L'istruzione STEM - che è scienza, tecnologia, ingegneria e matematica - riceve molta attenzione per la sua importanza, soprattutto perché i lavori nei campi STEM sono sempre più disponibili e necessari. Ma Justin Weinberg, il creatore di un'app di chimica interattiva chiamata Chem101, afferma che anche prima di iniziare una carriera nel campo della scienza o della tecnologia, gli studenti spesso trovano la struttura di base delle lezioni e il test standardizzato per le materie STEM essere goffi e poco interessanti.
Mentre gli e-book sono entrati in alcune aule, le istruzioni STEM sono rimaste invariate per tutto il tempo in cui le materie sono state insegnate. Con la sua app interattiva, Weinberg, dottoranda alla Carnegie Mellon University, spera di ispirare un nuovo tipo di impegno in classe.
Chem101, il suo primo strumento specifico per argomento, consente agli studenti di interagire e rispondere a un istruttore in tempo reale e di ricevere feedback automatici da utilizzare nelle discussioni in classe successive. Prendi un argomento che infastidisce molti studenti di chimica del primo anno: le strutture di Lewis. Le strutture di Lewis, note anche come diagrammi a punti di Lewis, sono disegni bidimensionali che mostrano come sono collegate le molecole di un elemento, nonché la forma della molecola. Durante una lezione, gli studenti possono usare 101 per esercitarsi nel disegnare queste strutture, che gli educatori possono quindi visualizzare, rivedere e correggere se necessario. Dopo uno studio pilota lo scorso autunno, l'app viene utilizzata in diverse importanti università statunitensi con un feedback molto favorevole.
Weinberg ha parlato a Smithsonian.com della sua visione di trasformare l'educazione STEM da un processo passivo a uno interattivo.
Da dove è nata l'idea di 101?
Molte delle idee e ipotesi del 101 sono basate sulla mia esperienza di insegnamento. Ho insegnato forme di STEM per quasi un decennio sia come tutor privato che come assistente di insegnamento universitario presso Carnegie Mellon, dove attualmente sono dottorando in ingegneria chimica. Inutile dire che ho assistito alle lotte che hanno così tanti studenti quando frequentano corsi di matematica e scienze al college.
La vera ispirazione è nata da quando ho co-creato un'app di tutoraggio di chimica chiamata Chem Pro, che ha ottenuto organicamente oltre 500.000 download. Il fatto che così tanti studenti stessero cercando aiuto al di fuori dei loro corsi mi ha fatto capire che il modo in cui i corsi STEM vengono insegnati è fondamentalmente rotto. Nel corso del tempo, questa realizzazione si è trasformata nella missione di 101, che è quella di trasformare la lezione STEM da un'esperienza di apprendimento passivo a un'esperienza di apprendimento attivo.
Justin Weinberg, fondatore e CEO di 101 (101) In che modo la tua esperienza come studente e insegnante STEM ha influenzato la creazione e la progettazione di app?
La più grande influenza sul design di Chem101 in realtà proviene dai prodotti esistenti sul mercato, perché ci hanno insegnato cosa non fare. La verità è che gli interattivi STEM online, come i moduli per disegnare strutture chimiche, non sono nuovi e sono in circolazione da circa 20 anni. Tuttavia, queste interazioni sono spesso così difficili da navigare e frustranti da usare per gli studenti che rendono loro più difficile la comprensione dei concetti STEM. Ecco perché il nostro obiettivo numero uno è rendere le nostre interazioni il più facili da usare possibile. La tecnologia dell'istruzione dovrebbe rendere più probabile il successo degli studenti, non renderlo più difficile.
Perché iniziare con la chimica?
Semplicemente perché è ciò che il nostro team conosce meglio. Indipendentemente dal nostro team, la chimica è un ottimo punto di partenza perché è nota per causare frustrazione agli studenti e alti tassi di fallimento e abbandono nei corsi universitari.
Qual è l'esperienza utente per studenti ed educatori che usano 101?
Nel mezzo di una lezione, un professore utilizza Chem101 per creare un compito con uno o più problemi integrati e quindi lo espelle sulla rete a tutti i dispositivi degli studenti.
Gli studenti vengono informati del compito tramite una notifica push. Aprono l'app Chem101 e rispondono ai problemi completando le attività, come disegnare strutture chimiche, sui loro dispositivi. Quando gli studenti inviano le loro risposte, ricevono un feedback personalizzato in caso di errore, con la possibilità di riprovare il problema.
Il professore riceve i risultati di ogni problema in tempo reale. Chem101 fornisce al professore il numero di studenti che hanno completato correttamente il problema e quali sono i tre errori più comuni. Il professore può quindi utilizzare questi risultati per promuovere una discussione di classe su idee sbagliate comuni.
In che modo gli studenti e gli educatori stanno rispondendo finora?
La risposta di entrambe le parti è stata incredibile. Lo scorso autunno, abbiamo pilotato Chem101 con 2.000 studenti in 8 college e università, tra cui Carnegie Mellon, la Columbia University e l'Università di Cincinnati. Dopo il pilot, il 40 percento degli studenti ha affermato che l'uso di Chem101 li ha resi più interessati alla chimica e gli studenti che hanno imparato le strutture di Lewis usando Chem101 hanno ottenuto risultati migliori del 200 percento rispetto a quelli che hanno utilizzato strumenti di apprendimento tradizionali.
L'app è gratuita per gli studenti se acquistata dall'istituto? Com'è il prezzo?
I professori possono scegliere di fare in modo che i loro studenti acquistino un abbonamento a Chem101 come parte dei loro corsi o paghino una licenza del sito per rimuovere i costi degli studenti. Ad ogni modo, Chem101 è attualmente $ 5 per studente per corso.
Come hai selezionato le istituzioni partner per lo studio pilota e oltre?
È un mix di entrambi. All'inizio ho cercato di trovare professori disposti a provare un prodotto che non era mai stato testato prima. Mentre facciamo ancora una buona parte di questo, ora ci avviciniamo ai professori perché hanno sentito cose positive sul prodotto.
Hai intenzione di estenderti ad altre materie o ad altri livelli e livelli di apprendimento?
Ci concentreremo sulla chimica per il prossimo futuro, ma non vediamo l'ora di colpire presto altre materie STEM.
