在他二十多年的教學生涯中，理查德·史蒂文斯博士為他的惠特沃斯大學的學生提供了參與實際調查和參與實時數據收集的機會，以驗證和加強他們正在學習的物理概念。

史蒂文斯博士說:“學生們很難真正理解那些剛剛被解釋過的概念。”“調查提供了一個給定概念在現實世界中的應用——它們給學生一個關於它們是什麼的視覺效果

史蒂文斯博士說:“學生們很難真正理解那些剛剛被解釋過的概念。”“調查提供了給定概念在現實世界中的應用——它們讓學生看到他們正在學習的內容，同時也為收集和分析與該概念相關的數據提供了機會。”

“此外，這讓學習過程和概念變得有趣。”

斯特林發動機教學

史蒂文斯博士和他的學生進行的一項特別有趣的調查涉及使用斯特林發動機學習工作和動力。斯特林發動機是一種能量轉換設備，可以用作發動機、冰箱或熱泵。

斯蒂文斯博士說:“斯特林發動機相當便宜，隻要把發動機放在一杯熱水或咖啡上就可以運行。”“這種發動機利用熱飲和周圍空氣溫度之間的溫差，在不需要電力的情況下運行。對於學生來說，這些設備非常棒，而且非常合適，因為他們對安全的擔憂最小。”

為了改進斯特林發動機以收集數據，史蒂文斯博士和他的學生們在發動機頂部鑽了一個小洞，粘在一個塑料魯爾鎖短節上，然後將一根氣體管連接到一個遊標氣體壓力傳感器實現發動機運行時的實時壓力測量。

史蒂文斯博士說:“這種傳感器能以這種方式使用，真是太神奇了。”“學生們可以得到令人驚訝的幹淨的正弦波，這是相當容易的測量孔和行程圓柱體的體積變化，以及計算積分PdV以及發動機在每個循環中所做的功。”

如果需要更具體的相位信息，a遊標旋轉運動傳感器可以與兩個3d打印齒輪一起使用，以跟蹤發動機的階段。

史蒂文斯博士繼續說:“在學生進行計算和學習這些重要概念時，這台發動機給他們提供了一個物理模型和可視化的工作。”

吸引更多的學生

由史蒂文斯博士、卡倫·史蒂文斯博士和學生瑞安·格雷迪和勞拉·斯特裏克共同發起的斯特林發動機調查，已經被數十名學生用於一門高級課程。然而，史蒂文斯博士計劃在明年將其應用到較低水平的實驗室中。

史蒂文斯博士說:“我認為從年齡較大的學生開始進行這樣的調查總是好的，然後再轉向較低水平的學生。”“這提供了一個獲得學生反饋的機會，並根據需要進行程序迭代。特別是這個項目，在過去兩年中一直在進行中，並不斷調整。”

史蒂文斯博士補充說:“現在，我們將能夠向150多名水平較低的學生介紹這個項目。”“我們還計劃使用直接^®版本的氣體壓力傳感器和使用遊標的圖形分析^™箴分析收集到的數據。”

“數據收集技術正在不斷進步，”史蒂文斯博士說。“我的教學生涯始於5個LabPro^®隨著時間的推移，設計和收藏不斷增加。在惠特沃斯，我不記得有哪一段時間不使用遊標。”

對教育家
理查德·史蒂文斯博士
惠特沃思大學
斯波坎,佤邦

理查德·史蒂文斯博士是工程和物理係的教授惠特沃思大學這是一所位於華盛頓東部的小型文理學院，在全國排名靠前。史蒂文斯博士已在該大學任教24年。