我们的课程在范德比尔特的成功,我们决定把材料免费提供给每个人通过创建一个大规模网络公开课程(蕴藏)。我们叫蕴藏介绍用MATLAB编程。虽然我们预计在300年达到一个更大的观众比范德比尔特每年招收的学生,参与蕴藏的数量已经超过了我们的想象。

在第一年提供的三个交易日,80000多名注册学生观看讲座逾二百万次,提交了100000多件分级的问题集。注册学生,完成了课程的人数,达到及格分数的问题集大约是总数的两倍完成我们的课程在范德比尔特在过去15年。根据类中央,馆长蕴藏列表和学生评论,介绍用MATLAB编程排名第二的2015年最佳在线课程列表,在写这篇文章的时候,网络公开课6000年曾经评价中排名第五。

为什么教与MATLAB计算机编程吗?

介绍用MATLAB编程是一个介绍性的,大学水平的课程,教导学生如何应用这些原则,词汇,和构造的计算机科学与MATLAB解决科学与工程问题^®。

网络公开课很多,覆盖入门编程使用通用语言如c++、Java^®,Python^®。我们决定使用MATLAB因为它是多才多艺的,容易学习。此外,语言的设计使得它可以编写一个强大的程序在几行(图1)。虽然可能相对复杂的问题,解决问题的MATLAB程序简单得多比等效程序编写的通用语言。最后但并非最不重要,使用MATLAB在各种各样的领域,包括自然科学和金融、工程,以及大量用于工业。我们的学生是吸引许多蕴藏仅仅因为它使用MATLAB。

创建视频讲座

所提供的课程超过40视频讲座覆盖矩阵和运营商,函数,绘制和调试,选择(条件语句),循环,数据类型和文件输入/输出。根据话题,演讲长度范围从几分钟到将近一个小时。在这些讲座我们鼓励学生咨询我们基于电子书蕴藏,我们强调学生学习编程最好通过做而不是看。然而,我们花了大量的时间制作的视频,因为我们希望尽可能的参与和翔实的讲座。

我们严重依赖多年的教学经验在教室里这种材料来克服所有的教育工作者所面临的挑战在创建教学视频:也就是说,我们不知道我们的观众,我们教我们不能观察他们的反应,我们在演讲没有即时收到反馈。此外,我们必须考虑我们的目标受众的多样性,不仅包括大学生,中学生和大学生。

视频中我们慢慢通过课程材料,尽可能清楚地提出想法(图2)。我们还包括幽默,希望添加生活讲座。这原来是有挑战性的,需要勇气讲笑话变成一个相机在一个寂静的工作室当你不知道观众是否会笑。值得庆幸的是,反馈是一致看好这一点。这些评论是典型的:“我爱他的幽默感。”“他是有趣的,让你很忙。”“老师使用幽默,让我微笑,享受过程!“至少他们微笑!

事实上,视频整体由学生好评。1总结了共同的主题从许多学生说:“我很欣赏如何清洁,光滑,和专业的视频观看,我非常感激,你的解释很全面和清晰…每一个视频都有一个“啊哈时刻”。作为科学家啊哈时刻是少之又少,这对我来说是一件大事。”

开发作业和一个自动分级机

每个系列的视频讲座在一个特定的主题,后跟一个分级作业。有六个完全作业,每8个问题,学生们通过编写MATLAB程序来解决。随着课程的进行作业变得更有挑战性。在最后一集,例如,学生被要求编写一个函数,将罗马数字转换为阿拉伯数字,另一个计算保龄球的分数。

我们意识到,与成千上万的学生提交成千上万的习题,不可能年级所有的手工作业。应对这一挑战,我们开发了一个自动化分级机在MATLAB提供即时反馈一旦学生准备测试完成了任务。作业可以直接在MATLAB完成在线或通过web浏览器使用MATLAB。对于每个任务,学生写了MATLAB函数来解决一个问题。

在MATLAB开发功能后,学生与自动检查每一个年级,为一系列的检查函数的输出输入。除了测试学生的解决方案的功能,年级也确保学生编程中遵循一定的限制他们的解决方案。例如,在一个逻辑索引任务我们不允许使用为或而循环。平地机扫描提交的代码来执行这些规则。

像学生反馈视频讲座,应对作业统一和分级系统一直积极。正如一位同学所说,“作业很好地测试一个人的对主题的理解。”另一个说,“作业是最好的这门课程的一部分。作业详细、精确的和具有挑战性的足以打动自己。”

建立一个在线社区

最后蕴藏的成功的关键因素是学生的在线社区和志愿者一起随着课程的进展。蕴藏的Coursera论坛举办动画讨论演讲材料和习题。三个社区助教(称为导师Coursera)自己承担起责任,回答学生问题在任何时候,和自愿帮忙测试和完善自动分级机。最繁忙的导师贡献了超过1000个帖子在论坛上。两个MathWorks工程师也经常检查论坛并回答他们的提问在MATLAB MATLAB环境的安装和使用。

我们每天检查论坛,但往往发现,所有学生的问题那一天已经由一个同学回答,导师或MathWorks工程师。我们只是惊讶的响应能力、耐心、和慷慨的在线社区。

下一个步骤

我们目前正在运行连续第二年蕴藏。我们有更新的一些讲座和开发一套全新的任务。几个学生完成课程去年今年再次告诉我们他们的课程,因为他们希望在新工作的挑战和有趣的习题。

后很多学生告诉我们这个蕴藏有多幸福的方式帮助他们实现他们的目标,然后指出我们的蕴藏是紧随其后的# 1蕴藏2015年,生活的幸福和满足,我们想做一个最后修改我们的课程:改变其名称幸福和成就感与MATLAB编程!

确认

我们要感谢专用和不知疲倦的课程导师,布兰登·阿姆斯特朗,李拉弗蒂,凯特•布雷迪Aatish Kumar真正的莱柏瑞,保罗Mielke,马特Tearle。我们感谢MathWorks提供学生许可证和金融支持,数字化学习研究所和范德比尔特(VIDL)视频生产和其他后勤方面的帮助。万博1manbetx