projektbaserade lärande, hackathons och slutliga projekt för högskolekurser uppfyller en efterfrågan på praktiskt lärande som tidigare hade fallit vid vägen under internet / multimedia dator eufori av slutet av 90-talet. Genom att komma tillbaka till att bygga verkligt hårdvara själv, påverkar hackare utbildningsriktningen. I det här inlägget kommer vi att granska några av dessa framsteg och söka din insats för var vi går nästa.
Hackathons för att lösa världens problem
Hackathons körs nu för att lösa många av världens problem. De senaste exemplen inkluderar MIT Media Lab “gör bröstpumpen inte suga,” och Yales “hacking heath”. Båda dessa hackathons var en helg sprints med målet att utveckla snabba provkoncept prototyplösningar.
I fallet med Yales hackathon var resultatet en 5 minuters höjd för ett nytt startföretag. Enligt Hacking Healths arrangör, [Chris Loose], “Eventen genererade extraordinär energi och ett antal imponerande produktkoncept. Många av lagen fortsätter att driva sina idéer fram och strävar efter bidragsfinansiering … ”
Hacking Health @ Yale.
Nyligen, [Tony Kim] Ran Mit’s 6.002 Circuits and Electronics Course som ett EDX-program i Mongoliet. Efter att ha läst bakgrundsteori-studenterna byggde många av de analoga och digitala kretsarna Labs, skapade sina egna kretsar och system, och till och med byggt en kaffe kan radar som jag har fått höra på mongolsk nationell tv. En av eleverna från denna ansträngning blev känd som pojkens geni av Ulan Bator.
Projektbaserat lärande
Projektbaserat lärande gör en återkommande. Oavsett om det kräver ett slutligt projekt eller baserar en kurs helt runt ett projekt.
Senior design eller capstone kurser har bära facklan på projektbaserat lärande i årtionden, i den här EE-studenten (eller jag eller fysik eller etc) fullbordar en fungerande prototyp i slutet av terminen. Dessa kurser är vanligtvis det sista du skulle ta i ditt grundutbildningsprogram.
Elektromagnetik gjordes mer intressant av mit kaffe kan radar kurs som jag skapade med mina mit lincoln laboratorium kollegor. Kursen fortsätter att vara extremt populär, med många spin-offs och professionell utbildning (öppen inskrivning till någon) varianter också inklusive bygga en fasad matris och en sök- och spårradar. Kursen har använts på Nortroup Grumman Inc., internt till Miter Corp, MIT Lincoln Labs, och många andra. Det har också använts som ett Capstone-projekt vid många EE-program över hela världen. UC Davis har skapat en fullständig semesterbanan baserad på detta arbete. För de som är mer intresserade av radarexperimentering än att bygga själva radar, erbjuds nu ett helt monterat kit. Detta var den topprankade MIT Professional Education Course 2011, vilket visade efterfrågan på projektbaserat lärande i elektromagnetik och radar.
Det allestädes närvarande kaffet kan radar göra ämnet för elektromagnetik intressant till en ny generation.
Michigan State Universitys grundutbildningskurs Course ECE405 erbjuder ett slutprojekt där eleverna designar sedan bygger antenner för en utgångsutformning från en räv från en rävjakt (.ppt varning) dold sändare, kommunicerar med en amatörsatellit, för att maximera avståndet på en Wi-Fi-länk (.PPT-varning).
Nyligen har det slutliga projektet varit att utveckla ett fullständigt kommunikationssystem, inklusive en fasad sändare och en kuvertdetektormottagare, där gruppen som uppnår den största effektöverföringen över kommunikationslänken vinner. Detta projekt är uppdelat i fyra faser:
Karaktäriserar mikrovågsubstratet med användning av en överföringsledningsresonator tryckt på substratet,
Designa en kuvertdetektorkrets
Designa en enda patchantenn
Designa en antennmatris
ECE405 är en projektbaserad antennbanan, där en mikrovågskommunikationslänk är konstruerad med användning av en fasad mängd antenner.
Enligt [Prof. Prem Chahal], “Projekten gör föreläsningsmaterialet mycket mer intressant och eleverna kan inse vikten av att materialet är täckt.” Projektbaserat lärande kan vara mer arbete för PROF, men inte i det här fallet enligt [Prof. Chahal], “Instruktörens tid återvinns under föreläsningstimmar (eftersom) föreläsningsmaterialet blir mycket intressant och enklare att förklara, och eleverna deltar aktivt under föreläsningen.”
