Приложение для iPad учит студентов ключевым навыкам для достижения успеха в математике, естественных науках и инженерии

В следующем году исследователи намерены провести дополнительные тесты в Калифорнийском университете в Сан-Диего и в местных средних школах. Их цель — сделать приложение общедоступным к лету следующего года. «Как инженер, я визуализирую вещи, прежде чем строить их», — сказал Нейт Делсон, преподаватель машиностроения в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Я визуализирую их в 3D, я визуализирую их в 2D, и я представляю, как они будут выглядеть и как они будут работать, прежде чем я их построю.

Этот процесс называется пространственной визуализацией. Многие дети учатся навыкам пространственной визуализации, играя с Конструкторы, такие как Лего, растут. Но некоторые этого не делают, и именно эти студенты могут бороться с техническими предметами в колледже ».

Приложение было вдохновлено исследованиями Шерил А. Сорби, профессора Университета штата Огайо. Сорби поняла, что многие женщины, в том числе и она сама, изначально не обладали хорошими навыками пространственной визуализации.

Она разработала курс по пространственной визуализации и показала, что студенты, прошедшие ее курс, не только стали лучше визуализировать объекты в 3D, но и получили более высокие оценки по математике, физике, инженерии и информатике. Студенты также реже бросали учебу по этим специальностям.«Мы хотели расширить охват курсов пространственной визуализации за счет использования компьютерной 3D-графики и технологии сенсорных экранов», — сказал Делсон. «С помощью нашего приложения для iPad пользователи могут вращать трехмерные объекты кончиком пальца, чтобы узнать, как они выглядят с разных точек зрения».Исследователи потратили много времени на разработку функции создания эскизов для приложения, которая позволяет пользователям рисовать 3D-фигуры на 2D-сетке. «Физический акт рисования важен для обучения пространственной визуализации», — объяснил Делсон.

Приложение также включает функцию немедленной обратной связи, которая сообщает пользователям, верны ли их наброски. Если это не так, пользователи могут взглянуть на решение или попробовать еще раз самостоятельно. «Это как если бы рядом с вами сидел частный репетитор», — сказал Делсон.

Учителя имеют доступ к базе данных на серверной части приложения, которая точно показывает, где учащиеся испытывают трудности.Этим летом Делсон и Лелли Ван Ден Эйнде, преподаватель структурной инженерии в Калифорнийском университете в Сан-Диего, протестировали приложение на 23 старшеклассниках, участвовавших в летней научно-исследовательской программе здесь, в кампусе. Одиннадцать студентов в группе боролись с пространственной визуализацией.

После трех недель работы с приложением более половины из них достигли уровня, когда им больше не требовалось обучение. Делсон и Ван ден Эйнде планируют представить свои результаты в июне 2014 года на ежегодной конференции Американского общества инженерного образования в Атланте. «Отзывы студентов были очень положительными, — сказал Ван Ден Эйнде.Использование в классе

Исследователи ожидают, что первыми пользователями приложения будут инженерные колледжи, которые в настоящее время преподают пространственную визуализацию или хотят добавить этот предмет в свою учебную программу, но не имеют рабочей силы для традиционного подхода в классе. Приложение также можно использовать в начальной, средней и старшей школе, поскольку приобретение навыков пространственной визуализации является естественным явлением в более раннем возрасте. Студенты, которые хотят учиться самостоятельно, также могут использовать его благодаря функции немедленной обратной связи.

Хирурги сообщили исследователям, что приложение может быть интересно студентам медицинских вузов, которые изучают такие задачи, как использование хирургических щипцов во время минимально инвазивной хирургии.В будущем исследователи хотят уточнить данные, которые приложение предоставляет преподавателям, чтобы они могли больше узнать о том, как студенты учатся.

Они стирают рисунки? Они ищут решения?

Они также надеются сделать приложение доступным на других платформах, таких как планшеты Android и компьютеры с Windows 8.Отзывы учеников и учителей«Это хороший инструмент», — сказал Боб Уитни, учитель физики и наук об окружающей среде в средней школе Вествью в Поуэе. «Я определенно выделил бы время в нашем расписании, чтобы использовать его».

Уитни работала с Делсоном и Ван Ден Эйнде, когда они этим летом тестировали приложение на школьниках, участвовавших в программе COSMOS в кампусе Калифорнийского университета в Сан-Диего. По его словам, если бы у него был доступ к приложению во время своих обычных занятий, он мог бы оценивать своих учеников в начале года и работать в течение всего учебного года с теми, кто испытывает трудности с навыками пространственной визуализации.

По его словам, без приложения он может не заметить, что его ученики борются в этой области намного позже.«Мне было сложно, но весело», — сказал 16-летний Дэвид Ти, ученик средней школы Сан-Бернардино в Южной Калифорнии. «Это похоже на видеоигру». По его словам, приложение поможет студентам лучше учиться на математических и инженерных курсах. Он планирует получить специализацию по проектированию конструкций в Калифорнийском университете в Сан-Диего. «Мне нравится смотреть на вещи за кулисами и создавать вещи», — сказал он.

Сара Браун, выпускница средней школы Clovis East High School в Центральной долине Калифорнии, сказала, что приложение поможет с уроками геометрии. По ее словам, упражнения были несложными, но сначала занимали много времени. По мере практики она становилась быстрее.

17-летний парень планирует получить инженерное образование, вероятно, в кампусе Калифорнийского университета. «Мне нравится применять математику и смотреть, как все работает», — сказала она.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *