Izobraževanje STEM - to je znanost, tehnologija, inženiring in matematika - posveča veliko pozornosti njegovemu pomenu, zlasti ker so delovna mesta na področjih STEM vedno bolj dostopna in potrebna. Toda Justin Weinberg, ustvarjalec interaktivne kemijske aplikacije, imenovane Chem101, pravi, da študenti še preden začnejo kariero na področju znanosti ali tehnologije pogosto ugotovijo, da je osnovna predavalnica in standardizirani testni oblik poučevanja predmetov STEM neroden in nenavaden.
Medtem ko so e-knjige vstopale v nekatere učilnice, je pouk STEM ostal nespremenjen skoraj toliko časa, ko so se predmeti učili. Weinberg, doktorski doktorat na univerzi Carnegie Mellon, s svojo interaktivno aplikacijo upa, da bo navdihnil za novo vrsto ukvarjanja v učilnici.
Chem101, njegovo prvo predmetno specifično orodje, omogoča učencem, da v realnem času komunicirajo z inštruktorjem in se odzovejo nanj ter dobijo avtomatizirane povratne informacije, ki jih lahko uporabijo v poznejših razpravah v učilnici. Vzemite temo, ki vznemirja veliko prvošolcev: Lewisove strukture. Lewisove strukture, znane tudi kot Lewisovi diagrami s pikami, so dvodimenzionalne risbe, ki prikazujejo, kako se molekule v elementu povezujejo, pa tudi obliko molekule. Med predavanjem lahko študentje 101 uporabijo za vadbo risb teh struktur, ki si jih lahko vzgojitelji po potrebi ogledajo, pregledajo in popravijo. Po pilotski študiji lanske jeseni se aplikacija uporablja na več velikih ameriških univerzah z veliko ugodnimi povratnimi informacijami.
Weinberg se je za Smithsonian.com pogovarjal o svoji viziji preoblikovanja STEM izobraževanja iz pasivnega v interaktivni proces.
Od kod ideja za 101?
Mnoge ideje in hipoteze iz leta 101 temeljijo na mojih lastnih učnih izkušnjah. Skoraj desetletje predavam oblike STEM kot zasebni mentor in univerzitetni asistent pri Carnegie Mellon, kjer sem trenutno doktorat iz kemijskega inženirstva. Ni treba posebej poudarjati, da sem bil priča težavam, ki jih ima toliko študentov, ko obiskujejo matematične in naravoslovne tečaje.
Pravi navdih je prišel, ko sem soustvaril aplikacijo za poučevanje kemije, imenovano Chem Pro, ki je dosegla več kot 500.000 prenosov na organski način. Dejstvo, da je toliko študentov iskalo pomoč izven svojih tečajev, me je spoznal, da je način poučevanja STEM v bistvu zlomljen. Sčasoma se je to spoznanje spremenilo v poslanstvo 101, to je predavanje STEM iz pasivne učne izkušnje v aktivno učno izkušnjo.
Justin Weinberg, ustanovitelj in izvršni direktor pri 101 (101) Kako so vaše izkušnje študentov in učiteljev STEM vplivale na oblikovanje in oblikovanje aplikacij?
Največji vpliv na oblikovanje Chem101 je pravzaprav prišel iz obstoječih izdelkov na trgu, saj so nas učili, kaj ne. Resnica je, da spletni interaktivni STEM, kot so moduli za risanje kemičnih struktur, niso novi in dejansko obstajajo že približno 20 let. Vendar so te interaktive za študente pogosto tako težko krmariti in jih frustrirajo, da jim le tako otežujejo razumevanje konceptov STEM. Zato je naš cilj številka ena čim bolj preprost za uporabo. Izobraževalna tehnologija bi morala študentom narediti boljši uspeh, ne pa oteževati.
Zakaj začeti s kemijo?
Preprosto zato, ker to naša ekipa najbolje ve. Ne glede na našo ekipo je kemija odlično izhodišče, saj je razvpita, ker povzroča frustracije študentov in veliko odpovedi in osipa na tečajih.
Kakšna je uporabniška izkušnja učencev in učiteljev, ki uporabljajo 101?
Profesor sredi predavanja s Chem101 ustvari nalogo z eno ali več vgrajenimi težavami, nato pa jo po omrežju potisne na vse študentske naprave.
Študenti so o nalogi obveščeni s potisnim obvestilom. Odprejo aplikacijo Chem101 in se na težave odzovejo tako, da na svojih napravah opravijo dejavnosti, na primer risanje kemičnih struktur. Ko študenti predložijo svoje odgovore, dobijo prilagojene povratne informacije, če se zmotijo, z možnostjo, da ponovno poskusijo težavo.
Profesor prejme rezultate vsake težave v realnem času. Chem101 predava profesorju število študentov, ki so težavo pravilno opravili, pa tudi tri najpogostejše napake. Profesor lahko nato te rezultate uporabi za spodbujanje razprav v razredu o pogostih napačnih predstavah.
Kako se do zdaj odzivajo dijaki in vzgojitelji?
Odziv obeh strani je bil neverjeten. Lani jeseni smo na Chem101 pilotirali z 2000 študenti na 8 šolah in univerzah, vključno s Carnegie Mellon, univerzo Columbia in univerzo v Cincinnatiju. Po pilotu je 40 odstotkov študentov povedalo, da jih je uporaba kemije bolj zanimala kemijo, študenti, ki so se Lewisove strukture naučili z uporabo Chem101, pa so bili do 200 odstotkov boljši v primerjavi s tistimi, ki uporabljajo tradicionalna učna orodja.
Ali je aplikacija brezplačna za študente, če jo kupi ustanova? Kakšna je cena?
Profesorji se lahko odločijo, da bodo njihovi študentje kupili naročnino na Chem101 kot del stroškov za tečaj ali plačali licenco za spletno mesto, da bi odstranili študentske stroške. Kakor koli že, Chem101 trenutno znaša 5 USD na študenta na tečaj.
Kako ste izbrali partnerske institucije za pilotni študij in naprej?
To je mešanica obeh. Sprva sem veliko posegel po tem, da sem našel profesorje, ki bi radi preizkusili izdelek, ki še nikoli ni bil preizkušen. Medtem ko to še vedno počnemo v dobri količini, se nam zdaj približujejo profesorji, ker so slišali dobre stvari o izdelku.
Ali nameravate razširiti na druge predmete ali druge stopnje razredov in učenja?
V kratkem se bomo osredotočili na kemijo, vendar se veselimo, da bomo kmalu posegli po drugih temah STEM.
