曾15:MATLAB工程计算是加州大学圣地亚哥分校化学工程和纳米工程一年级新生的必修课。学生将学习使用计算方法解决工程问题，并熟练掌握他们在整个学习过程中需要的技能，如在MATLAB中构建问题陈述、开发算法和分析结果®．
当我创建了课程的在线版本时，我的主要目标是提高学生的学习经历。现在与课堂版本并行提供，在线版本已被证明是该计划的流行和成功的补充。携带它的学生以及他们的同行同时在可比较的作业中享受灵活性，无论何时最适合他们的时间表。
从演讲厅到自我节奏，在线学习
康15最初是以标准的讲座形式教授，学生被动地听教授在黑板上介绍新概念。我认为，如果学生能够对这些材料进行实验，他们可以更有效地学习编码概念。当我开始教授这门课的时候，我把它搬到了计算机实验室，让学生们在我讲解的时候用MATLAB尝试绘图、矢量分析、简单计算、脚本和其他任务和构造。
学生进来康15知识水平差异很大;有些人知道MATLAB，有些人会用另一种语言编码，还有一些人根本没有编程经验。他们背景的多样性使自主学习变得如此重要。这种自定步调的方式让有经验的学生能够快速浏览材料，同时给其他人足够的时间来掌握新概念。此外，长途通勤或在校外工作的学生可以在一天的任何时间在家学习和完成作业。
准备在线课程内容
在线版本康15由创新的学习技术倡议（IVERI）提供资金，该计划由总统UC办公室建立，鼓励使用技术和高质量的在线课程的发展。我还获得了MathWorks内容开发工程师团队的技术万博1manbetx支持。我与这支球队合作，创建教学材料，包括视频和交互式学习模块。这些材料是基于课程和Matlab教程的实验室版本的课程计划和作业。
我们设计的课程材料是模块化的，以便内容可以根据具体项目的需要进行调整。最初的主题集包括导入和绘制数据、使用表格、编程结构、函数、统计方法、线性代数、非线性方程和常微分方程。视频和测验中使用的很多例子都是基于我的课堂笔记，通过Mathworks内容开发工程师提供的语音。
基于模块的方法如何在线工作
学生按顺序完成模块，通常每周完成一到两个模块。我们没有给他们的进度设定上限，但我们会设定一个下限，以确保他们按时完成课程。
每个模块都以一个简短的视频开始，介绍主题并解释其重要性。根据主题的复杂性，学生要么观看另一个短视频，要么进入MATLAB中的指导示例。MATLAB示例提供即时反馈，并为那些可能需要它们的学生提供提示(图1)。
图1. Matlab索引到向量的Matlab导向示例，在学生的答案中提供了立即反馈。
在通过一个简短的、不评分的MATLAB测试来评估他们对材料的理解后，学生们开始更深入的编码示例。例如，在微分方程模块中，他们构建了一个脚本，一步一步地解决一个问题。首先，他们只需填写一些初始条件并运行提供的代码。后面的示例提供的代码更少，直到学生基本上从空白脚本开始。
一旦学生感到他们已经掌握了一个特定的主题,他们把一个分级测试使用加州大学圣地亚哥分校的学习管理系统,然后完成一个作业中应用的概念他们学会问题根据他们特定的工程学科,示例中,化学工程或纳米工程。
最后的项目
在课程结束时，每个学生完成一个项目，该项目旨在包含所有涵盖的材料。在去年的期末项目中，学生们用MATLAB开发了一个二维气体的模拟。他们必须写一个MATLAB脚本，显示圆形，代表粒子在一个正方形内部跳动，然后对模拟结果进行统计分析。
我建立了四个难度：青铜，银，金和金和铂金。学生可以选择在青铜水平之后停止或完成四个。在青铜水平上，他们必须编写一个粒子的代码，以便在正方形的侧面上移动并弹跳。它们必须更新粒子的位置，确定它与墙壁碰撞时，然后根据我提供的规则切换其速度向量。在银级，它们模拟了81个颗粒，然后每单位时间绘制墙壁碰撞的数量，以获得盒内压力的粗略近似。在金水平上，颗粒可以彼此碰撞以及墙壁。在最终铂水平中，有两种不同种类的颗粒，并且每次碰撞时，颗粒可以经历化学反应的可能性（图2）。
图2. MATLAB模拟了由黑白圆圈表示的不同颗粒的2D气体，彼此移动并碰撞，并用其边界容器的线碰撞。
学生对该项目表现出很大的热情，超过一半的选择超出了所需要的，并尝试黄金水平。几个甚至完成了铂水平。
比较课程版本和规划后续步骤
对每个版本课程中学生提交的家庭作业进行比较后发现，在线课程的学生对材料的理解与课堂上的学生一样好。
在课程课程中，在线版本的每个学生都同意或强烈同意在线Matlab培训足以完成作业。大约90％的人表示，他们会推荐课程 - 几年前的重大改善，当时约65％表示他们会推荐课堂版本。调查答复还表明，学生们赞赏在线版本的灵活性。
虽然对教授们来说，在线课程是一种节省时间的方式，但我很早就决定了，要在在线课程上投入与课堂课程相同的时间。我原本会花在课堂上的时间，却被用在办公和提供反馈上。学生们注意到，他们的教授对他们的家庭作业非常关注，有几个学生通过这种额外的关注提高了学习成绩。其中一人说:“我在这门课上学到的东西比我想象的要多得多。我喜欢在办公时间做作业。”另一位评论道:“谢谢你对作业的详细反馈和评论。我从这门课上学到了很多东西。”
下一步是加入在线版本的康15作为UC SAN DIEGO的其他工程部门的核心课程，为特定学科提供或删除模块。之后，我们计划在整个UC系统中为大学提供学生的课程。
UC San Diego是全球1300所大学，提供对Matlab和Simulink的校园范围。万博1manbetx通过校园广泛的许可证，研究人员，教师和学生可以在最新的释放级别获得产品的共同配置，以便在课堂上使用家庭，在实验室或现场。s manbetx 845
