A STEM oktatás - azaz a tudomány, a technológia, a mérnöki munka és a matematika - jelentős figyelmet szentel annak fontosságának, különösen mivel a STEM területeken a munkahelyek egyre elérhetőbbek és szükségesek. Justin Weinberg, a Chem101 nevű interaktív kémiai alkalmazás készítője szerint azonban a tudományos vagy technológiai karrier megkezdése előtt a hallgatók gyakran úgy találják, hogy a STEM tantárgyak alapszintű előadóterme és szabványosított teszt oktatási formája nehézkes és lelkesítő.
Míg az e-könyvek beléptek néhány osztálytermi épületbe, a STEM-oktatás szinte mindaddig változatlan maradt, amíg a tantárgyokat meg nem tanították. Interaktív alkalmazásával Weinberg, a Carnegie Mellon Egyetem doktori jelöltje azt reméli, hogy újfajta osztálytermi elkötelezettséget ösztönöz.
A Chem101, az első tárgy-specifikus eszköz, lehetővé teszi a hallgatóknak, hogy valós időben lépjenek kapcsolatba az oktatókkal és válaszolhassanak azokkal, valamint automatikus visszajelzést kapjanak a későbbi osztálytermi beszélgetésekhez. Vegyünk egy témát, amely sok elsőéves kémia hallgatót bosszant: Lewis-struktúrák. A Lewis-struktúrák, más néven Lewis-pontdiagramok, kétdimenziós rajzok, amelyek megmutatják, hogy az elem molekulái hogyan kapcsolódnak egymáshoz, valamint a molekula alakját. Az előadás során a hallgatók a 101 eszközzel gyakorolhatják ezen struktúrák rajzolását, amelyeket az oktatók ezt követően megtekinthetnek, áttekinthetnek és kijavíthatnak. A tavaly őszi kísérleti tanulmány után az alkalmazást számos nagyobb amerikai egyetemen használják, jó visszajelzésekkel.
Weinberg beszélt a Smithsonian.com-nal arról a látásáról, amellyel a STEM oktatást passzívról interaktív folyamattá alakíthatja.
Hol származott a 101-es ötlet?
A 101-ben szereplő ötletek és hipotézisek többsége a saját tanítási tapasztalatokon alapul. Majdnem egy évtizeden keresztül tanítottam a STEM formáit, mind magántulajdonos oktatóként, mind egyetemi oktató asszisztensként a Carnegie Mellonban, ahol jelenleg vegyészmérnöki doktori jelölt vagyok. Mondanom sem kell, hogy tanúi voltam azoknak a küzdelmeknek, amelyek oly sok hallgatónak vannak matematikai és természettudományos kurzusok elvégzésekor az egyetemen.
Az igazi inspiráció az volt, amikor a Chem Pro nevű kémiai tutori alkalmazást hoztam létre, amely szervesen letöltött több mint 500 000 letöltést. Az a tény, hogy oly sok hallgató keresett segítséget a kurzusokon kívül, rávilágított rám, hogy a STEM tanfolyamok tanítási módja alapvetően meghibásodott. Az idő múlásával ez a megvalósulás a 101 küldetésévé vált, amely a STEM előadást passzív tanulási tapasztalattól aktív tanulási tapasztalattá alakítja.
Justin Weinberg, a 101 (101) alapítója és vezérigazgatója Hogyan befolyásolta a STEM hallgatóként és tanárként szerzett tapasztalata az alkalmazás felépítését és tervezését?
A legnagyobb befolyást a Chem101 kialakítására a piacon meglévő termékek tették, mert megtanították nekünk, mit ne tegyünk. Az igazság az, hogy az online STEM interaktív anyagok, például a kémiai szerkezetek rajzolására szolgáló modulok, nem új, és valójában körülbelül 20 éve működnek. Ezek az interaktív anyagok azonban gyakran annyira nehéz navigálni, és csalódást okoznak a hallgatók számára, hogy csak megnehezítik számukra a STEM fogalmak megértését. Ezért az első számú célunk az, hogy interaktív termékeinket a lehető legkönnyebben használhassuk. Az oktatási technológiának sokkal valószínűbbé kell tennie a hallgatók sikerét, nem pedig megnehezítenie.
Miért kezdje a kémiával?
Egyszerűen azért, mert ez a mi csapatunk ismeri a legjobban. Csapatunktól függetlenül, a kémia nagyszerű kiindulási pont, mivel hírhedt, hogy a hallgatók frusztrációit, magas kudarcot és lemorzsolódást okoz a főiskolai kurzusokon.
Mi a felhasználói élmény a 101-et használó hallgatók és oktatók számára?
Az előadás közepén a professzor a Chem101 segítségével hozza létre egy vagy több beépített problémával járó feladatot, majd a hálózaton keresztül továbbítja az összes hallgató eszközre.
A hallgatókat a megbízásról push értesítés útján értesítik. Megnyitják a Chem101 alkalmazást, és a problémákra úgy reagálnak, hogy elvégzik az eszközükön végzett tevékenységeket, például kémiai szerkezetek rajzolását. Amikor a hallgatók benyújtják válaszukat, személyre szabott visszajelzést kapnak, ha hibát követnek el, azzal a lehetőséggel, hogy megismételik a problémát.
A professzor valós időben megkapja az egyes problémák eredményeit. A Chem101 megadja a professzor számára a problémát helyesen kitöltő hallgatók számát, valamint azt, hogy mi a három leggyakoribb hiba. A professzor ezeket az eredményeket felhasználhatja az általános megtévesztésekről szóló osztálybeszélgetés elősegítésére.
Hogyan reagálnak a hallgatók és oktatók eddig?
Hihetetlen volt mindkét fél válasza. Tavaly ősszel 2000 fővel, a 8 főiskolán és egyetemen, köztük Carnegie Mellon, a Columbia University és a Cincinnati Egyetem, 2000 hallgatóval kísérleteztük a Chem101-et. A pilóta után a hallgatók 40 százaléka azt mondta, hogy a Chem101 használatával jobban érdeklődik a kémia iránt, és azok a hallgatók, akik a Chem101 segítségével megtanultak a Lewis-struktúrákat, akár 200 százalékkal jobban teljesítettek, mint azok, akik a hagyományos tanulási eszközöket használják.
Az alkalmazás ingyenes a hallgatók számára, ha az intézmény megvásárolja? Milyen az árazás?
A professzorok választhatják, hogy a hallgatók a Chem101 előfizetését a tanfolyamdíjak részeként vásárolják meg, vagy a helyszínen fizetendő engedélyért fizetik meg a hallgatói költségek eltávolítását. Akárhogy is, a Chem101 jelenleg 5 USD / tanuló / tanfolyam.
Hogyan választotta ki a partnerintézményeket a kísérleti tanulmányhoz és azon kívül?
Ez mindkettő keveréke. Eleinte sokat tettem annak érdekében, hogy olyan professzorokat találjak, akik hajlandóak kipróbálni egy olyan terméket, amelyet még soha nem teszteltek. Noha ennek ellenére jó összeget teszünk, mostantól hozzánk fordul professzorok, mert jó dolgokat hallottak a termékről.
Tervez-e terjeszkedni más tantárgyakra vagy más fokozatra és tanulási szintre?
A közeljövőben a kémiara összpontosítunk, de várjuk, hogy hamarosan más STEM tantárgyakba is eljusson.
