新研究提供证据支持将实践项目融入工程教育

Josiah01 · 发表于 2024-7-18 15:36:24

　　一项新研究提供了证据支持将实践项目和跨学科团队合作融入工程课程，促进对理论概念的更深入理解和应用，并可能影响 STEM 领域的教育实践。
　　纽约州立大学理工学院机械工程系助理教授 Aarthi Sekaran 博士和联合学院土木与环境工程系副教授/土木与环境工程系主任 Carolyn Rodak 博士在《教育科学》杂志上发表了题为“物理模型项目和多学科团队对流体力学教育的影响”的新研究。
　　Sekaran 博士解释说，流体动力学课程通常面向二年级和三年级工程和科学专业的学生，并利用他们对微积分、工程力学和热力学的知识，这些知识通常都是必修课。学生需要熟悉维度和单位、粒子动力学、刚体动力学以及矢量和速度场。
　　在介绍质量和动量守恒定律后，学生面临的主要挑战是将微积分方面的训练应用到物理问题中，并最终在物理背景下解释数值结果。
　　虽然在课堂上作为主动学习环境的一部分解决数字问题很有帮助，但 Sekaran 博士指出，许多学生仍然无法将其转化为更复杂或表述不同的问题。
　　她和罗达克博士在纽约州立大学理工学院的流体动力学课程中萌生了使用物理模型的想法，罗达克博士曾在该学院工作，去年秋天加入联合学院。由于机械工程和土木工程专业的学生都选修了这门课（分别是大三和大二），他们还决定将两个学科的学生聚集在一起，以培养他们在多学科团队中工作的经验——这是他们在大型公司担任工程师时必不可少的技能。
　　他们有 49 名学生——20 名大三机械工程(ME) 学生和 29 名土木工程(CE) 学生，其中有二年级和三年级学生。团队通过半随机选择组建，每个团队至少有一名来自每个学科的学生，因此共有 12 个团队，每个团队都有不同的项目。
　　在展示他们的项目后，所有学生都被要求完成一份匿名的纸质调查，其中包括多项选择题、基于李克特量表的答案和定性描述，这使我们能够分析学生的体验并改进研究的未来迭代。
　　虽然学生表示，由于方法和时间安排的差异，他们对于与其他学科的工程师合作有些担心，但大多数学生都认为，团队组成有助于他们发挥不同的优势。项目构想的多样性也有助于全面理解学科知识，并让学生体验将理论概念转化为物理模型时遇到的现实复杂情况。

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