Automated generation of control design benchmark problems for computer-assessed education with Doctus ; Generación automática de problemas de diseño de controladores para sistemas lineales autoevaluables con Doctus.

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Autor/Urheber	Sánchez, C; Muñoz de la Peña, D; Gómez-Estern, F
Institution	Universitat Politècnica de València
Titel	Automated generation of control design benchmark problems for computer-assessed education with Doctus ; Generación automática de problemas de diseño de controladores para sistemas lineales autoevaluables con Doctus.
Quelle	In: Ala-Mutka, K. M., 2005. A survey of automated assessment approaches for programming assignments. Computer Science Education 15 (2), 83–102. https://doi.org/10.1080/08993400500150747; Ayas, M. S., Altas, I. H., 2016. A virtual laboratory for system simulation and control with undergraduate curriculum. Computer Applications in Engineering Education 24 (1), 122–130. https://doi.org/10.1002/cae.21678; Cerezo, F., Sastrón, F., 2015. Laboratorios virtuales y docencia de la automática en la formación tecnológica de base de alumnos preuniversitarios. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 12 (4), 419–431. https://doi.org/10.1016/j.riai.2015.04.005; Chih-Ming, C., Hahn-Ming, L., Ya-Hui, C., 2005. Personalized e-learning system using item response theory. Computers & Education 44 (3), 237–255. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2004.01.006; Dorf, R., Bishop, R., 2005. Sistemas de Control Moderno 10Ed. Pearson, Inglaterra.; Douce, C., Orwell, J., Livingstone, D., 2005. Automatic test-based assessment of programming: A review. ACM Journal of Educational Resources in Computing 5 (3). https://doi.org/10.1145/1163405.1163409; Guzmán, J., Costa, R., Berenguel, M., Dormido, S., 2012. Control automático con herramientas interactivas. Pearson, Inglaterra.; Gómez-Estern, F., López-Martínez, M., Muñoz de la Peña, D., 2010. Sistemas de evaluación automática vía web en asignaturas prácticas de ingeniería. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial 7 (3), 111–119. https://doi.org/10.4995/RIAI.2010.03.10; López-Martínez, M., Gómez-Estern, F., Muñoz de la Peña, D., 2010. Automatic web-based evaluation of C-programming exercises in engineering education. International Journal for Knowledge, Science and Technology 1 (2), 1–6.; Martínez, J., Padilla, A., Rodríguez, E., Jiménez, A., Orozco, H., 2017. Diseño de herramientas didácticas enfocadas al aprendizaje de sistemas de control utilizando instrumentación virtual. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 14 (4), 424–433. https://doi.org/10.1016/j.riai.2017.03.003; Mendez, J. A., Gonzalez, E. J., 2011. Implementing motivational features in reactive blended learning: Application to an introductory control engineering course. IEEE Transactions on Education 54 (4), 619–627. https://doi.org/10.1109/TE.2010.2102028; Méndez, J. A., González, E. J., 2013. A control system proposal for engineering education. Computers & Education 68, 266–274. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2013.05.014; Méndez, J. A., Lorenzo, C., Acosta, L., Torres, S., González, E., 2006. A webbased tool for control engineering teaching. Computer Applications in Engineering Education 14 (3), 178–187. https://doi.org/10.1002/cae.20080; Muñoz de la Peña, A., González-Gómez, D., Muñoz de la Peña, D., Gómez-Estern, F., Sánchez, M., 2012a. Automatic web-based grading system: Application in an advanced instrumental analysis chemistry laboratory. Journal of Chemical Education 90, 308–314. https://doi.org/10.1021/ed3000815; Muñoz de la Peña, D., Gómez-Estern, F., Dormido, S., 2012b. A new internet tool for automatic evaluation in control, systems and programming. IEEE Computers & Education 59, 535–550. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2011.12.016; Ogata, K., 2011. Ingenier´ıa de Control Moderna 5ED. Pearson, Inglaterra.; Pieterse, V., 2005. Automated assessment of programming assignments. Computer Science Education Research Conference.; Prados, F., Boada, I., Soler, J., Poch, J., 2005. Automatic generation and correction of technical exercises. International Conference on Engineering and Computer Education.; Ruano Ruano, I., Gámez García, J., Gómez Ortega, J., 2016. Laboratorio web scorm de control pid con integración avanzada. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 13 (4), 472–483. https://doi.org/10.1016/j.riai.2016.05.007; Sánchez-Alonso, R. E., Ortega-Moody, J., González-Barbosa, J. J., Reyes-Morales, G., 2017. Uso de plataformas para el desarrollo de aplicaciones virtuales en el modelado de robot manipuladores. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 14 (3), 279–287. https://doi.org/10.1016/j.riai.2017.04.001; Tartaglia, A., Tresso, E., 2002. An automatic evaluation system for technical education at the university level. IEEE Transactions on Education 45 (3), 268–275. https://doi.org/10.1109/TE.2002.1024620; Valera, A., Soriano, A., Vallés, M., 2014. Plataformas de bajo coste para la realización de trabajos prácticos de mecatrónica y robótica. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial 11 (4), 363–376. https://doi.org/10.1016/j.riai.2014.09.002; doi:10.4995/riai.2019.11243; Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial; Vol. 17, Núm. 1 (2020); 1-9 ; 1697-7920 ; 1697-7912(2020) PDF als Volltext kostenfreie Datei
Sprache	spanisch
Dokumenttyp	online; Zeitschriftenaufsatz
DOI	10.4995/riai.2019.11243
Schlagwörter	Control education; Educational aids 2; Teaching; PID Control; Benchmark examples; Software tools; Automated assessment; Educación en control; Herramientas de ayuda al aprendizaje; Enseñanza en control; Control PID; Sistemas de control lineales; Benchmarks; Herramientas software; Evaluación automatizada; Evaluación automática; E-learning; Herramientas interactivas; laboratorios virtuales y remotos; Control PID y variantes; Sistemas de control lineal
Abstract	This paper presents an application that enables the teacher to automatically generate control design exercises for linear systems for the Doctus e-learning platform. Doctus is an application that automates the collection, storage and evaluation of scientific and technical education exercises. In general, the use of Doctus requires writing MATLAB scripts, both for the automatic evaluation of student responses and for the generation of personalized wordings. The application presented is an extension of Doctus designed to simplify this work, allowing the generation of personalized exercises by applying time and gain scalings based on a seed problem provided by the teacher. As a consequence, the application presented solves two problems: first, to facilitate the use of Doctus to non-expert teachers, and second, to provide each student with an individualized exercise with guaranteed solution and equal diffculty. ; En este trabajo se presenta una aplicación que permite a un profesor generar de forma automática ejercicios de diseño de controladores para sistemas lineales para la plataforma de e-learning Doctus. Doctus es una aplicación que permite automatizar la recogida, almacenamiento y evaluación de ejercicios de contenido científico-técnico. En general, para utilizar Doctus es necesario escribir scripts de MATLAB, tanto para la evaluación automàtica de la respuesta de los alumnos como para la generación de enunciados personalizados. La aplicación que se presenta es una extensión de Doctus destinada a simplificar este trabajo, permitiendo generar ejercicios personalizados mediante la aplicación de un escalado temporal y de ganancia a partir de un problema semilla que proporciona el profesor. La aplicación presentada resuelve, por lo tanto, dos problemas: primero el de facilitar el uso de Doctus a profesores no expertos, y segundo el de proporcionar a cada estudiante un ejercicio individualizado con solución y dificultad garantizadas.
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