Studentgrupper i ECE405 bygger alla sin egen mikrovågskommunikationslänk, där länken med den bästa effektöverföringen vinner.
På samma sätt ger Harvards introduktion till elteknik ES 50 en spännande upplevelse för alla involverade där små grupper av elever gör någonting från en tri-corder till en Rubics Cub-lösare som det slutliga projektet.
Detta är bara början. Inom en snar framtidI believe that final projects will be transforming what would otherwise be difficult or uninteresting courses. Who else is challenging students with final projects? tell us about your school’s program in the comments below.
The transition between undergrad and your professional career
For those of us who did not have the chance to build much hardware during the undergrad EE experience, [Chris Gammel] offers an alternative option in the form of the short-course, Contextual Electronics. It involves just about everything needed to take small integrated products from idea, through circuit design, to PCB. The basic idea behind Contextual electronics is that anyone can design and build electronics systems as long as they have the resources to fill knowledge gaps between a typical heavy-in-theory undergraduate electrical engineering degree and what you will actually be doing in your career. According to [Chris]:
This idea came from my own struggles. I learned so much ‘on the job’, even after going through a 4 year college curriculum at a top school.
He goes on to point out that the biggest issue with undergraduate programs today,
is that they are designed for making everyone into professors, starting everyone from first principles and solely focusing on the rigor in the mathematical side of learning. This is a completely unrealistic way of preparing most engineers for their career.
Contextual electronics fills the knowledge gab between your undergraduate EE degree and the real world.
With over 300 members and growing fast, Contextual electronics is proving that there is a strong demand for practical engineering education.
The value proposition
Project based learning is your path to becoming involved in high value startup companies. In hardware-based startups you must develop proof-of-concept fast therefore having the ability to create, design, fabricate, then actually make work your idea is extremely valuable. Experience from project-based learning is the basis for this skill set.
An example is the incubator 4catalyzer founded by [Jonathan Rothberg]. almost all startup companies coming out of 4catalyzer are hardware based. one of these, Butterfly Network Inc., is developing a new approach to ultrasound imaging and has raised $100M in funding.
Föregå med gott exempel
We must act to make a change. think of your most difficult and least-liked undergraduate course. how would you make it more interesting with a good project?
For Faculty
Consider a final project instead of a final exam. less work for you and more value for your students. nobody likes the final exam. everyone will remember the final project.
För studenter
Not finding many opportunities for projects in your college? seek out independent study credit for your own projects. Independent study credit in one form or another is available at most universities, but only if you ask. everyone in the Hackaday community is making something (or should be), go get credit for it. If you knock on enough doors you will likely find a professor who will sign-off on independent study credit for your project. seven of my 128 undergraduate credits were from independent study.
Technical Clubs and Organizations
Align yourself with the closest or most applicable undergraduate course. Your activities should receive some degree of course credit for club members. For example, why not provide some extra credit for everyone who earns an amateur radio license and makes 20 QSO’s (two-way contacts), then reports on why and how the ionosphere enabled those QSO’s?
Lead the discussion. Come up with an idea, keep it in the back of your head, ready to pitch at the next alumni dinner, faculty event, or recruiting fair. together we can hack away at education.
Author bio
Gregory L. Charvat, is an advocate for project based learning, the author of small and Short-Range Radar Systems, co-founder of Hyperfine research Inc., Butterfly Network Inc. (both of which are 4combinator companies), visiting research scientist at camera culture group Massachusetts Institute of technology Media Lab, editor of the Gregory L. Charvat series on practical approaches to Electrical Engineering, and guest commentator on CNN, CBS, sky News, and others. He was a technical staff member at MIT Lincoln laboratory where his work on through-wall radar won best paper at the 2010 MSS Tri-Services Radar symposium and is an MIT office of the Provost 2011 research highlight. He has taught short radar courses at MIT where his build a small Radar course was the top-ranked MIT professional education course in 2011 and has become widely adopted by other universities, laboratories, and private organizations. starting at an early Age, Greg developed numerous radar systems, rail SAR imaging sensors, phased array radar systems; holds several patents; and has developed many other sensors and radio and audio equipment. He has authored numerous publications and has received press för sitt arbete. Greg förvärvade en doktorand i elektroteknik 2007, MSEE 2003 och BSEE 2002 från Michigan State University och är en ledamot av IEEE där han tjänstgjorde på styrkommittén för 2010, 2013 och 2016 IEEE International Symposium på fasade array system och teknik och ordförande i IEEE AP-S Boston kapitel från 2010-2011.