STEMi haridus - see on teadus, tehnoloogia, inseneriteadus ja matemaatika - pälvib selle olulisusele palju tähelepanu, eriti kuna töökohad STEM-i väljadel on üha kättesaadavamad ja vajalikud. Kuid interaktiivse keemiarakenduse Chem101 looja Justin Weinbergi sõnul leiavad tudengid isegi enne teaduse või tehnoloogiaga seotud karjääri alustamist, et STEM-õppeainete baasil toimuv loengusaali ja standardiseeritud testi õpetamise formaat oleks kohmakas ja inspireeriv.
Kui e-raamatud on sisenenud mõnesse klassiruumi, on STEM-õpe püsinud muutumatuna peaaegu seni, kuni aineid õpetatakse. Carnegie Melloni ülikooli doktorant Weinberg loodab oma interaktiivse rakendusega inspireerida uut tüüpi klassiruumis osalemist.
Tema esimene ainepõhine tööriist Chem101 võimaldab õpilastel suhelda juhendajaga reaalajas ja sellele reageerida ning saada automatiseeritud tagasisidet, mida kasutada hilisemates klassiruumis toimuvates aruteludes. Võtke teema, mis häirib paljusid esimese kursuse keemiaõpilasi: Lewise struktuurid. Lewise struktuurid, tuntud ka kui Lewise punktidiagrammid, on kahemõõtmelised joonised, mis näitavad, kuidas elemendi molekulid on ühendatud, samuti molekuli kuju. Loengu ajal saavad õpilased kasutada nende struktuuride joonistamiseks numbrit 101, mida õpetajad saavad seejärel vaadata, üle vaadata ja vajadusel parandada. Pärast eelmisel sügisel tehtud pilootuuringut kasutatakse rakendust paljudes USA suuremates ülikoolides palju soodsa tagasisidega.
Weinberg rääkis Smithsonian.com-iga oma visioonist muuta STEM-haridus passiivsest interaktiivseks protsessiks.
Kust sai idee 101 jaoks?
Paljud 101 ideed ja hüpoteesid põhinevad minu enda õpetamiskogemusel. Olen STEM-i vorme õpetanud ligi kümme aastat nii eraõpetaja kui ka ülikooli õppeassistendina Carnegie Mellonis, kus olen praegu keemiatehnoloogia doktorant. Ütlematagi selge, et olen olnud tunnistajaks võitlustele, mis nii paljudel üliõpilastel on, kui nad võtavad ülikoolis vastu matemaatika- ja loodusteaduste kursusi.
Tõeline inspiratsioon tuli siis, kui ma lõin koos keemiaõpperakenduse nimega Chem Pro, mille orgaaniline allalaadimine oli üle 500 000. See, et nii paljud tudengid otsisid abi väljaspool oma kursusi, pani mind mõistma, et STEM-kursuste õpetamise viis on põhimõtteliselt purustatud. Aja jooksul on see realiseerumine muutunud 101 missiooniks, milleks on muuta STEM-i loeng passiivsest õppimiskogemusest aktiivseks õppimiskogemuseks.
Justin Weinberg, ettevõtte 101 (101) asutaja ja tegevjuht Kuidas mõjutasid teie kogemused STEM-i õpilasena ja õpetajana rakenduse loomist ja kujundamist?
Chem101 kujundusele avaldas suurimat mõju turul olevad olemasolevad tooted, sest nad õpetasid meile, mida mitte teha. Tõde on see, et veebipõhised STEM-interaktiivsed materjalid, näiteks keemiliste struktuuride joonistamise moodulid, ei ole uued ja on tegelikult olemas olnud umbes 20 aastat. Kuid nendes interaktiivsetes ainetes on õpilaste jaoks sageli nii raske navigeerida ja frustreeriv, et need muudavad STEM-i mõistete mõistmise neile ainult keerukamaks. Seetõttu on meie eesmärk number üks muuta interaktiivsed tooted võimalikult hõlpsasti kasutatavaks. Haridustehnoloogia peaks muutma õpilaste edukamaks, mitte raskendama.
Miks alustada keemiast?
Lihtsalt sellepärast, et seda teab meie meeskond kõige paremini. Meie meeskonnast sõltumatult on keemia suurepärane lähtepunkt, kuna see on kurikuulus, põhjustades üliõpilaste pettumust ning suuri ebaõnnestumisi ja väljalangemise protsesse kolledžikursustel.
Milline on 101-d kasutavate õpilaste ja koolitajate kasutajakogemus?
Loengu keskel kasutab professor Chem101 abil ülesande loomist ühe või mitme sisseehitatud probleemiga ja surub selle siis võrgu kaudu välja kõigile tudengiseadmetele.
Õpilasi teavitatakse ülesandest tõuketeate kaudu. Nad avavad rakenduse Chem101 ja reageerivad probleemidele, viies oma seadmetes läbi toiminguid, näiteks keemiliste struktuuride joonistamine. Kui õpilased esitavad oma vastused, saavad nad vea korral isikupärastatud tagasiside koos võimalusega probleemi uuesti proovida.
Professor saab iga probleemi tulemused reaalajas. Chem101 annab professorile nii üliõpilaste arvu, kes täitsid probleemi õigesti, kui ka kolm levinumat viga. Seejärel saab professor kasutada neid tulemusi klassiarutelu edendamiseks tavaliste väärarvamuste teemal.
Kuidas õpilased ja haridustöötajad seni reageerivad?
Mõlema poole vastus on olnud uskumatu. Eelmisel sügisel piloteerisime Chem101 koos 2000 üliõpilasega 8 kolledžis ja ülikoolis, sealhulgas Carnegie Mellon, Columbia ülikool ja Cincinnati ülikool. Pärast pilooti ütles 40 protsenti õpilastest, et Chem101 kasutamine pani nad keemiat rohkem tundma, ja õpilased, kes õppisid Lewise struktuure Chem101 abil, esinesid kuni 200 protsenti paremini kui need, kes kasutasid traditsioonilisi õppevahendeid.
Kas rakendus on õpilastele tasuta, kui õppeasutus selle ostab? Milline on hinnakujundus?
Professorid saavad valida, kas nende õpilased ostavad kursuse tasuks Chem101 tellimuse või maksavad saidilitsentsi eest, et tudengikulud katta. Mõlemal juhul on Chem101 praegu 5 dollarit õpilase kohta kursuse kohta.
Kuidas valisite pilootuuringu jaoks ja sellest väljaspool partnerinstitutsioonid?
See on segu mõlemast. Alguses tegin palju jõupingutusi, et leida professoreid, kes oleksid valmis proovima toodet, mida pole kunagi varem katsetatud. Ehkki me teeme sellest endiselt palju, saadakse nüüd professorid meie poole, sest nad on toote kohta kuulnud häid asju.
Kas plaanite laieneda teistele ainetele või muudele klassidele ja õppetasanditele?
Keskendume lähitulevikus keemiale, kuid loodame peagi ka teistele STEM-i teemadele pihta saada.
