[論文レビュー] Web-Based Learning and Training for Virtual Metrology Lab

Fahad Ahmed Al-Zahrani|arXiv (Cornell University)|Mar 29, 2010

Experimental Learning in Engineering参考文献 9被引用数 11

ひとこと要約

本論文は、サウジアラバ大学の1年生の測定工学課程において、伝統的な講義を補完するために、Javaアプリレットを用いたウェブベースの仮想測定実験室を提示する。このシステムは、信頼性があり、テスト済みの運用を備えた、リモートで自己説明可能な学習を可能にし、学生はクラステストにおいて肯定的な経験を報告した。

ABSTRACT

The use of World Web Wide for distance education has received increasing attention over the past decades. The real challenge of adapting this technology for engineering education and training is to facilitate the laboratory experiments via Internet. In the sciences, measurement plays an important role. The accuracy of the measurement, as well as the units, help scientists to better understand phenomena occurring in nature. This paper introduces Metrology educators to the use and adoption of Java-applets in order to create virtual, online Metrology laboratories for students. These techniques have been used to successfully form a laboratory course which augments the more conventional lectures in concepts of Metrology course at Faculty of Engineering, Albaha University, KSA. Improvements of the package are still undergoing to incorporate Web-based technologies (Internet home page, HTML, Java programming etc...). This Web-based education and training has been successfully class-tested within an undergraduate preliminary year engineering course and students reported a positive experience with its use. The use of these labs should be self-explanatory and their reliable operation has been thoroughly tested.

研究の動機と目的

• ウェブベースの技術を活用して、工学教育における効果的な実験訓練を提供する挑戦に応えること。
• ウェブ標準を活用して、測定工学の概念を対象とした、アクセス可能でインタラクティブな仮想実験環境を開発すること。
• 仮想実験の体験を、従来の1年生工学課程に統合し、学生の関与度と理解度を向上させること。
• 実際の教育現場における、ウェブベースの仮想実験室の使いやすさと効果性を評価すること。
• 距離教育を支援するスケーラブルで自己説明可能なトレーニングツールを提供すること。

提案手法

• ウェブ上で配信可能な物理的測定実験をシミュレートするためのインタラクティブなJavaアプリレットの開発。
• サウジアラバ大学における正式な学部レベルの工学課程への仮想実験室の統合。
• HTMLおよびウェブベースのインターフェースを含む、標準的なウェブ技術の使用によるアクセシビリティの確保。
• 直感的なナビゲーションを備えた、自己ペースでの独立学習を支援するように実験室を設計。
• ウェブベースのデプロイメントにより、通常のインターネット接続デバイスからのリモートアクセスを可能に。
• 学生の使用状況を考慮した、システムの信頼性と運用の一貫性に関する徹底的なテスト。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ウェブベースの仮想実験室は、工学の学生に対して、測定工学の実地実験経験を効果的に再現できるか？
• RQ2 ウェブベースの仮想測定実験室の使いやすさと教育的価値について、学生はどのように評価するか？
• RQ3 仮想実験室は、従来の講義中心の測定工学課程において、学習成果をどの程度向上させられるか？
• RQ4 仮想実験室システムは、教室での使用に耐えうる信頼性と運用安定性を備えているか？
• RQ5 Javaアプリレットの使用は、遠隔工学教育における効果的で、インタラクティブかつ自己説明可能な学習を可能にするか？

主な発見

• 仮想測定実験室は、学部レベルの工学課程内でクラステストに成功し、実用的実現可能性が裏付けられた。
• 学生はウェブベースの仮想実験室に対して肯定的な経験を報告しており、高いユーザー受容性が示された。
• 徹底的なテストの結果、システムは信頼性があり、運用的に安定していた。
• 仮想実験室の統合により、従来の講義をはるかに超える学習体験が実現した。
• Javaアプリレットの使用により、ウェブ環境での測定実験の効果的なシミュレーションが可能になった。
• 仮想実験室環境は自己説明的であり、使用中に最小限の教員の介入が求められた。