Образование STEM - это наука, технология, инженерия и математика - получает большое внимание за его важность, особенно в связи с тем, что рабочие места в областях STEM становятся все более доступными и необходимыми. Но Джастин Вайнберг, создатель интерактивного химического приложения под названием Chem101, говорит, что даже перед тем, как начать карьеру в науке или технике, студенты часто находят базовый формат лекционного зала и стандартного теста для предметов STEM неуклюжим и скучным.
В то время как электронные книги вошли в некоторые классные комнаты, инструкция STEM оставалась неизменной в течение почти всего времени, пока предметы преподаются. С помощью своего интерактивного приложения Вайнберг, кандидат наук в Университете Карнеги-Меллона, надеется вдохновить новый тип аудиторных занятий.
Chem101, его первый предметно-ориентированный инструмент, позволяет ученикам взаимодействовать с преподавателем и отвечать на него в режиме реального времени, а также получать автоматическую обратную связь для использования в последующих дискуссиях в классе. Возьмем тему, которая раздражает многих первокурсников-химиков: структуры Льюиса. Структуры Льюиса, также известные как точечные диаграммы Льюиса, представляют собой двухмерные чертежи, которые показывают, как молекулы в элементе связаны, а также форму молекулы. Во время лекции студенты могут использовать 101, чтобы попрактиковаться в рисовании этих структур, которые затем преподаватели могут просматривать, просматривать и исправлять при необходимости. После пилотного исследования прошлой осенью приложение используется в нескольких крупных университетах США с очень благоприятной обратной связью.
Вайнберг рассказал Smithsonian.com о своем видении трансформации обучения STEM из пассивного в интерактивный процесс.
Откуда возникла идея 101?
Многие из идей и гипотез 101 основаны на моем собственном педагогическом опыте. Я почти десять лет преподаю формы STEM в качестве частного преподавателя и ассистента преподавателя в университете в Карнеги-Меллон, где в настоящее время я являюсь кандидатом химических наук. Само собой разумеется, я был свидетелем борьбы, которую испытывают многие студенты, когда они проходят курсы по математике и естественным наукам в колледже.
Настоящее вдохновение пришло от того, когда я создал приложение для обучения химии под названием Chem Pro, которое было загружено более 500 000 раз органически. Тот факт, что многие студенты искали помощи вне своих курсов, заставил меня понять, что методика преподавания курсов STEM в корне нарушена. Со временем эта реализация превратилась в миссию 101-го года, которая заключается в том, чтобы трансформировать лекцию STEM из опыта пассивного обучения в опыт активного обучения.
Джастин Вайнберг, основатель и генеральный директор в 101 (101) Как ваш опыт ученика и преподавателя STEM повлиял на создание и дизайн приложения?
Наибольшее влияние на дизайн Chem101 оказали существующие на рынке продукты, потому что они научили нас, что не следует делать. На самом деле интерактивные STEM-интерактивы, такие как модули для рисования химических структур, не новы и существуют уже около 20 лет. Тем не менее, эти интерактивные материалы зачастую настолько сложны для навигации и разочаровывают их использование, что они только затрудняют понимание концепций STEM. Вот почему наша главная цель - сделать наши интерактивные материалы максимально простыми в использовании. Образовательные технологии должны повышать вероятность успеха учащихся, а не усложнять их.
Зачем начинать с химии?
Просто потому, что это то, что наша команда знает лучше всего. Независимо от нашей команды, химия является отличной отправной точкой, потому что она печально известна тем, что вызывает разочарование студентов и высокий процент неудач и отсева на курсах колледжа.
Каков пользовательский опыт для студентов и преподавателей, использующих 101?
В середине лекции профессор использует Chem101 для создания задания с одной или несколькими встроенными задачами, а затем передает его по сети на все студенческие устройства.
Студенты уведомляются о назначении посредством push-уведомления. Они открывают приложение Chem101 и реагируют на проблемы, выполняя такие действия, как рисование химических структур, на своих устройствах. Когда учащиеся отправляют свои ответы, они получают персональную обратную связь, если они делают ошибку, с возможностью повторного решения проблемы.
Профессор получает результаты каждой задачи в режиме реального времени. Chem101 предоставляет профессору количество студентов, которые правильно выполнили задачу, а также три наиболее распространенных ошибки. Затем профессор может использовать эти результаты для обсуждения в классе общих распространенных заблуждений.
Как реагируют на это студенты и преподаватели?
Ответ с обеих сторон был невероятным. Осенью прошлого года мы пилотировали Chem101 с 2000 студентами в 8 колледжах и университетах, включая Карнеги-Меллона, Колумбийский университет и Университет Цинциннати. После эксперимента 40 процентов студентов сказали, что использование Chem101 заставило их больше интересоваться химией, а студенты, которые изучали структуры Льюиса с использованием Chem101, работали на 200 процентов лучше по сравнению с теми, кто использовал традиционные инструменты обучения.
Является ли приложение бесплатным для студентов, если оно приобретено учебным заведением? Какова цена?
Профессора могут выбрать, чтобы их студенты приобрели подписку на Chem101 в качестве части платы за курс или оплатили лицензию на сайт, чтобы устранить расходы для студентов. В любом случае, курс Chem101 в настоящее время составляет 5 долларов США на одного студента на курс.
Как вы выбрали партнерские учреждения для пилотного исследования и за его пределами?
Это смесь обоих. Сначала я много пытался найти профессоров, желающих опробовать продукт, который никогда ранее не тестировался. Несмотря на то, что мы по-прежнему делаем это в достаточной мере, к нам сейчас обращаются профессора, потому что они слышали хорошие отзывы о продукте.
Есть ли планы по расширению до других предметов или других классов и уровней обучения?
Мы сосредоточимся на химии в ближайшем будущем, но с нетерпением ждем возможности обсудить другие темы STEM в ближайшее время.
