Mühendislik Eğitimindeki İnsan merkezli Tasarım'ın Core'unu Anlayın

Mühendislik öğrencileri eşsiz bir zorluk setiyle karşı karşıya: soyut matematiksel kavramlar, karmaşık sistemler düşünme ve öğrencilerin gerçekten nasıl öğreneceği, sorunları çözmesi ve işbirliği yapması için yüksek odaklı bir metodoloji sunuyor.Öğrencinin gelişim sürecinin merkezinde deneyimleyerek, HCD bu zorlukların etkili bir şekilde ele alınmasını sağlar.

HCD ürün tasarımı ve kullanıcı deneyimi (köpek) alanlarda ortaya çıktı, ancak eğitim için uygulanması, öğrencilerin ihtiyaç duyduğu şeyleri varsaymak yerine, HCD, geliştiricilerin gerçek kullanıcıların yanında görüşmelerini ve iterate'yi ortaya koyar. Bu işlem, öğrenme yönetim sistemlerindeki kötü navigasyon gibi - kodlama ortamlardaki geri bildirim eksikliği veya aşırı soyut diyagramlarla ilgili zorlukları - bu özel konuları ele alan çözümlere öncelik verir.

Beş İnsan merkezli Eğitim Aracı Tasarımı

Birçok çerçeve var olsa da, aşağıdaki beş ilke mühendislik eğitimi için etkili HCD'nin arka kemiği oluşturur. Her ilke belirli tasarım seçenekleri ve iş akışları ile operasyonelleştirilmelidir.

1. Mühendislik Öğrenci Kişia

Empati başlangıç noktasıdır.Genel sempatinin ötesine geçer - öğrencinin günlük gerçekliği anlamasını gerektirir. Mühendislik öğrencileri genellikle ağır ders yükleri, grup projeleri, stajlar ve Stime işlerinde azınlıklar ve öğrenme araçları zaman kısıtlamalarına saygı duymalı ve net, acil değer sağlamalı. Empathy ayrıca mühendislik kohortları içinde çeşitlilikleri anlamalıdır: ilk nesil üniversite öğrencileri, non-traditional öğrenciler, STEM'deki kadınlar ve altmış azınlıklar, engelliler ve engelli öğrenciler.

empati haritalarını, seyahat haritalarını ve gerçek öğrencilerle insan atölyeleri, örneğin, arayüze gömülü bir ekip, zaman-ilk-sucizeO Design Kit) mühendislik öğrencilerinin genellikle uzun talimatları okumayı tercih ettiğini buldular, çünkü bunu öğrendikleri bir prototipleme aracına doğrudan arayüze, kısa sürede başarılı bir deneye yönlendirdi.

2. İnclusivity as a Non-Negotiable Requirement

Inclusivity, eğitim araçlarının tüm öğrenciler tarafından kullanılabilir olmasını sağlar, arka plandan, yetenekten veya öğrenme tercihinden bağımsız olarak, bu, erişilebilirlik için tasarım anlamına gelir (WCAG 2.1) dil açıklığı ve kültürel tarafsızlık. Ayrıca önceki bilgi hakkında varsayımlardan kaçınmalıdır -tools, ileri gelen öğrencilere giriş materyali atlamak için scaffolding sunabilir.

Örneğin, devre analizi için bir simülasyon hem kavramsal anlayış ve gerçekçi hata yayılımı için idealize grafikler sağlamalıdır.Google Web Accessibility Initiative, ilk tel çerçeveden entegre edilmesi gereken temel kılavuzlar sunar).

3. Hızlı Prototipleme ile Buerative Development Through Rapid Prototyping

Bu, HCD'nin kalbidir. Tüm mühendislik eğitim araçları için, özellikle öngörülemeyen şekillerde kullanımları önemlidir (örneğin, sabit denklemleri kullanarak, sadece doğru olanları hesaplamak için değil.

Prototipleme, online bir ders modülü için, öğretim ekibi en az uygulanabilir bir ürün (MVP) bir veya iki interaktif elementle, onu küçük bir kohort ile test etmeli ve bu yaklaşım boşanmış gelişim çabasını azaltmalıdır ve son ürün gerçekten yeniden ortaya çıkarabilir.

4.Komşulluklar Friction

Kullanılabilirlik, arayüz ve etkileşim tasarımı üzerine odaklanır. Mühendislik öğrencileri genellikle tutarlılık, hata önleme ve kullanıcı kontrolü gibi, eğitim araçları için, özel dikkat, zamanlarını aşırı tıklamalarla, belirsiz etiketlerle veya tanıdık UI kalıpları kullanarak (örneğin, tutarlılık, hata önleme ve kullanıcı kontrolü gibi) yardımcı olmak için, öğrencilerin araç üzerinde öğrenmeye odaklanmaları gerekir.

