教學交流:技術與基於挑戰的學習

本文最初發表於2002年秋季期的CFT通訊，教學論壇。

德裏克·布魯夫

在本專欄中，我們將重點介紹整個校園的教學創新。在這一期中，我們采訪了範德比爾特大學與VaNTH工程研究中心有關的兩位教職員工。VaNTH ERC是由範德比爾特大學、西北大學、德克薩斯大學奧斯汀分校的生物工程和學習科學學院以及哈佛大學和麻省理工學院的健康科學與技術項目組織的一個中心，旨在開展生物工程教育技術的研究beplay登录网址手机端。有關VaNTH ERC的更多信息，請訪問該組織的網站．

Duco Jansen是工程學院生物醫學工程係的助理教授。他目前教授激光視力矯正的新生研討會和生物醫學光學的高級課程。

你與VaNTH的合作對你的教學有什麼影響?

接觸到VaNTH的學習科學人員真的改變了我的教學方式。作為一名在工程環境中工作的研究生，我沒有接觸到各種各樣的教學策略。學生在以問題為基礎的環境中學習，而不是在傳統的課堂環境中學習，這種想法改變了我的教學理念。現在，與其講授光如何在組織中移動，我可能會提出一個相關的醫學問題，然後問我的學生:“我們如何解決這個問題?”學生們頭腦風暴他們最初的想法，然後他們通過聽專家，閱讀論文或聽講座來研究問題。然後他們又回到同樣的問題上，我問他們:“你現在怎麼看?”還是有講課的地方。我並不是說我們應該完全放棄它。相反，“陳述時間”發生在真實問題的背景下。

你在課堂上使用什麼技術?

個人反應係統(PRS)是一個很適合這種探索過程的工具。這有點像“誰想成為百萬富翁?”在教室裏。我提出一個選擇題，每個學生用無線設備回答。這些信號被發送到教室前麵的電腦上，然後顯示一個條形圖，顯示答案的分布。學生們發現他們是否有正確的答案，我發現學生們是否掌握了概念。這個係統讓我在講課時更加專注。我不需要花時間在大家都懂的東西上。當班上一半的人回答錯誤時，我知道要回去說:“等一下。這裏少了點什麼。我必須回到過去。” It’s a much more targeted approach to teaching, and I think a much more efficient use of time. It certainly engages the students.

PRS的局限性在於它是一種被動交互。學生們選擇A、B、C或D，而不是產生他們自己的想法。有一個叫做VaNTH學生評估係統的項目就是為了克服這個限製而設計的。這是PRS考試，除了多項選擇題外，還能問簡答題和短文題。輸入設備是工程學院現在要求所有新生購買的筆記本電腦。

你的學生以什麼方式參與學習?

這是我如何使用這個係統的一個例子。我在給大一新生上激光視力矯正的工程學課程。在課程的第二天，我帶來了十個牛眼。我們正在學習激光視力矯正，所以學生們應該知道眼睛裏有什麼。在課堂結束時，在學生們解剖了牛的眼睛並識別了所有的結構之後，我要求他們按順序列出光必須通過的結構，以便在圖像形成之前到達眼睛的後部。學生們不是從一係列可能的序列中選擇一個序列，而是必須主動生成一個序列，他們必須自己知道術語。這是一個很好的例子，說明你可以使用更具互動性的、生成性的方法。

Stacy Klein是工程學院生物醫學工程係的兼職助理教授。她目前在範德比爾特大學教授一門新生心電圖研討會。她還在納什維爾大學學院教授數學、物理和生物醫學物理。

你與VaNTH的合作對你的教學有什麼影響?

我特別重視我從溫哥華理工學院學到的以挑戰為基礎的教學形式。它給了學習一個目的。學生們麵臨著挑戰。我剛剛在物理課上完成了這個挑戰:“你的祖母最近右臀部受傷了。她應該把手杖放在哪隻手上，為什麼?”它集中了我們整個主題。我喜歡我們總是可以回顧挑戰。我們在課堂上做的事情總是有原因的。他們這麼做不是因為我讓他們這麼做，而是因為他們擔心可憐的奶奶。我也喜歡以挑戰為基礎的教學，因為它從一個問題開始，然後緊接著讓學生們產生自己的想法，告訴我他們的想法來自哪裏，他們已經知道了什麼。 Sometimes they tell me things that are either wrong or not relevant, but it’s fun to watch them figure out that their ideas were wrong or not relevant. I think they take more ownership of it that way. They get more excited about it. We’ll spend several weeks on that one question, and it’s fun because they keep bringing up grandma in class. I find it much more motivating and much more interesting to teach that way. It’s definitely changed how I run my classroom.

你在課堂上使用什麼技術?

在我在大學學院教的生物醫學物理課和我在範德比爾特大學教的新生研討會上，學生們都要分析自己的心電圖。在範德比爾特，我們用LabJack把學生連接到我的電腦上，並獲取他們的心電圖數據。在高中階段，我們使用德州儀器的圖形計算器，因為我們所有的學生都已經擁有這些計算器了。我們有許多基於計算器的實驗室，允許學生將計算器連接到不同的傳感器，包括心電傳感器。學生們負責記錄自己的心電圖三次，然後進行數學分析，看看他們有多正常。

我在生物醫學物理課上有一個醫學成像模塊，放射科長期借給我一台超聲機。在這個模塊快結束的時候，我拿了一隻大火雞，在火雞裏插入了塞滿辣椒的橄欖作為腫瘤。學生們在課堂上使用超聲波機器進行針活檢，檢測橄欖的位置，並從每個橄欖中提取一塊物質。他們完全投入其中，表現得像個醫生。這是一種幽默，但他們從中得到了很多。這是本單元有趣的大結局。

你的學生以什麼方式參與學習?

如果你不能自己做心電圖，研究心電圖還有什麼意思?我認為這讓課堂更加注重實踐。而不是看著電腦，別人給你一個數據集，或者更糟的是，聽我講，他們自己拿數據，自己分析。它使它更真實。它給動覺型學習者一個去做、去感覺、去觸摸、去看的機會。它為學習增加了一個全新的維度。

VaNTH ERC的學習科學推力為該組織完成的課程和學習技術開發提供了許多基礎，包括Jansen和Klein教授提到的基於挑戰的學習方法。學習科學主旨的一個關鍵組成部分是人們如何學習框架，它綜合了關於人類學習以及如何加強和評估它的研究。有關VaNTH ERC的學習科學推力的更多信息，請訪問推力網站．