模拟发现2和工程教育

几个月前，我们发表了一篇文章，讨论了一篇题为《13所历史上的黑人学院和大学(HBCU) ECE项目中以实验为中心的教学法实施的匹配评估数据集》(matching Assessment Data Set for testing - centric teaching in 13 historical Black Colleges and Universities (HBCU) ECE program)的研究论文的结果。本文讨论了Digilent的模拟发现曾被用于一项旨在提高13所历史上黑人学院和大学(HBCUs)学生学习能力的研究。该研究得出的结论是，在工程课程中使用模拟发现是提高动手能力的好方法，从而提高学生在工程课程中的表现和留用率。在四年的时间里，研究人员继续评估模拟发现在这13个HBCU的使用情况，并在题为“以实验为中心的教学法——改善HBCU工程专业学生的学习体验”的论文中发表了他们的发现。本文的内容和研究成果总结如下:

这项研究的目标是“增加高素质和准备充分的非裔美国工程师和所有学生的数量，并更好地理解技术及其在STEM教育和相关政策中的作用。”在参与调查的学生中，73%是黑人，9%是亚裔，7%是白人，6%是西班牙裔，4%是多种族。76%的学生为男性，24%的学生为女性，84%的学生表示英语是他们的主要语言。80%的学生来自工程或计算机科学专业，包括一年级、二年级、三年级和四年级的学生。使用的目的模拟发现是研究如何将实践学习最好地融入传统的课堂环境。在这四年的时间里，13个HBCUs中的43位教授在40多个涉及电路和电子学的不同课程中接受了使用模拟发现的培训。大多数学生以前从未使用过模拟探索，在参与这项研究之前，他们也不熟悉工程课程中以实验为中心的教学法。

95%的教师参与者表示，他们对将模拟探索委员会纳入传统课堂的经验非常满意，并表示在研究结束后，他们将继续使用模拟探索。他们报告说模拟发现帮助他们提高以实验为中心的教学能力。他们还报告说，当模拟探索被纳入练习时，学生对项目和作业的热情增加了。他们还指出，那些一直在努力学习理论材料的学生看到了使用模拟发现的巨大好处。

学院报告说，他们在研究期间得到的支持对成功地将实验教学法应用到他们的课程中至关重要。这种支持以“现场研讨会、每两周举行一次的电子会议，以及提供课程、技术支持和使用示例的在线门户网站”的形式出现。在得到如此出色的支持后，100%参与研究的教授报告说，他们将向本系的其他教员推荐模拟发现。随着研究的进展，教师甚至开始开发他们自己的课程使用模拟发现并开始与其他参与研究的大学分享这一课程。

以下是参与研究的教师和学生报告的使用模拟发现的好处和障碍。

教师报告的好处:

-学生提出更高层次的问题

-学生更放松，恐惧因素更少

-学生们花更多的时间互相提问

学生了解更快

-学生可以想象他们正在做什么

学生对学习更感兴趣/更有活力

-有了亚行，“他们现在对学习过程和自己的知识有了更多的自主权”

-学习者更加自力更生

学习者更自信

-我可以在课程的理论部分演示实际应用，并说明为什么学生需要了解电路"

我可以更好地为我的学生服务/使我成为一个更好的老师

-增加/使我想再次教书/更好

学生报告的好处:

对专业/职业/实践有更深入的了解

-增加了留在这个领域的愿望-看到了一个真正的目的

-88%的受访者表示“专业能力增强”

-80%的人表示他们可以“与他人合作”

-75%的人说他们可以“将知识转移到课程以外的问题上”

75%的人“开发了不同的解决问题的方法”

-72%“可以将课程内容应用到新问题中”

-71%“有助于培养自我导向和自我责任感”

学生和教师报告了障碍

-模拟发现缺乏可用性-需要每个学生一个，学生应该能够带回家

学生和教师需要更多的时间与董事会打交道

-缺乏全面整合-需要在整个课程和多个课程中访问董事会

缺乏来自高层管理的支持(IT帮助，资金，认可，时间等

个人，还有时间一起计划)

总的来说，这项研究的参与者发现使用模拟发现对学生和教师都有好处。它激发了教授们开发新的课程和教学方法，并增加了学生对课程内容的热情。学生们可以在各种环境中亲身参与学习，这有助于提高他们的学习成绩，并增加他们在工程和计算机科学领域的职业兴趣。在模拟探索的帮助下，教授们喜欢开发以实验为中心的教学新方法，并发现与其他参与研究的教授和大学的合作丰富了他们的教学经验。教授和学生都希望看到模拟探索的应用扩展到世界各地越来越多的机构。