一个动手制作（DIY）光波传感与通信项目：低成本、便携、有效且有趣
信号处理
2020-07-21 v1
摘要
我们开发了一个动手制作（DIY）光波传感（LWS）与通信项目，以激发从中学到本科不同教育层次学生的兴趣，并阐明基本的电磁（EM）与无线通信概念。本文展示了该项目的性质及其初步成效。无线传感/通信概念通常被认为难以理解，因其仅由理论课程与偶尔的仿真支撑。此外，K-12 学校与小型学术机构可能缺乏必要资源来制作实物演示以作阐明。由此导致的可负担动手体验的缺失未能激励并吸引学生。DIY-LWS 旨在通过将有基本概念与太阳能电池、可见光与智能手机等熟悉技术相联系，使无线概念更易理解且不那么晦涩。其还旨在通过让学生亲自组装、操作并探索基于光的无线通信系统来激起学生兴趣。一项初步评估用于确定学生关于无线及相关核心主题的基础知识水平与热情。指导学生组装并测试他们自己的 DIY-LWS 硬件，以提供动手体验并刺激进一步探索。辅以简短讲座将概念性思想与现实世界现象相联系。最后，重新评估学生以量化概念理解的任何变化。DIY-LWS 套件已用于从中级到高中再到大学的多个不同层次学生活动中。前测与后测显示学生对 EM 概念的理解有显著改善（正确答案数量翻倍）。指导教师在实验期间及之后观察到学生巨大的兴趣与兴奋。
引用
@article{arxiv.2007.09891,
title = {A Do-It-Yourself (DIY) Light-Wave Sensing and Communication Project: Low-Cost, Portable, Effective, and Fun},
author = {Sabit Ekin and John F. O'Hara and Emrah Turgut and Nicole Colston and Jeffrey L. Young},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09891},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 12 figures, IEEE Transactions on Education