为了满足毕业生对核安全培训的日益增长的需求，一个关于核反应堆建模的短期课程，核系统的确定性建模，是为查尔默斯科技大学的硕士、博士和博士后研究人员设立的。这门课程是一个为期一周的研讨会，学生们在MATLAB中模拟一个钠冷却快速反应堆®，考虑中子输运，流动输运，热传导，以及它们之间的相互依赖关系。学生使用MATLAB Grader™完成所有的会话编码练习(图1)。
图1所示。为核反应堆建模的短期课程在MATLAB Grader中的编码练习。
到目前为止，该研讨会采用翻转课堂模式和混合方法进行教学，一些学生在查尔默斯亲自参加，而另一些学生则远程在线参加。由于COVID-19大流行，该研讨会很可能在未来完全在线进行。因为我们已经在混合版本的课程中使用了MATLAB评分器，并且有远程教学的经验，过渡到完全远程学习设置将是直接的。这一设置已经成功地按照相同的原则应用于计算连续体物理硕士水平课程的一部分，该课程于2020年春季在Chalmers首次提供。由于新冠疫情的爆发，这部分课程完全在网上进行。
工作坊动机与设置
欧洲仍有近100个核反应堆在运行，占总发电量的25%以上。然而，与此同时，欧洲大学的核工程项目正在逐步退出，政府机构警告说，在核安全方面具有专门知识的科学家和工程师的缺乏是危险的。核系统的确定性建模在某种程度上，创建的目的是为尽可能多的学生提供核反应堆建模方面的深入培训，因此，在核安全方面，无论他们是否有能力亲自参加查尔默斯。
让学生跟上进度
我们最初开业时核系统的确定性建模对于远程教育，我们的首要挑战之一是提供适合不同教育背景的学生的材料。为了解决这一挑战，我们为学生提供了自定进度的学习活动，在为期一周的研讨会开始前完成。多亏了这些准备工作，“面对面”课程(现场或在线)可以通过专门设计的活动集中于更积极的学习形式。
课前准备工作主要集中在两个方面:一是提供必要的反应器建模理论知识(概念理解)，二是确保学生能够在面对面的会话中专注于解决MATLAB任务(程序理解)。有些学生是带着编程经验来上这门课的，有些学生是带着MATLAB经验来上这门课的，还有一些学生两者都没有。我们鼓励不熟悉MATLAB的学生完成MATLAB Onramp提供的免费实践课程，包括关于向量和矩阵、导入数据、数组计算、调用函数和绘制数据的课程。学生可以通过他们的大学访问校园范围的MATLAB培训，也可以选择完成三天，自定进度，在线MATLAB基础课程，其中涵盖了相同的材料更深入。
培养主动学习
在我们开发的方法中，所有的学生在实际的研讨会开始前都可以在自己的时间独立学习，这要感谢网上提供的教学材料。课程集中在活动，使学生参与高阶思维，重点在开发和实现MATLAB算法。
在概念性理解的准备活动中，学生需要完成我的核反应堆模型教科书指定的阅读材料(专门为研讨会编写的)，观看简短的讲座录音或网络广播，并回答在线测验。虽然教材介绍了核反应堆建模的细节，但网络广播总结了教材中提出的关键概念，从而进一步提高学生的概念理解。
在课堂上，我简要回顾了关键概念和小测验的答案。然后，学生们致力于实现在教科书和网络广播中介绍的基于MATLAB的反应器建模算法。为了帮助学生找到正确的解决方案，我在MATLAB Grader中为每个互动练习创建了编码模板和评估测试(图2)。
图2。轴向钠速度图(左)和燃料棒内的温度分布(右)创建的评估测试在MATLAB分级器。
MATLAB评分自动评分的练习和提供反馈，让我和我的助教自由与学生一对一的工作，回答他们的问题，并提供指导时需要。基于web的MATLAB Grader界面还确保所有学生，无论是本地还是远程，都能访问相同的编码环境。
许多学生使用MATLAB的桌面版本作为MATLAB评分器的补充，以探索更深入的概念以外的预定会议。没有通过学校访问MATLAB的学生可以享受30天的免费试用。
学习成果和学生反馈
对于大多数学生来说，这是他们第一次体验翻转课堂。翻转教学法与MATLAB Grader编码作业的结合代表了他们习惯的学习方式的“颠覆”。尽管如此，学生们对课程设置都非常积极，无论他们是在现场还是远程学习。在课程调查中，80%的学生对课程印象很好，20%的学生印象很好(选择有“非常好”、“好”、“有些不好”和“一点都不好”)。此外，36%的学生认为他们在这种教学模式下学得更好，32%的学生认为稍微好一些;只有4%的人认为他们在传统教学模式下学得更好，8%的人认为在传统教学模式下学得更好，而20%的人认为他们在这种教学模式和传统教学模式下学得同样好。48%的学生认为教学方法非常好，52%认为很好(可能的选择是“非常好”、“好”、“有点不好”和“一点都不好”)。最后，也是最重要的一点，76%的学生认为同步课程非常吸引人，16%的学生觉得有点吸引人。只有8%的人认为游戏环节完全不吸引人(可能的选择有“非常吸引人”、“有点吸引人”、“有点不吸引人”和“一点也不吸引人”)。
除了同步课程的参与水平(在我看来，这是方法有效性的直接衡量)，所有现场学生都成功地完成了所有作业。对于远程和活跃的学生(那些真正做作业的)，完成率是98%。
我应该提到的是，我们的另一门全在线课程正在进行对学生学习情况的全面分析，计算连续物理学，通过监控学生在整个学习过程中的学习活动(包括阅读课本、观看网络直播和回答网络测验等形式的课前活动)收集数据;在MATLAB Grader作业中进行的课堂活动;以及完成作业的课后活动)。早期的结果表明，尽管这门课程完全是在线的，但学生的参与度非常高，参与的学生在编程作业上表现得非常好。
远程学习:对同事的未来计划和建议
我教授远程学习课程已经有几年了，经常有同事向我咨询如何开始学习和改进学习经验的策略。我鼓励这些同事，首先，制定一个教学计划，并尽可能地遵循这个计划，即使他们正在转换到远程学习，而课程正在运行。困难是可以预料到的，特别是当教师和学生都是远程学习的新手。我发现在这些困难中坚持计划比中途放弃计划去尝试新东西更好。
我鼓励教师考虑一些因素，如准备时间的数量和他们将有多少学生。记住，大多数学生都不习惯在线学习，就像教师不习惯在线教学一样。为课程提供一个易于理解和遵循的结构。最后，也是最重要的，找到与学生互动的方法，提供实践培训课程，让学生成为积极的学习者。在课堂上进行主动学习和师生互动是提高学生学习能力的关键，无论是在现场、在线还是在混合设置中。像MATLAB Grader这样的自动评分系统在这方面提供了巨大的优势:它让教师有时间与学生单独工作，同时让学生有机会参与动手、主动学习和即时反馈。不同的学习元素及其相互关系必须相互利用，并支持学生的学习，因此解释了为什么拥有一个策略是至关重要的。万博1manbetx
