1학년 공학 학생들의 공간 시각화 기술 향상을 위한 목표 지향적 접근

초록 수십 년에 걸친 공간 시각화 기술에 대한 연구는 이러한 기술을 향상시키는 것이 STEM 전반의 학습에 도움이 된다는 확실한 증거를 제공했습니다. 일부 대학에서는 커리큘럼에 공간 사고 훈련이 통합되어 있지만, 경제적 및 행정적 비용을 고려할 때 모든 학생에게 훈련을 받도록 요구하는 것은 항상 효율적이지 않습니다. 이 논문은 펜실베니아의 한 공립 대학 내 소규모 대학에서 수행된 탐색적 연구를 문서화합니다. 세 개의 과학 및 공학 수업에서 200명 이상의 1학년 대학생들이 참여하며, 6주간의 훈련 프로그램의 효과가 측정되었습니다. 연구의 목표는 다음 질문에 답하는 것입니다: 공간 시각화 기술과 1학년 과학 및 공학 수업의 최종 성적 간에 관계가 있는가? 어떤 수준의 공간 기술을 가진 학생들이 훈련 프로그램에서 가장 큰 혜택을 받는가? 성과 및 질적 설문 데이터는 훈련 프로그램 전후에 수집되었습니다. 참가자의 공간 시각화 기술은 30점 척도와 78점 척도에서 측정되었으며, 후자는 Maeda, Yoon, Kim-Kang, Imbrie에 의해 항목 복잡성의 4단계 시스템을 나타냅니다. 30점 척도에서의 결과는 사전 시험 성과와 최종 성적 간의 상관관계를 나타내지 않았습니다. 78점 척도에서는 복잡한 정신 회전 문제를 해결하는 능력과 컴퓨터 과학의 최종 성적 간에 약한 긍정적 상관관계가 발견되었습니다. 사전 테스트에서 높은 점수를 받은 학생들은 훈련 후 사후 테스트에서 더 많은 발전을 보이지 않았습니다. 그러나 사후 테스트는 학기 초에 공간 능력 적성이 낮거나 중간인 학생들 사이에서 강한 성장을 드러냈습니다. 이 발견은 이전 연구와 일치합니다. 전반적으로 학생들의 정신 회전 문제 해결에 대한 자신감이 크게 향상되었습니다. 이 논문은 자세한 결과, 시사점 및 커리큘럼 계획을 공유하였습니다.