La conception d’électrochimie est une activité de conception délibérément développée qui permet aux étudiants de démontrer des concepts complexes et aux instructeurs de transmettre un ensemble de compétences de base pour favoriser l’innovation. Développé par des chercheurs de l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD), cet outil pédagogique a été introduit et publié pour la première fois en 2019. Il s’est maintenant avéré très efficace pour permettre aux instructeurs de repérer les idées fausses dans la compréhension de leurs étudiants et d’intervenir rapidement.
Leur étude a été publiée dans le Journal de l’éducation chimique et présenté sur la page de couverture de son numéro de mars 2022.
Un portemanteau des mots « design » et « charrette », une designette est une activité courte et intense basée sur le design qui vise à stimuler l’apprentissage interdisciplinaire. Dans une designette, les étudiants, en particulier ceux qui se forment dans les domaines de la science, de l’ingénierie et de l’architecture, projettent leur compréhension d’un sujet sur un problème de conception ouvert, génèrent des solutions potentielles au problème et construisent des prototypes à l’aide d’un ensemble donné de matériaux pour valider ces solutions.
Dans le designette d’électrochimie, les étudiants sont mis au défi de construire un appareil voltaïque qui peut allumer autant de diodes électroluminescentes que possible sur une planche à pain. Les matériaux fournis dans la conceptionette, associés à la formulation intentionnelle du problème de conception, encouragent les étudiants à dériver plusieurs solutions potentielles au lieu d’être obsédés par une seule solution.
La conceptionette d’électrochimie a été initialement conçue pour permettre aux instructeurs de mesurer la compétence et la créativité des étudiants grâce à une série de mesures objectives. Cependant, l’équipe de conception a involontairement découvert que la designette aide également les instructeurs à visualiser les compétences et les idées fausses des étudiants sur les principes électrochimiques lors de l’assemblage par les étudiants d’un appareil voltaïque. Cela permet aux instructeurs de discuter, de clarifier et de corriger rapidement les concepts essentiels de manière synchrone.
« Nonobstant les avantages de l’apprentissage pratique pour les étudiants, la conception d’électrochimie rend également la compréhension et les idées fausses des étudiants visibles aux instructeurs par le biais de prototypes physiques, soutenant ainsi l’enseignement des instructeurs car elle permet de voir des concepts ou des idées qui auraient pu autrement être incompris », a expliqué la première auteure Vanessa Chia, étudiante de premier cycle du pilier Développement de produits d’ingénierie à SUTD.
Plus de 400 étudiants ont participé aux études et se sont avérés avoir bénéficié de la designette. En raison de leur succès, la conception d’électrochimie et la conception d’OCP, une activité pratique dérivée, ont depuis été mises en œuvre dans les salles de classe du SUTD dans le cadre d’une série d’activités pratiques proposées dans ILP2 Chimie, 10.011 Introduction à Cours de chimie physique et 10.016 Sciences pour un monde durable.
Alors que l’équipe de recherche cherche à étendre ses travaux sur la conception d’électrochimie dans différents contextes culturels pour identifier les sensibilités culturelles associées à cet outil, ils espèrent que ce dernier développement ouvre la voie à une expérience d’apprentissage expérientielle supérieure pour les étudiants de toutes les universités et préuniversitaires. niveaux.
« Nous aimerions rendre la designette plus largement accessible aux étudiants de Singapour, en particulier aux niveaux junior et polytechnique, afin de mieux visualiser les idées fausses et de mesurer efficacement les performances des étudiants », a déclaré le chercheur principal, le Dr Franklin Anariba, qui est également un maître de conférences du pôle Science, Mathématiques et Technologie du SUTD.
« À l’avenir, nous aimerions également adapter la designette en un kit pédagogique qui peut être utilisé à distance pour les paramètres de cours synchrones et asynchrones », a-t-il ajouté.
Vanessa YY Chia et al, Utilisation de la conception d’électrochimie pour visualiser les compétences et les idées fausses des étudiants sur les principes électrochimiques, Journal de l’éducation chimique (2022). DOI : 10.1021/acs.jchemed.1c00773