p "Isso é incrível, "disse Brendan Eder '19, momentos depois de colocar os olhos em uma mesa brilhando intensamente em uma sala escura em Wegmans Hall. p O graduado em engenharia química de Milwaukee, Wisconsin, repetiu esse comentário mais de uma vez durante a meia hora seguinte, enquanto ele e dois outros alunos reorganizavam continuamente canecas de café e palitos de picolé na superfície de vidro da mesa para simular reações em uma vida real, extensa fábrica de produtos químicos.

p O exercício foi parte de um processo inovador, Experiência de ensino de realidade aumentada (AR) em que:

p As canecas de café tornaram-se reatores virtuais de 10 metros cúbicos - tanto reatores de fluxo em pistão (PFR) quanto reatores de tanque agitado contínuo (CSTR); palitos de picolé serviam como tubos virtuais que os conectavam; um nob permite que os alunos ajustem a temperatura dentro de cada reator conforme ela é adicionada à configuração; A codificação QR na parte inferior dos reatores permitiu que uma câmera dentro da mesa capturasse a localização precisa de cada reator; a informação foi retransmitida para um computador onde as simulações foram feitas; e um projetor dentro da mesa mostrava os resultados na mesa - tudo em tempo real.

p "Estamos tentando usar a RA como uma forma de habilitar novos tipos de STEM (ciência, tecnologia, Engenharia, e matemática) laboratórios de graduação que não eram possíveis antes, "explica Andrew White, professor assistente de engenharia química.

p "O que fizemos foi desenvolver uma prática, tátil, laboratório colaborativo onde os alunos podem explorar a montagem de vários reatores em diferentes temperaturas, e ver o efeito que isso tem na otimização de uma reação química. "

p Mais importante, Contudo, é o efeito que a tabela pode ter na otimização da experiência educacional dos alunos.

p "Esta é uma peça realmente necessária no ensino superior, "diz April Luehmann, professor associado e diretor de educação científica secundária na Warner School of Education, quem está colaborando no projeto.

p "Sabemos muito sobre o que é importante na aprendizagem que nunca é traduzido para a sala de aula, ", diz ela. Oportunidades de dialogar com outros alunos; de cometer erros; de lutar contra o complexo, problemas da vida real que não têm uma resposta única; e interagir fisicamente em um ambiente - tudo isso deve fazer parte do processo, ela diz.

p "Isso não acontece quando os alunos são solicitados a resolver os problemas um a quatro na página 262, entregar, e a única interação que eles têm é com um professor que lhe diz se o número final ao qual você chegou está certo ou errado. "

p "Uma mesa como esta pode permitir que muito mais do que isso aconteça, "Luehmann diz.

p Eventualmente, a mesa será conectada ao supercomputador da Universidade, permitindo simulações ainda mais sofisticadas, disse Brendan Mort, diretor do Centro de Computação Integrada (CIRC), que também está colaborando no projeto.

p Branco, Luehmann, e Mort também propuseram trabalhar com o Rochester Museum &Science Center no desenvolvimento de uma plataforma AR simulando óleo e água em nível molecular, para mostrar o que acontece quando há um derramamento de óleo.

p Branco, cuja especialidade está no uso de experimentos, simulações moleculares, e aprendizado de máquina para projetar novos materiais, explorou outras maneiras inovadoras de ensinar seus alunos.

p Por exemplo, ele carregou todas as suas palestras e o conteúdo do curso para uma aula sobre métodos numéricos e estatísticas em um aplicativo da web de código aberto chamado Jupyter Notebook, onde os alunos podem:

p criar seus próprios cadernos para fazer a lição de casa e fazer anotações; copie e cole facilmente todas as equações e outros conteúdos do curso de que precisam; usar os recursos interativos da plataforma para resolver as equações e criar gráficos dinâmicos; incorporar vídeos, texto, e codificar tudo nos mesmos documentos; e exportar seu trabalho como sites, PDFs, ou apresentações de slides.

p E eles não precisam gastar US $ 160 ou mais com o livro que, de outra forma, seria usado para ensinar a classe.

p Para avaliar a eficácia da tabela AR como uma ferramenta de ensino, membros da equipe de pesquisa de Luehmann conduziram um experimento. Eles filmaram quatro alunos fazendo uma tarefa na mesa, enquanto um grupo de controle de quatro outros alunos realizaram a mesma tarefa em uma sala de aula, usando computadores, planilhas, e quadros brancos.

p Cerca de 30 minutos de exercício, A equipe de Luehmann percebeu que, enquanto os alunos na mesa se inclinavam para reconfigurar os reatores e tubos, eles diriam algo como, "que tal ..." - e mova um reator sem nem mesmo terminar a frase.

p Em outras palavras, eles "começaram a raciocinar com seus corpos, "Luehmann diz." Em algum momento, a necessidade de diálogo e palavras foi transcendida. Isso é ótimo porque a mesa deu aos alunos mais recursos para se comunicar, um conjunto mais rico de literacias. "

p “Se vamos preparar estudantes de engenharia química para fazerem parte de uma sociedade do conhecimento, " ela diz, "eles precisam ser capazes de negociar complexos, tarefas mal estruturadas. E esse é o tipo de coisa que acontece naquela mesa. "

p A equipe de Luehmann ainda está analisando os vídeos, bem como as pesquisas pré e pós-experimento e entrevistas com os alunos envolvidos no exercício. Os resultados ajudarão a equipe a refinar suas metodologias para avaliar ainda mais a eficácia da tabela quando ela for usada como parte de uma aula de engenharia química no final deste semestre.

p Mas, no que diz respeito a Eder, o veredicto já foi dado. "Eu adoraria ver esse tipo de ferramenta de ensino se tornar mais prevalente, "ele diz sobre a incorporação de RA em salas de aula e laboratórios." Trazendo tecnologia útil para a aprendizagem experiencial prática nos dá um excelente recurso. "

p "Engenharia envolve aplicações do mundo real, "adiciona Sabrina Westgate '19, um graduado em engenharia química de Conway, Massachusetts, que também teve a chance de usar a mesa. “Aprendemos muito na sala de aula, mas ser capaz de ver uma divisão visual como essa é muito útil. Acho que isso tem um grande potencial para ajudar alunos e engenheiros reais no campo, o que é incrível. "