课堂练习

正在进行的工作：伊利诺伊大学格兰杰工程学院的空间可视化评估与培训

摘要 空间可视化技能是预测 STEM 大学专业和 STEM 职业成功的关键因素。这些技能可以通过培训来提高，以减少大学年龄学生在这些技能方面众所周知的性别差异。这项正在进行的工作描述了对一所大型公立大学工程学院学生的空间技能数据的初步分析。被录取的新生接受了使用心理旋转进行空间可视化的标准测试。被确定为与同龄人相比空间技能较弱的学生被建议参加半学期的可视化培训课程。可视化评估中的性别趋势与过去数据相符，并在数据中呈现了额外的种族和民族趋势。不属于代表性不足的少数群体的男学生通常在评估中表现最好。空间可视化培训课程的有效性通过再次给予这些学生与所有学生最初接受的相同的评估来确定。总体而言，该课程为学生提供了空间可视化技能的显著提升，与过去类似课程的结果一致。本课程完全在线提供，无需使用标准的铅笔和纸素描。经过仔细调查数据，男学生的进步比女学生更大。需要进一步研究以确定这些结果是否代表典型趋势，以及如何修改培训以让所有学生获得更公平的结果。简介数十年的研究一直表明，空间技能是未来在 STEM 课程和 STEM 职业中取得成功的最强预测因素之一，与数学和语言能力无关。Wai 等人。[1] 和 Shea 等人。[2] 回顾了数千名参与者的大量纵向研究，得出结论，空间技能对于发展 STEM 专业知识至关重要。此外，有充分的证据表明，女学生的可视化技能，尤其是心理旋转技能，落后于男学生 [3]，[4]。幸运的是，研究还表明，可视化技能是可塑的，个人可能需要不同的方法来练习和提高他们的技能。Uttal 等人回顾了空间技能培训的研究，得出结论，空间技能培训可以提高 STEM 领域的参与度 [5]。在大学阶段，Sorby 表明，通过涉及解决可视化问题的不同形式的练习的培训来提高可视化技能，可以减少 STEM 教育中的性别差异 [6]。Sorby 和 Baartmans [7] 描述了他们针对大学阶段学生的可视化培训的具体内容。伊利诺伊大学的研究团队开发了一个在线培训平台，包括素描练习和多项选择题，以提高可视化技能。该培训平台应用于一年级选修课的学生。2020 年秋季学期，59 名学生完成了该课程。该课程的主要内容包括虚拟同步课堂练习、与可视化技能相关的写作反思以及使用培训平台的每周练习。代表 11 个工程专业的学生注册了该课程。这些学生是根据普渡大学空间可视化测试：旋转可视化 (PSVT:R) 的结果来指导课程的，