Beş ila sekiz temsilci öğrenci ile ilgili usabil testleri yapmak, önemli kullanılabilirlik problemlerinin% 85'ini yakalayabilir ve görev tamamlama oranları, hata oranları ve zaman-on-task tasarım kararları için sayısal kanıtlar verir. Örneğin,Nielsen Norman Group[FLT][FLT], LMS'deki basitleştirilmiş menü yapıları ilk yıllık bir mühendislik kursunda% 15 azaltmış durumda.

5. Motivates Deep Learning

Eğitim araçları, eğlence motivasyonunu teşvik etmeli: merak, ustalık ve başarı duygusu.Mühendislikte, ilgi sık sık gerçek, açık uçlu sorunlar çözümün çözümünden ortaya çıkar. Gamification elements (points, badges, liderboards) işlenebilir, ancak öğrenme hedefleri ile uyum sağlamalılar.

Örneğin, sonlu bir element analizi, öğrencilerin 3D model ile etkileşime girmesine izin verebilir, kuvvetler uygulayabilir ve anında stres dağıtımlarını görebilir. Bu aktif keşif, okuma denklemleri ile daha fazla ilgi çekicidir.

Pratik Uygulama: Mühendislik Eğitimi için nasıl tasarlanır?

Uygulama ilkelerinden taşınmak henüz esnek bir süreçtir. Aşağıda HCD'nin tipik aşamalarından organize edilen özel stratejiler şunlardır: araştırma, prototipleme ve uygulama.

Adım 1: Amaçlı Kullanıcı Araştırması

Eğitim araçları için kullanıcı araştırması anketlerin ötesine geçer. Etkili yöntemler şunları içerir:

  • [FONT:0]Semi-yapılı röportajlar: Öğrencilere çalışma alışkanlıkları, araç hayal kırıklığı ve ideal öğrenme senaryoları hakkında sorular sor. “Semi-yapılı bir işbirliği için” veya “önemli bir işbirliği için” gibi temalar için kaydedilen cevaplar.
  • [FONT:0)Contextual Research:[Dönetici:[Dönetici: 0)) Bir laboratuarda veya masalarında sorunları çözdüğü gibi, tereddüt ettikleri veya yardım istemeleri.
  • [[Dönetici:0)Örnek analizi:[Dönetici:[Dönetici:0) Mevcut dijital araçlara erişiminiz varsa, izin puanlarını tanımlamak için log verileri analiz edin, görevlerde harcanan zaman ve ortak hata modelleri.
  • [FONT:0)Diary çalışmaları:[Döneticiler bir hafta boyunca araç kullanımlarını kayıt altına alırlar, duygusal tepkiler ve ağrı noktaları değil.

Örnek olarak, kodumı ana projesimi bozmadan hemen test etmem gerekiyor. Bu bir IDE içinde bir kum kutu özelliğine yol açabilir.

2. Adım: Fikirte ve Prototip Hedefli Çözümleri

Açık ihtiyaçlar ile, beyin fırtınası çeşitli çözümleri kullanın. “How might we...?” soruları ve en kötü önerileri yaratıcılığı teşvik etmek için beyin fırtınası yapın. Sonra, düşük sadakat prototipleri inşa edin. Dijital araçlar için, Figma veya Balsamiq gibi araçlar hızlı telfik sağlar. fiziksel veya karışık-reality araçlar için, kağıt kesimler veya hikayeboardlar iyi çalışır.

Prototyping, bir ana etkileşime bir seferde odaklanır. Örneğin, Laplace transforms öğretmek için bir araç tasarlıyorsanız, prototip sadece giriş arayüzü - bir öğrenci bir işleve girer ve bu ilk olarak ne görselleştirme görünür?Bunu beş öğrenci üzerinde test edin ve arayüz doğal hissetmesine kadar sorun.

Adım 3: Gerçek Kullanıcılarla Gerçek Metinler içinde Test

Test, aracın aslında kullanılacağı ortamda gerçekleşmelidir - kalabalık bir bilgisayar laboratuvarı, bir yurt odası veya sanal sınıf. Sadece sessiz bir usability laboratuvarında testlerden kaçının; mühendislik öğrencileri genellikle çoktask veya gürültülü gruplarda çalışma. hem de nicel ölçümler (task başarı oranları, zaman) ve geri bildirim (hangileri değiştirirler).

Kapsamlı bir HCD süreci en az üç iterasyon içerir: ilk konsept testi, özellik rafinerisi ve son geçerlilik. Her bir iterasyon, tanıdıklıktan kaçınmak için yeni bir dizi kullanıcı (veya en azından yeni bir yenileme test protokolü) içermelidir. Video kayıtları ve notlar dahil - tasarım kararları için kanıt tabanını ifade eder.

HCD'den Yaralanan Eğitim Araçlarının Türleri

İnsan merkezli tasarım, geniş bir mühendislik eğitim araçları dönüştürebilir. Aşağıda belirli tasarım gözleriyle birkaç kategori vardır.

