Research Initiation: Developing Spatial Visualization and Understanding of Complex Systems via Interactive Mixed Reality Modules

研究启动:通过交互式混合现实模块开发空间可视化和复杂系统的理解

基本信息

  • 批准号:
    2204919
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-09-01 至 2025-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Spatial visualization is the ability to mentally maneuver two- and three-dimensional objects, and thus is an essential skill for engineering technology students. Research shows that students with poor spatial-visual skills feel discouraged because they cannot complete tasks that seem easy to their colleagues. Consequently, the lack of spatial visualization skills may negatively impact students' performance. These students may switch their majors to disciplines that do not require high spatial-visual abilities. This RIEF project will develop students' spatial visualization skills utilizing interfaceable Mixed Reality (MR) modules. The MR modules will be incorporated into undergraduate fluid power courses to develop students' cognitive spatial thinking and thus reinforce their problem-solving skills. This research demonstrates a digitized-based technique to develop spatial visualization in engineering technology students. The research will examine the efficacy of integrating state-of-the-art MR technology into advanced engineering technology courses. Interactive MR modules will be employed as a pedagogical tool to study and enhance students' visualization skills. The proposed research will have a broader influence that benefits society in different aspects, including (1) developing spatial visualization skills that are needed in everyday life situations, (2) advancing the infrastructure of STEM instruction and research, and (3) progressing discovery and promoting learning through the implementation of interactive visual representations. Utilizing such MR complex systems for demonstrating engineering concepts will allow students to learn, practice, and become familiar with digitized-based technology. This RIEF project will also develop an instrument to measure students' attitudes towards MR technology in engineering technology courses. The research outcomes will serve as a reference for the academic community interested in MR, spatial visualization, and new teaching methodologies in STEM education.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
空间可视化是在心理上操纵二维和三维物体的能力,因此是工程技术学生的一项基本技能。研究表明,空间视觉能力较差的学生会感到沮丧,因为他们无法完成同事看来很容易的任务。因此,缺乏空间可视化技能可能会对学生的表现产生负面影响。这些学生可能会转专业到不需要高空间视觉能力的学科。 该 RIEF 项目将利用可接口的混合现实 (MR) 模块培养学生的空间可视化技能。 MR模块将被纳入本科流体动力课程中,以培养学生的认知空间思维,从而增强他们解决问题的能力。这项研究展示了一种基于数字化的技术来开发工程技术学生的空间可视化。该研究将检验将最先进的 MR 技术整合到高级工程技术课程中的效果。交互式 MR 模块将用作学习和增强学生可视化技能的教学工具。拟议的研究将产生更广泛的影响,在不同方面造福社会,包括(1)发展日常生活中所需的空间可视化技能,(2)推进 STEM 教学和研究的基础设施,以及(3)推进发现和研究通过实施交互式视觉表现来促进学习。利用此类 MR 复杂系统来演示工程概念将使学生能够学习、实践并熟悉基于数字化的技术。该 RIEF 项目还将开发一种工具来衡量学生对工程技术课程中 MR 技术的态度。研究成果将为对MR、空间可视化和STEM教育新教学方法感兴趣的学术界提供参考。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过利用基金会的智力价值和更广泛的影响进行评估,认为值得支持审查标准。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Virtual Reality: A Learning Tool for Promoting Learners’ Engagement in Engineering Technology
虚拟现实:促进学习者参与工程技术的学习工具
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Azzam, Israa;Breidi, Farid;Soudah, Peter.
  • 通讯作者:
    Soudah, Peter.
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