Visualiseringsteknik i undervisningen underlättar studenters inlärning
Kan man använda visualiseringstekniken AR (förstärkt verklighet) f ör att förklara det fysikaliska fenomenet vridmoment för förstaårsstudenter på civilingenjörsutbildningen? Två lektorer på KTH testade och det visade sig att många av studenterna hade avsevärt lättare att förstå fenomenet.
En mobiltelefon med en egenutvecklad AR-app som visualiserar företeelsen. Det var vad som krävdes för att göra lärobokens beskrivning av vridmoment mer åskådligt för en grupp förstaårsstudenter från civilingenjörsprogrammet Materialdesign i kursen i mekanik på KTH. Först hade de en vanlig kurs med föreläsning följt av ett prov. Efter provet fick studenterna välja om de ville använda AR-appen som hjälpmedel eller plugga på som vanligt inför ett prov till efter vilket KTH-lektorerna kunde se om några förbättringar hade skett.
– Det visade sig att de som använde appen presterade bättre än de om inte gjorde det, säger Ricardo Vinuesa , lektor på Strömningsmekanik & Teknisk akustik vid KTH.
Det var för snart två år sedan som han och Mario Romero , lektor på Beräkningsvetenskap & Beräkningsteknik på KTH, gjorde en studie där de använde AR i undervisningen. Att de valde fenomenet vridmoment var på grund av att det är något som många studenter har problem med.
Ekvationen visas på skärmen
När studenterna riktar mobilkameran mot en uppgift i läroboken med AR-appen igång visas en visualisering i 3D upp på skärmen på mobilen. Ricardo Vinuesa visar upp ett exempel med en dörr som kan öppnas och stängas beroende på den kraft som sätts in. Högst upp på skärmen visas ekvationen, som ändras beroende på hur kraft och vinklar och dörrens position ändras.
– Studenterna trycker på knappar på skärmen för att ändra krafterna och vinklarna och kan se det hela från olika perspektiv och hur det påverkar ekvationen säger Mario Romero.
– När de ser ekvationen ändras förstår de verkligen den bakomliggande matematiken, säger Ricardo Vinuesa.
Stor hjälp för många studenter
Cirka 50 studenter från civilingenjörsprogrammet i materialdesign deltog i den här föreläsningen om vridmoment, av vilka omkring 30 stycken använde AR-appen. Det är inte ett tillräckligt stort antal deltagare för att verifiera statistiskt – det skulle behövas tusentals, konstaterar Mario Romero.
Men han menar ändå att studien visar att den här visualiseringstekniken hjälper många av studenterna med inlärningen. För hälften av studenterna gör den verkligen en skillnad, konstaterar han.
– Det får dem att komma till ”aha, jag förstår!” mycket snabbare, säger Mario Romero.
Metoden fungerar också utmärkt för online-undervisning, konstaterar han. Eftersom man kan rita på mobilskärmen och kan dela sin skärm i online-verktyg som Zoom kan studenten tydligt peka ut för läraren någonting som hen inte förstår.
Appen utvecklades av masterstudent
Metoden kan användas på andra problem än vridmoment, enligt RicardoVinuesa.
–Vi tittar nu andra problem som är utmanande för studenterna för att utveckla liknande resurser för dessa, säger han.
AR-appen som används i det här upplägget utvecklade en av Mario Romeros och Ricardo Vinuesas masterstudenter Clarissa Hedenqvist som hennes examensarbete.
– Hon gjorde ett fantastiskt jobb, säger RicardoVinuesa.
Förra året använde han metoden igen i vridmomentkursen och kommer även att använda den i årets kurs.
Studien Improving the learning of Mechanics Through Augmented Reality publicerades i mitten av juli i tidskriften Technology and Learning:
Håkan Soold