Virtual and Physical Laboratories for Active Learning of Electronic Materials

用于电子材料主动学习的虚拟和物理实验室

基本信息

  • 批准号:
    0088881
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2001-03-01 至 2003-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Engineering - Electrical (55)This project is developing a Web-based active learning toolkit with course modules for undergraduate electronic materials coursework. Current applications of the Web to engineering and science classes are fairly limited extensions of traditional textbook approaches to learning. In contrast, this project builds a framework for developing virtual laboratory experiments that address the different learning styles of students, and presents information at various levels of abstraction. These virtual experiments are integrated with traditional hands-on laboratory experiments in a course in electronic materials. The educational challenge is to help undergraduates develop intuitions about how electrons move inside a crystal, how they interact with each other, and how they are affected by applied voltage, light and heat. In contrast to many educational applets, which are merely animations of the pages of the textbook, we use simulations based on the linear response theory and Boltzmann transport equation. This allows students to explore the microscopic origin of many electron transport phenomena without understanding the sophisticated mathematics typically covered in an advanced graduate course. This technology demonstrates how the Web can be used to bridge the gap between lectures and laboratories, reach students with different learning styles, and facilitate active learning in a classroom context.
工程-电气(55)该项目正在开发一个基于Web的主动学习工具包,其中包括本科电子材料课程的课程模块。目前,网络在工程和科学课程中的应用是传统教科书学习方法的相当有限的扩展。相比之下,该项目建立了一个框架,用于开发虚拟实验室实验,解决学生的不同学习风格,并在不同的抽象层次上呈现信息。这些虚拟实验与电子材料课程中的传统动手实验相结合。教育的挑战是帮助本科生发展关于电子如何在晶体内移动的直觉,它们如何相互作用,以及它们如何受到施加的电压,光和热的影响。与许多教育小程序相比,它们仅仅是教科书页面的动画,我们使用基于线性响应理论和玻尔兹曼输运方程的模拟。这使学生能够探索许多电子传输现象的微观起源,而无需理解高级研究生课程中通常涵盖的复杂数学。这项技术展示了如何利用网络来弥合讲座和实验室之间的差距,接触不同学习风格的学生,并促进课堂环境中的主动学习。

项目成果

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专著数量(0)
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  • 资助金额:
    $ 7.5万
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    Standard Grant
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知道了