統合された物理学とコンピュータサイエンス教育を通じて将来の教師に電気回路を教える革新的な方法

この研究の目的は、物理学とコンピュータサイエンスの科目を統合することで将来の教師に電気回路を教える革新的な方法です。研究中に、伝統的な教育の主な問題、低い機能的リテラシー、実践的スキルの欠如が特定され、STEMアプローチに基づいた統合教育が解決策として提案されました。その結果、Arduino、Raspberry Pi、およびPhETシミュレーションの三つの教育ツールが適応性、コスト効果、および対話性の観点から比較されました。PhETプラットフォームは適応性で9.2、コスト効果で9.0というスコアを獲得し、一方でArduinoは対話性で9.0のスコアを記録しました。さらに、PhETはユーザーアクセスビリティが95%、統合速度が2日、技術コストがゼロであることが示されました。参加した学生の中で、78%が機能的リテラシーの向上を示し、76%が貴重な工学的問題解決スキルを習得し、68%がプログラミングスキルを獲得し、65%がデジタルモデリングを習得しました。これらの結果は、視覚的、実践的、プロジェクトベースの教育方法の効果的な組み合わせによって説明されます。得られた結果の独自性は、特定の定量指標に基づいている点と、国際的な比較を通じて妥当性が確認されている点にあります。提案された方法論モデルは、特にデジタルインフラを用いたブレンデッドラーニング形式で、教育大学での使用に適しており、効果的です。