STEM-uddannelse - det er videnskab, teknologi, teknik og matematik - får en masse opmærksomhed for dens betydning, især da job inden for STEM-felter bliver stadig mere tilgængelige og nødvendige. Men Justin Weinberg, skaberen af en interaktiv kemi-app kaldet Chem101, siger, at selv før de starter en karriere inden for videnskab eller teknologi, finder studerende ofte den grundlæggende forelæsningssal og det standardiserede testundervisningsformat for STEM-fag at være klodset og uinspirerende.
Mens e-bøger er kommet ind i nogle klasseværelser, er STEM-instruktionen uændret næsten så længe som fagene er blevet undervist. Med sin interaktive app håber Weinberg, en ph.d.-kandidat ved Carnegie Mellon University, at inspirere til en ny form for engagement i klasseværelset.
Chem101, hans første fagspecifikke værktøj, giver studerende mulighed for at interagere med og svare på en instruktør i realtid og modtage automatiseret feedback, der kan bruges i senere klassesamtaler. Tag et emne, der irriterer mange førsteårs kemi-studerende: Lewis-strukturer. Lewis-strukturer, også kendt som Lewis-dotdiagrammer, er to-dimensionelle tegninger, der viser, hvordan molekyler i et element er forbundet, såvel som molekylets form. Under et foredrag kan eleverne bruge 101 til at øve sig på at tegne disse strukturer, som undervisere derefter kan se, gennemgå og korrigere om nødvendigt. Efter en pilotundersøgelse sidste efterår bruges appen ved flere store amerikanske universiteter med meget gunstig feedback.
Weinberg talte med Smithsonian.com om sin vision om at omdanne STEM-uddannelse fra en passiv til en interaktiv proces.
Hvor stammer idéen til 101?
Mange af ideerne og hypotesen i 101 er baseret på min egen undervisningserfaring. Jeg har undervist i former for STEM i næsten et årti som både privatlærer og universitetslærerassistent på Carnegie Mellon, hvor jeg i øjeblikket er ph.d.-kandidat i kemiteknik. Naturligvis har jeg været vidne til de kæmper, som så mange studerende har, når de tager matematik- og naturfagskurser på college.
Den ægte inspiration kom fra, da jeg medoprettede en kemiundervisningsapp kaldet Chem Pro, som opnåede over 500.000 downloads organisk. Det faktum, at så mange studerende søgte hjælp uden for deres kurser, fik mig til at indse, at den måde, STEM-kurser undervises på, er grundlæggende brudt. Over tid har denne erkendelse omdannet til 101's mission, som er at omdanne STEM-forelæsningen fra en passiv læringsoplevelse til en aktiv læringsoplevelse.
Justin Weinberg, grundlægger og CEO på 101 (101) Hvordan havde din oplevelse som STEM-studerende og lærer indflydelse på appopbygning og -design?
Den største indflydelse på Chem101s design kom faktisk fra de eksisterende produkter på markedet, fordi de lærte os, hvad vi ikke skulle gøre. Sandheden er, at online STEM-interaktiver, såsom moduler til tegning af kemiske strukturer, ikke er nye og faktisk har eksisteret i cirka 20 år. Imidlertid er disse interaktiver ofte så svære at navigere og frustrerende at bruge til studerende, at de kun gør det vanskeligere for dem at forstå STEM-koncepter. Derfor er vores vigtigste mål at gøre vores interaktive så let at bruge som muligt. Uddannelsesteknologi bør gøre det mere sandsynligt for studerende at få succes, ikke gøre det vanskeligere.
Hvorfor starte med kemi?
Simpelthen fordi det er det, vores team ved bedst. Uafhængigt af vores team er kemi et godt udgangspunkt, fordi det er berygtet for at forårsage studerendes frustration og høje fiaskoer og frafald på universitetskurser.
Hvad er brugeroplevelsen for studerende og undervisere, der bruger 101?
Midt i et foredrag bruger en professor Chem101 til at oprette en opgave med et eller flere indbyggede problemer og skubber det derefter ud over netværket til alle studerende enheder.
Studerende får besked om tildelingen via en push-anmeldelse. De åbner Chem101-appen og reagerer på problemerne ved at afslutte aktiviteterne, såsom tegning af kemiske strukturer, på deres enheder. Når studerende indsender deres svar, modtager de personlig feedback, hvis de laver en fejl, med mulighed for at prøve igen.
Professoren modtager resultaterne af hvert problem i realtid. Chem101 giver professoren antallet af studerende, der har afsluttet problemet korrekt, samt hvad de tre mest almindelige fejl er. Professor kan derefter bruge disse resultater til at fremme en klassediskussion om almindelige misforståelser.
Hvordan reagerer studerende og undervisere indtil videre?
Reaktionen fra begge sider har været utrolig. Sidste efterår piloterede vi Chem101 med 2.000 studerende på tværs af 8 colleges og universiteter, inklusive Carnegie Mellon, Columbia University og University of Cincinnati. Efter piloten sagde 40 procent af de studerende, at brug af Chem101 gjorde dem mere interesserede i kemi, og studerende, der lærte Lewis-strukturer ved hjælp af Chem101, presterede op til 200 procent bedre sammenlignet med dem, der brugte traditionelle læringsværktøjer.
Er appen gratis for studerende, hvis den købes af institutionen? Hvordan ser priserne ud?
Professorerne kan vælge at få deres studerende til at købe et abonnement på Chem101 som en del af deres kursusgebyrer eller betale for en site-licens for at fjerne studerendes omkostninger. Uanset hvad er Chem101 i øjeblikket $ 5 pr. Studerende pr. Kursus.
Hvordan valgte du partnerinstitutioner til pilotundersøgelsen og videre?
Det er en blanding af begge dele. Til at begynde med nåede jeg meget for at finde professorer, der var villige til at prøve et produkt, der aldrig var blevet testet før. Mens vi stadig gør en god mængde af det, får vi nu professorer, der nærmer os, fordi de har hørt gode ting om produktet.
Har du planer om at udvide til andre fag eller andre kvalitets- og læringsniveauer?
Vi vil være fokuseret på kemi i den nærmeste fremtid, men ser frem til at ramme andre STEM-emner snart.
