روش خلاقانه مهندسی برای شبیه‏ سازی ماندگار سامانه ‏های مهندسی در محیط‏ های نرم‏ افزاری

منصوری, امیرحسین; گوگ‌ساز قوچانی, رقیه

doi:10.22047/ijee.2023.415346.2009

روش خلاقانه مهندسی برای شبیه‏ سازی ماندگار سامانه ‏های مهندسی در محیط‏ های نرم‏ افزاری

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

امیرحسین منصوری ¹

رقیه گوگ‌ساز قوچانی ²

¹ دانشگاه شهید بهشتی تهران

² هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی

https://doi.org/10.22047/ijee.2023.415346.2009

چکیده

آموزش مهندسی در کنار حوزه ‏های مختلف مهندسی، دارای اهمیت و نیازمند پژوهش است. در علوم مهندسی، یکی از مهم‏ترین ابزارهای پژوهش برای مهندسان، شبیه‏ سازی عددی به کمک نرم‏ افزارهای رایانه ‏ای است. متلب/سیمولینک از جمله نرم ‏افزارهای کاربردی در علوم مهندسی است. آموزش این نرم ‏افزار با توجه ‏به دامنه وسیع کاربرد آن، از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. در این مقاله، روشی آموزشی با انسجام مجموعه بلوک‏ه ای به ‏کارگرفته ‏شده برای شبیه ‏سازی سامانه ‏‏های مهندسی پیشنهاد شده است. این شیوه بر پایه تصویر بوده و هدف آن، آموزش چگونگی پیاده ‏سازی بلوک‏ ها در محیط سیمولینک نرم ‏افزار است. عواملی مانند نام، شکل ظاهری و عملکرد اجزای بلوک‏ها دارای اهمیت است. روش پیشنهادی می‏تواند در بهبود کیفیت شناخت و ماندگاری ذهنی این عوامل اثرگذار باشد. نمونه ‏های اجرایی ایده پیشنهادی در سطح‏های مختلف، در قالب تکلیف یا آزمون، معرفی شده‏ اند. تجربه اجرای این روش در چند نیم‏سال تحصیلی، نشان‏ دهنده قابلیت پیاده‏سازی ‏آسان آن بر روی سامانه‏‏ های متفاوت مهندسی است. نتایج به ‏دست ‏آمده از نظرسنجی، در سه سازه ماندگاری، شناخت و روان‏شناختی دسته‏ بندی و بررسی شده است. اثربخشی بسته پیشنهادی، به کمک پیش‏ آزمون و پس ‏آزمون نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها

نرم افزار متلب/سیمولینک

آموزش مهندسی

مهارت نرم‏افزاری

ماندگاری

مبدل بوست

20.1001.1.16072316.1402.25.100.4.0

موضوعات

روش‌ های نوین یاددهی و یادگیری در آموزش مهندسی

عنوان مقاله English

CREATIVE ENGINEERING APPROACH FOR PERSISTENT SIMULATION OF ENGINEERING SYSTEMS IN SOFTWARE ENVIRONMENTS

نویسندگان English

Mansouri Amirhosein ¹

Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani ²

¹ دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی

² Shahid Beheshti University

چکیده English

Engineering education, alongside various fields of engineering, requires research and importance. In engineering sciences, numerical simulation using computer software is one of the important research tools for engineers. MATLAB/Simulink software is one of the practical engineering software. Due to its wide range of applications, training in this software is of particular importance. In this paper, a training method based on a coherent set of blocks used for engineering systems is introduced. This method is based on images and the goal is to implement the blocks in the Simulink environment. Factors such as the name, appearance, and performance of block components are important. The proposed method is effective in improving the recognition and mental maintenance of these factors. Examples of implementing this idea at different levels are introduced as assignments or tests. The experience of implementing this method over several semester shows that it can be easily implemented on various engineering systems. The results from surveys on sustainability, recognition, and psychological aspects are analyzed. The effectiveness of the proposed package is investigated through pre- and post-test.