Etkileşimli Simülasyonlar ve Sanal Laboratuvarlar

Simülasyonlar, öğrencilerin karmaşık sistemlerle deneyebilmelerine izin verir - örneğin, sıvı dinamikler, kontrol teorisi – fiziksel laboratuvar maliyetleri olmadan. HCD düşünceler, öğrencilerin ve öğretmenlerle ilgili her simülasyonu kullanarak HCD'yi sunar ve kontrollerin sezgisel ve öğrenme hedeflerinin şeffaf olduğunu sağlar. Örneğin, [[Fiziksel Simülasyonlar:0PhET Etkileşimli Simülasyonlar).

Adaptif Öğrenme Platformları

Adaptif sistemler, öğrenci performansına göre içerik zorluklarını ayarlar. HCD, adaptasyonun şeffaf olduğunu garanti eder (örneğin, belirli sorunları gördüklerini anlayın) ve öğrencilerin sistemden vazgeçebilirler (örneğin, daha gelişmiş malzemelere atlayın).

İşbirliği ve İletişim Araçları

Mühendislik projeleri nadiren yalnızdır. akran geri bildirimlerini kolaylaştıran araçlar, anında mesajlaşma, sürüm kontrolü ve paylaşılan beyaz tahtalar, belirli kod veya “komp versiyonları” işlevine ilişkin yorum gibi özellikler doğrudan bu ihtiyaçları ele almak için ateklı güncellemeler tercih eder.

Değerlendirme ve Geri Bildirim Sistemleri

Formative değerlendirme araçları - birçok-koice soruda ortak yanlışlar vurgulayabilir ve bu kavramın kısmi kredi ve geri bildirimin sadece bir not değil, bir açıklama olmasını sağlar. Örneğin, iyi tasarlanmış bir araç, birden çok-koice bir soruda ortak yanlış anlamaları vurgulayabilir ve bu kavramı kısa bir video kiralama sunabilir.

Vaka Çalışmaları: Eylemde HCD

Birkaç kurum ve şirket, HCD'nin mühendislik eğitimindeki gücünü göstermiştir. Örneğin, Michigan Üniversitesi'nde bir ekip, HCD kullanarak girişli MATLAB arayüzünü yeniden tasarladılar. İlk yıl öğrencileri, komut satırı arayüzü ile mücadele ettiler, böylece otomatik olarak MATLAB kodu üreten bir editör yarattılar.

Başka bir örnek, HCD'yi eğitimde kullanılan simülasyon yazılımına uygular.Öğrencileri kullanıcı testlerinde, basitleştirilmiş bir iş akışına ve içerikli yardımlara yönlendirerek, ders modüllerinde düşüş oranlarının azaltılmasına yardımcı olur.

HCD Uygulamalarında Geri Gelen Ortak Zorluklar

Yararlılarına rağmen, HCD, eğitim bağlamlarında engellerle karşı karşıyadır. Bir meydan okuma, mevcut varsayımlara güvenmek veya birden çok tasarım için kaynak tasarlamak için bir başka zorluktır.Bu amaçla, takımlar kasıtlı olarak engelli öğrenciler, farklı akademik düzeylerde ve çeşitli kültürel arka planlarla birlikte farklı bir test grubu işe almak zorundadır.

HCD ile yabancı olmayan fakülte veya yöneticilerden gelen direnç de ortaya çıkabilir. Bu tür durumlarda pilot çalışmalardan kanıtları sunmak - gelişmiş notları veya öğrenci memnuniyeti göstermek - HCD'yi mevcut ders tasarım süreçlerine entegre etmek (daha geri tasarım veya yapıcı bir uyum gibi) bir geliştirme gibi hissetmektedir.

Future: AI, XR ve Kişisel Öğrenme

Bir sonraki eğitim araçları yapay zeka (AI) ve genişletilmiş gerçeklik (XR) içerir. HCD, bu teknolojilerin öğrencilere hizmet etmesini sağlamak için gerekli olacaktır, onları aşırı yüklemeden kaçınmalıdır. AI öğretmenleri tavsiyelerini şeffaf bir şekilde açıklamalıdır (örneğin, “Sonlu devlet makineleri konseptini kaçırdınız – bu yüzden mühendislik için VR'ye uygulanırlar – insan tutmanın daha iyi bir şekilde nedeni veya mekanik adımlar atılması veya zihinsel aktivitenin daha yüksek olması için zihinsel olarak aşırı yüklenmesi gerekir.

Sonuç: Geleceğin Mühendisleri İçin Bina Araçları

İnsan merkezli tasarım, öğrencilerin çeşitliliğini kutlayan bir zaman etkinliği değildir, ancak sürekli olarak kullanıcıyı anlamak ve hizmet etmek için bir taahhüt değildir. mühendislik eğitimi için, bu, bilgi iletmemek için “bir katlı” ders modelinin ötesinde hareket eder, empatiye dayalı araçlardır. - beş sütunu kucaklayan - empati, sürdürülebilirlik, inclusity, iteration, usability ve bağlılık, ve taahhütler, yalnızca bilgi iletmedikleri zaman eğitilebilirlik sağlar.