博林格林州立大學(xué)與歐文斯社區(qū)學(xué)院的教員正涉足新的領(lǐng)域，尋找適用于本科課堂的全新教學(xué)方法。
在Project SEA Change風(fēng)險基金的資助下，今年秋季學(xué)期這兩所學(xué)校將啟動8個項目，以提高STEAM學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。據(jù)了解，SEA Change是一個為期五年的項目，由美國國家基金會撥款300萬美元，博林格林州立大學(xué)的生物教授Moira van Staaden則負(fù)責(zé)項目的管理工作。
STEM教育在美國有著很大的需求，SEA Change項目致力于引進(jìn)關(guān)于STEM教育的全新思考方式，幫助本科生正確地邁出人生第一步，鼓勵他們增強(qiáng)實踐能力。之前美國國家基金會曾資助一個為期五年的SET GO項目，該項目由博林格林州立大學(xué)生物學(xué)教授van Staaden與歐文斯社區(qū)學(xué)院共同管理，取得了不錯的實踐成果。SEA Change則借鑒了SETGO項目的一些經(jīng)驗。
“考慮到這個項目對老師們的要求比較高，風(fēng)險基金將為老師提供時間、技術(shù)以及其他資源的支持，保障他們能夠按照STEM學(xué)科和自身的教學(xué)風(fēng)格與研究興趣，設(shè)計與開發(fā)更具個性化的課程。”van Staaden教授如是說。
一
博林格林州立大學(xué)的物理講師Eric Mandell是個游戲控，對他來說，這筆基金為他開發(fā)電子游戲提供了一定的支持。
“我喜歡桌面游戲、角色扮演、策略類游戲等等，因此開發(fā)電子游戲?qū)ξ襾碚f是自然而然的一件事情。”Mandell表示，“學(xué)習(xí)STEM本科課程的大多數(shù)學(xué)生都不是物理專業(yè)的，讓他們學(xué)習(xí)這些會是一個挑戰(zhàn)。”沒有基礎(chǔ)的學(xué)生讀起物理教材來并不容易，因為這跟讀小說完全不是一回事。
Mandell認(rèn)為游戲是讓學(xué)生了解課程內(nèi)容的一種形式，是一種基于故事的學(xué)習(xí)方式。當(dāng)他們在故事中學(xué)習(xí)物理定律的同時，也會學(xué)到游戲中與角色相關(guān)的信息，有助于他們理解物理概念和一些基本問題。”
Mandell會和他的研究生助理Michael Greene一起創(chuàng)建游戲框架，重新設(shè)計課程的大綱。他們計劃在今年秋季，向?qū)W生介紹游戲測試版第一章的內(nèi)容。
“這個游戲不會大幅度改變課堂上的內(nèi)容，學(xué)生更多的時間需要花在課外。”Mandell表示，“游戲就是學(xué)生的家庭作業(yè)，課下學(xué)生玩游戲并思考問題，回來之后通過課堂活動幫助他們理解新的知識。”
二
Jadwiga Carlson是博林格林州立大學(xué)計算機(jī)科學(xué)專業(yè)的一名教授，在她的秋季編程概論課上，學(xué)生需要設(shè)計機(jī)械鏟車來完成簡單的任務(wù)。與Mandell的物理課相似， Jadwiga Carlson的學(xué)生也通過實操的形式來學(xué)習(xí)知識。
據(jù)介紹，機(jī)械鏟車是用樂高積木做的，學(xué)生對此非常熟知，這會消除學(xué)生學(xué)習(xí)編程時的焦慮感。通過操控機(jī)器人移動來完成任務(wù)，學(xué)生們會有一種成功的喜悅感。
雖然這些鏟車看起來和普通的積木沒什么差別，但實際上，它們設(shè)計的非常精密。“‘積木‘本身便是‘大腦’，”Carlson女士說到，“通過編程，我們可以讓它辨認(rèn)背景顏色與光線、說話、識別物體并進(jìn)行歸類。與自動駕駛汽車一樣，機(jī)械鏟車也安裝了傳感器，能與其他物體保持一定的距離，避免撞擊。”
在課程的前三周，Carlson將教授C語言編程，學(xué)生使用C語言讓樂高M(jìn)indstorms EV3機(jī)器人執(zhí)行特定的命令。Carlson目前擁有17個搬運(yùn)機(jī)器人，學(xué)生通過兩人一組或三人一組的形式學(xué)習(xí)編程，操控機(jī)器人，實驗結(jié)束的時候，學(xué)生會思考并討論這節(jié)課的收獲，從而學(xué)會舉一反三。從學(xué)生們的反饋來看，這種學(xué)習(xí)方式是非常有效的。
博林格林州立大學(xué)的8個項目中，還涉及化學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、環(huán)境研究與數(shù)學(xué)等等學(xué)科。這一系列的項目讓STEM教員在教學(xué)過程中不斷創(chuàng)新，為學(xué)生帶來不一樣的學(xué)習(xí)方式，達(dá)到了很好的效果。
van Staaden教授很高興看到這樣的成果，“我們的教學(xué)方法在不斷發(fā)展。沒有一種教學(xué)法是適合所有人、適合各種場景的。STEM教員在進(jìn)行各種各樣有趣的嘗試。”