کلیدواژه‌ها English

MATLAB

Simulink software

engineering education

software skills

sustain

Altintaş, E., Şukru, I., & Soner, K. (2017). Evaluation of use of graphics interchange format (GIF) animations in mathematics education. Educ. Res. Rev. 12(23), 1112-1119.
Armstrong, P. (2010). Bloom’s Taxonomy. Vanderbilt University Center for Teaching. Retrieved [todaysdate] from https://cft.vanderbilt.edu/guides-sub-pages/blooms-taxonomy.
BULBUL, M.S. (2007). Using gif (graphics interchange format) images in physics education. AIP Conf., 481-482.
Durán, M.J., Gallardo, S., Toral, S.L., Torres, R.M.& Barrero, F.J. (2007). A learning methodology using MATLAB/Simulink for undergraduate electrical engineering courses attending to learner satisfaction outcomes. SSBM, 55-73.
Dyche, L., & Epstein, R.M. (2011). Curiosity and medical education, Med Educ. 45(7), 663-8.
Eickholt, J., Johnson, M. R., & Seeling, P. (2021). Practical Active learning stations to transform existing learning environments into flexible, active learning classrooms. IEEE Trans. Educ. 64(2), 95-102
Forouzesh, M., Siwakoti, Y.P., Gorji, S.A., Blaabjerg, F., & Lehman B. (2017). Step-up DC-DC converters: A comprehensive review of voltage-boosting techniques, topologies, and applications. IEEE Trans. Power Electron. 32(12), 9143-9178.
Gavagsaz-Ghoachani, R. (2022). Design and use of similarity and contradiction cards in image creation for engineering education and student evaluation. Iranian Journal of Engineering Education. 24(95), 131-152 [in Persian].
Gavagsaz-Ghoachani, R., Martin, J.-P., Nahid-Mobarakeh, B., & Davat, B. (2013). An e-learning tool for power control and energy management in dc microgrids. 2013 7th IEEE Int. Conf. e-Learn. Ind. Electron. 28(12), 102-107.
Ghandriz, Y., Noorbakhsh, S. M. Z., Gavagsaz-Ghoachani, R., & Phattanasak, M. (2021). Effect of wide observation of nature in renewable energy engineering education. RI2C 2021, 193-198.
Gordillo, A., López-Fernández, D., & Tovar, E. (2022). Comparing the effectiveness of video-based learning and game-based learning using teacher-authored video games for online software engineering education. IEEE Trans. Educ. 65(4), 524-532.
Karami, M., Seylane, A. (2015). Enhancing the effectiveness of engineering education with a focus on the automotive industry, holistic educational design. Iranian Journal of Engineering Education. 17(66), 119-139 [in Persian].
Karimi, P., & Gavagsaz-Ghoachani, R. (2023). Sustainability of relation of vehicle power using appropriate images. Iranian Journal of Engineering Education. 25(97), 65-95 [in Persian].
Karimi, P., Gavagsaz-Ghoachani, R., & Phattanasak, M. (2021). Investigating the transfer of scientific content with the help of comic stories at a level of higher education. RI2C 2021, 205-210.
Karimi, P., Gavagsaz-Ghoachani, R., & Phattanasak, M. (2022). Creative educational approach: System implementation using MATLAB/Simulink. RI2C 2022, 39-43.
Khorasani, A., Safaei Movahed, S., Alipoor, R. (2015). Evaluating the effectiveness of organizational training for the implementation of project management in national Iranian oil company with emphasis on four areas: time management, cost management, quality management and human resource management. Iranian Journal of Engineering Education. 17(66), 93-118 [in Persian].
López-Fernández, D., Gordillo, A., Pérez, J., & Tovar, E. (2023). Learning and motivational impact of game-based learning: Comparing face-to-face and online formats on computer science education. IEEE Trans. Educ., 66(4), 360-368.
Mansouri, A., Gavagsaz-ghoachani, R., & Phattanasak, M. (2023). Educating execution of a DC-DC converter model in the MATLAB/Simulink software by connecting blocks. RI2C 2023. (in press).
Martin-Lara, M.A., & Calero, M. (2020). Playing a board game to learn bioenergy and biofuels topics in an interactive. J. Chem. Educ. 97(5), 1375-1380.
Serra, R., Martinez, C., Vertegaal, C.J.C., Sundaramoorthy, P., & Bentum, M.J. (2023). Using student-led tutorials to improve student performance in challenging courses. IEEE Trans. Educ. 66(4), 339-349.
Seyed-Nazarloo, S.T., Tahmasebzadeh-sheikhlar, D., Ghaderi, S., Mohammadi-Poya, S. (2023). The relationship between educational interaction and academic satisfaction with student self-efficacy. Iranian Journal of Engineering Education. 24(93), 87-104 [in Persian].
Taghizadeh, K., & Vejdanzade, L. (2017). Analysis of the necessity of using structural physical model on educating structural course according bloom’s model (case study: structural systems course architecture students of University of Tehran). Iranian Journal of Engineering Education. 19(73), 89-117 [in Persian].
Zhao, D., Muntean, C.H., Chis, A.E., Rozinaj, G., & Muntean, G.-M. (2022). Game-based learning: Enhancing student experience, knowledge gain, and usability in higher education programming courses. IEEE Trans. Educ. 65(4), 502-513.