[論文レビュー] Interactive Learning through Hands-on Practice using Electronic Mini - Lab (EML): a Case Study

Vikas J. Dongre, Ramkrishna V. Yenkar+1 more|arXiv (Cornell University)|May 5, 2012

Experimental Learning in Engineering参考文献 8被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、基本的な電子部品、IC、配線、バッテリーを統合した低コストで携帯可能な実習用ツール「エレクトロニクス・ミニラボ（EML）」を提案する。デジタル回路およびアナログ回路の実習やプロトタイピングを、いつでもどこでも行えるようにすることで、EMLは学生の関与度、自信、技術的スキルを向上させるとともに、教育機関のラボへの負担を軽減し、技術教育分野における顕著な教育的効果を示している。

ABSTRACT

-- In this paper, a new approach to impart practical skill based technical education is presented in comprehensive manner. An Electronic Mini-Lab (EML) is devised containing basic design and test instruments with electronic components, ICs, connecting wires and battery. Using the EML, students perform various formal and informal digital and analog circuit practicals as well as design prototype of projects. This gives them a hands-on experience, sense of belonging and sense of cooperation. The EML is useful for performing many practicals of various subjects. The EML also reduces the workload of college laboratories. Students have their own individual EML at their disposal anytime, which can be used to design hobby projects as a fun too. This will make them skilled engineers. This provides tremendous benefits in teaching learning process. It also boosted the interest, confidence of students and teachers. Incorporating active/ cooperative learning into traditional instruction can be a useful pedagogical tool to help students to perform practicals and project work any time anywhere. This concept is remarkably simple and cost effective but the dividends can be profound.

研究の動機と目的

• 技術教育における伝統的な集中型大学ラボが、一貫性のあるアクセスが得られないという限界を是正すること。
• 個々の学生が実習用ツールにアクセスできるようにすることで、教育機関のラボの負荷を軽減すること。
• 継続的で自己ペースの実験を通じて、学生の関与度、自信、協働学習を促進すること。
• デジタルおよびアナログ電子工学分野における実務スキル習得のためのスケーラブルで低コストなソリューションの開発

提案手法

• IC、抵抗、コンデンサ、配線、バッテリーを含む必須部品を備えたコンactで自己完結型のエレクトロニクス・ミニラボ（EML）の設計および製作。
• 回路の構築と検証を支援する基本的な設計およびテスト機器をEMLに統合。
• 複数の技術分野における公式および非公式な実習において、EMLを事例研究の形で導入。
• 学習の強化を目的とした学生主導のプロジェクトプロトタイピングおよび趣味ベースの実験を奨励。
• 個々のEML所有を通じて、従来の指導法にアクティブ・ラーニングおよび協働学習のモデルを統合。
• 定期的なラボセッションに依存しない、いつでもどこでも学習を可能にするためにEMLを活用

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 個別にポータブルなEMLにアクセスすることで、学生の実習教育における関与度にどのような影響を与えるか？
• RQ2 EMLは、集中型の大学ラボへの負担をどの程度軽減するか？
• RQ3 EMLを用いた手作業による自己ペースの実験が、学生の自信および技術的スキルの習得に与える影響は何か？
• RQ4 EMLは、公式カリキュラムの実習と非公式なプロジェクトベースの学習の両方を効果的に支援できるか？
• RQ5 EMLは技術教育分野における協働的で能動的な学習をどのように促進するか？

主な発見

• EMLへの継続的なアクセスのおかげで、学生は実習に対する関心と自信を高めたと報告した。
• EMLのおかえで、学生がスケジュール外に実験できるようになったことで、大学ラボの負荷が顕著に軽減された。
• 実際の部品と回路設計を繰り返し手を動かして実践することで、学生はより強固な技術的スキルを習得した。
• EMLは公式実習と非公式な趣味プロジェクト開発の両方を促進し、創造性と所有感を高めた。
• 教員は、ラボセッション中に学生の参加度が向上し、より協働的な学習環境が生まれたのを観察した。
• 低コストで携帯可能なEMLのモデルは、技術教育分野への広範な導入に効果的かつスケーラブルであることが示された。