論文の概要: CDIO-CT collaborative strategy for project-driven STEM education: an
illustration of solving the period of mathematical pendulum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.09209v1
- Date: Mon, 19 Dec 2022 01:44:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-19 13:07:45.797698
- Title: CDIO-CT collaborative strategy for project-driven STEM education: an
illustration of solving the period of mathematical pendulum
- Title（参考訳）: プロジェクト駆動型STEM教育のためのCDIO-CT協調戦略--数学的振り子周期の解明の図示
- Authors: Hong-Yan Zhang, Yu Zhou, Yu-Tao Li, Fu-Yun Li and Yong-Hui Jiang
- Abstract要約: プロジェクト主導型STEM教育は、学生のイノベーション能力の育成に重要な役割を果たしている。
本稿では,CDIO (Conceive-Design-implement-operate) とCT (Computer Thinking) を組み合わせた新しい手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.566136878868907
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The project-driven STEM education plays a significant role in training
students' ability of innovation. It is a key issue that educators adopt
appropriate methodology to work on the objective multi-discipline project of
interest. A novel approach based on the combination of
conceive-design-implement-operate (CDIO) and computational thinking (CT) is
proposed for the STEM education of students in colleges and universities, in
which the CDIO concerns ``how to do", CT concerns ``how to think", and the
project means ``what to do". As an illustration, the project of solving the
period of mathematical pendulum (MP) is discussed in detail with the CDIO-CT
collaborative strategy. The most important work of this project is to solve the
complete elliptic integral of the first kind (CEI-1). In the philosophy of STEM
education, all problems have more than one solutions. For computing the CEI-1,
four methods are discussed with a top-down strategy, which includes the
infinite series method, arithmetic-geometric mean (AGM) method, Gauss-Chebyshev
method and Gauss-Legendre method. The algorithms involved can be utilized for R
\& D projects of interest and be reused according to the requirements
encountered. The concepts and tools arising in developing the software for
calculating CEI-1 are valuable for teaching computer programming. The
methodology embedded in the project of exploring the expression and solution to
the period of MP is enlightening, which is worth popularizing to students and
instructors in colleges and universities.
- Abstract（参考訳）: プロジェクト主導型STEM教育は、学生のイノベーション能力の育成に重要な役割を果たしている。
教育者が目的の多分野計画に取り組むために適切な方法論を採用することが重要な課題である。
大学や大学の学生のSTEM教育において,CDIOと計算思考の組み合わせに基づく新たなアプローチが提案され,CDIOは「どうやるか」,CTは「どのように考えるべきか」,プロジェクトは「何をすべきか」を意味する。
図示として, 数学振り子 (MP) の周期を解くプロジェクトについて, CDIO-CT協調戦略について詳述する。
このプロジェクトの最も重要な仕事は、第一種(CEI-1)の完全な楕円積分を解くことである。
STEM教育の哲学では、全ての問題には複数の解決策がある。
cei-1の計算には、無限級数法、算術-幾何平均法(agm)法、ガウス-チェビシェフ法、ガウス-レゲンドル法を含む4つの手法をトップダウン戦略で議論する。
関連するアルゴリズムはR \&Dプロジェクトで利用することができ、遭遇した要求に応じて再利用することができる。
CEI-1を計算するためのソフトウェアを開発する際に生じる概念やツールは、コンピュータプログラミングを教えるのに有用である。
大学や大学における学生やインストラクターに普及させる価値のある,MP の時代の表現と解決策を探求するプロジェクトに組み込まれた方法論が啓蒙されている。
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