Одним из инструментов повышения навыков пространственной визуализации у студентов колледжа является мобильное приложение Spatial Vis, которое позволяет студентам рисовать 2D- и 3D-фигуры на сенсорном экране. Оно было разработано на основе исследований Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Однако исследователи Лелли Ван Ден Эйнде и Натан Делсон, преподаватели инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс, считают, что было бы полезно начать обучение навыкам пространственной визуализации в более молодом возрасте.
Действительно, во время пандемии COVID19 они стали свидетелями увеличения количества запросов на использование Spatial Vis со стороны учителей средних и старших классов, потому что это хорошо работает для дистанционного обучения. Одна из проблем, которую необходимо преодолеть, чтобы обучить этим навыкам, – это как оценить способность к пространственной визуализации на младших классах.
На уровне колледжа широко используемым тестом является Тест пространственной визуализации Purdue: вращения, или PSVT: R, который представляет собой 20-минутный временной тест, состоящий из серии вопросов с несколькими вариантами ответов, предназначенных для учащихся 13 лет и старше. Ван ден Эйнде и Делсон хотели разработать оценку, которая была бы более подходящей и интересной для учащихся младших классов.
Они обратились к LEGO, который был разработан с учетом этого младшего возраста и знаком многим детям. Чтобы пройти тест, учащиеся должны собрать набор деталей LEGO в определенную форму, например, в виде кита или небольшого самолета, при этом им будет предоставлено только изображение окончательной формы, но никаких пошаговых инструкций.
Время, необходимое учащимся, чтобы построить правильное решение, – это показатель, используемый для оценивания.
Ван ден Эйнде и Делсон вместе с Джессикой Туазон, инженером-разработчиком, и Дэниелом Янгом, аспирантом, представят тест LEGO Assembly на конференции Американского общества инженерного образования, которая состоится практически с 22 по 26 июня. Чтобы проверить тест, исследователи попросили студентов двух курсов по инженерной графике для первокурсников пройти сборочный тест LEGO и PSVT: R. Студенты сдали тесты как в начале, так и в конце четверти.
Во время курса они прошли обучение с приложением Spatial Viz. Результаты тестов показывают статистически значимую корреляцию между результатами теста LEGO и PSVT: R.
«Мы считаем, что сборочный тест LEGO – подходящий способ оценить способность к пространственной визуализации для учащихся младшего школьного возраста», – сказал Ван Ден Эйнде.
Делсон добавил, что тест LEGO показывает, что младшие школьники получают ощутимую пользу от использования пространственной видимости и улучшают свои навыки пространственной визуализации.
Ван ден Эйнде и Делсон основали eGrove Education Inc. коммерциализировать обучение пространственной визуализации. Приложение Spatial Vis используют более 120 школ и 2000 студентов.
Два преподавателя Калифорнийского университета в Сан-Диего в настоящее время работают над версией для младших классов, чтобы удовлетворить спрос, который вырос из-за дистанционного обучения.
Приложение включает в себя автоматическую оценку набросков учащихся и подсказки, когда учащиеся застряли.
Исследователи будут изменять свои подсказки, чтобы приложение больше подходило для школьников K-12 и поощряло учеников проявлять настойчивость и решать задания с минимальными подсказками.