Teaching Variables Interaction Effects Through a Battery‐Aging Case Study in Undergraduate Engineering
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT When performing mathematical modeling, engineering education primarily focuses on understanding first principles to represent a phenomenon or process. With the advent of Machine Learning (ML), data‐driven approaches to mathematical models have disrupted and challenged these traditional teaching/learning approaches. Data interpretability captures different dimensions, since engineers seek accurate predictions, causation, and analyze the interaction effects of process variables when modeling. While the effects of interaction effects have been previously taught using regression techniques, complex datasets might require employing alternative methods to precisely capture the complexity and nonlinear behavior. In this study, we present the conscious design of a novel teaching and learning approach for data‐driven modeling, using a case study of the degradation of lithium‐ion batteries to illustrate the interaction effects in modeling. We have selected there different interaction effects approaches when modeling: a regression model, exploratory data analysis, and ML. A validation and preassessment of the proposed teaching strategy were conducted to enhance the preparation and implementation of an in‐class session, including strategies for its classroom integration. Our approach is innovative within the undergraduate engineering education context, since it introduces and highlights the significance of interaction effects to enhance students' abilities to interpret data, and think critically. This approach is totally reproducible, may be applied across other engineering disciplines, and has practical implications that could lead to its potential assimilation and utilization in industry.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».