Vzdelávanie STEM - to je veda, technológia, strojárstvo a matematika - dostáva veľkú pozornosť kvôli svojej dôležitosti, najmä preto, že pracovné miesta v odboroch STEM sú stále dostupnejšie a potrebné. Justin Weinberg, tvorca interaktívnej chemickej aplikácie s názvom Chem101, však tvrdí, že ešte pred začiatkom kariéry v oblasti vedy a techniky si študenti často myslia, že základná prednášková sála a štandardizovaný formát výučby pre predmety STEM sú neohrabané a nenáročné.
Kým elektronické knihy vstúpili do niektorých tried, výučba STEM zostala nezmenená takmer dovtedy, kým sa tieto predmety vyučovali. Weinberg, doktorand na Univerzite Carnegie Mellon University, dúfa svojou interaktívnou aplikáciou v inšpirovanie nového druhu zapojenia sa do výučby.
Chem101, jeho prvý nástroj zameraný na konkrétny predmet, umožňuje študentom komunikovať s inštruktorom v reálnom čase a reagovať na ne v reálnom čase a dostávať automatizovanú spätnú väzbu, ktorá sa používa v neskorších diskusiách v triede. Vezmite si tému, ktorá obťažuje veľa študentov prvého ročníka chémie: štruktúry Lewis. Lewisove štruktúry, tiež známe ako Lewisove bodové diagramy, sú dvojrozmerné kresby, ktoré ukazujú, ako sú molekuly v elemente spojené, ako aj tvar molekuly. Počas prednášky môžu študenti využiť 101 na nácvik kreslenia týchto štruktúr, ktoré môžu pedagógovia v prípade potreby zobraziť, skontrolovať a opraviť. Po minuloročnej pilotnej štúdii sa aplikácia používa na niekoľkých veľkých amerických univerzitách s veľmi priaznivou spätnou väzbou.
Weinberg hovoril s Smithsonian.com o jeho vízii transformácie STEM vzdelávania z pasívneho na interaktívny proces.
Kde vznikol nápad pre 101?
Mnohé z myšlienok a hypotéz v 101 sú založené na mojej vlastnej pedagogickej skúsenosti. Takmer desať rokov vyučujem formy STEM ako súkromný tútor a asistent univerzitného vyučovania v Carnegie Mellon, kde som v súčasnosti doktorandom chemického inžinierstva. Netreba dodávať, že som bol svedkom zápasov, ktoré má toľko študentov, keď sa zúčastňujú kurzov matematiky a prírodných vied na vysokej škole.
Skutočná inšpirácia prišla, keď som spoluvytvoril tútorskú aplikáciu chémie s názvom Chem Pro, ktorá organicky dosiahla viac ako 500 000 stiahnutí. Skutočnosť, že toľko študentov hľadalo pomoc mimo svojich kurzov, ma prinútila uvedomiť si, že spôsob výučby kurzov STEM je zásadne prerušený. V priebehu času sa táto realizácia zmenila na poslanie 101, ktorým je transformácia prednášky STEM z pasívneho vzdelávacieho zážitku na aktívny vzdelávací zážitok.
Justin Weinberg, zakladateľ a výkonný riaditeľ spoločnosti 101 (101) Ako ovplyvnili vaše skúsenosti študentov a učiteľov STEM tvorbu a navrhovanie aplikácií?
Najväčší vplyv na dizajn Chem101 v skutočnosti prišiel z existujúcich produktov na trhu, pretože nás učili, čo robiť. Pravda je, že interaktívne online systémy STEM, ako napríklad moduly na kreslenie chemických štruktúr, nie sú nové a skutočne existujú približne 20 rokov. Tieto interaktívne dokumenty sa však často pre študentov ťažko orientujú a frustrujú, a preto im len sťažujú pochopenie konceptov STEM. Z tohto dôvodu je naším cieľom číslo jedna, aby sa naše interaktíva čo najľahšie používali. Vzdelávacie technológie by mali zvýšiť pravdepodobnosť úspechu študentov, nie sťažiť ich.
Prečo začať s chémiou?
Jednoducho preto, že to je to, čo náš tím vie najlepšie. Nezávisle od nášho tímu, chémia je skvelým východiskovým bodom, pretože je známa tým, že spôsobuje frustráciu študentov a vysokú mieru neúspechov a neúspešných študentov na univerzitných kurzoch.
Aká je používateľská skúsenosť študentov a pedagógov používajúcich 101?
Uprostred prednášky profesor používa Chem101 na vytvorenie úlohy s jedným alebo viacerými zabudovanými problémami a potom ju vytlačí cez sieť na všetky študentské zariadenia.
Študenti sú informovaní o zadaní prostredníctvom oznámenia push. Otvoria aplikáciu Chem101 a reagujú na problémy dokončením aktivít, ako je napríklad kreslenie chemických štruktúr, na svojich zariadeniach. Keď študenti predložia svoje odpovede, dostanú prispôsobenú spätnú väzbu, ak urobia chybu, s možnosťou opakovania problému.
Profesor dostane výsledky každého problému v reálnom čase. Chem101 poskytuje profesorovi počet študentov, ktorí problém dokončili správne, ako aj to, čo sú tri najčastejšie chyby. Profesor potom môže použiť tieto výsledky na podporu diskusie v triede o bežných mylných predstavách.
Ako zatiaľ reagujú študenti a pedagógovia?
Reakcia oboch strán bola neuveriteľná. Vlani na jeseň sme pilotovali program Chem101 s 2 000 študentmi na 8 vysokých školách a univerzitách vrátane Carnegie Mellon, Columbia University a University of Cincinnati. Po pilotnom prieskume 40 percent študentov uviedlo, že pomocou programu Chem101 sa viac zaujímali o chémiu, a študenti, ktorí sa naučili štruktúry Lewis pomocou technológie Chem101, dosiahli až o 200 percent lepšie výsledky v porovnaní s tými, ktorí používali tradičné vzdelávacie nástroje.
Je aplikácia bezplatná pre študentov, ak ju kúpila inštitúcia? Aké sú ceny?
Profesori sa môžu rozhodnúť, že si ich študenti zakúpia predplatné na Chem101 ako súčasť svojich kurzových poplatkov alebo zaplatia za licenciu na web, aby sa odstránili náklady na študentov. V oboch prípadoch je v súčasnosti Chem101 5 dolárov na študenta za kurz.
Ako ste si vybrali partnerské inštitúcie pre pilotnú štúdiu a po nej?
Je to kombinácia oboch. Najprv som veľa oslovil, aby som našiel profesorov ochotných vyskúšať produkt, ktorý nikdy predtým nebol testovaný. Aj keď to stále robíme veľa, teraz nás oslovujú profesori, pretože o výrobku počuli dobré veci.
Máte v pláne rozšíriť sa na ďalšie predmety alebo iné stupne a úrovne vzdelávania?
Zameriame sa na chémiu v blízkej budúcnosti, ale tešíme sa, že čoskoro zasiahneme ďalšie predmety STEM.
