Die MINT-Ausbildung - das sind Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik - findet aufgrund ihrer Bedeutung große Beachtung, zumal Arbeitsplätze in MINT-Bereichen immer verfügbarer und notwendiger werden. Doch Justin Weinberg, der Erfinder einer interaktiven Chemie-App namens Chem101, sagt, dass Studierende den Hörsaal und das standardisierte Prüfungslehrformat für MINT-Fächer oft als klobig und langweilig empfinden, bevor sie eine Karriere in Naturwissenschaften oder Technik beginnen.
Während E-Books in einigen Klassenräumen eingeführt wurden, blieb der MINT-Unterricht fast so lange unverändert, wie die Fächer unterrichtet wurden. Weinberg, Doktorand an der Carnegie Mellon University, hofft, mit seiner interaktiven App eine neue Art des Unterrichts zu inspirieren.
Chem101, sein erstes fachspezifisches Tool, ermöglicht es den Schülern, in Echtzeit mit einem Kursleiter zu interagieren und auf diesen zu reagieren. Außerdem erhalten sie ein automatisiertes Feedback, das sie in späteren Diskussionen im Klassenzimmer verwenden können. Nehmen Sie ein Thema, das viele Chemiestudenten im ersten Studienjahr stört: Lewis-Strukturen. Lewis-Strukturen, auch als Lewis-Punktdiagramme bekannt, sind zweidimensionale Zeichnungen, die zeigen, wie Moleküle in einem Element verbunden sind und wie das Molekül geformt ist. Während einer Vorlesung können die Schüler mit 101 das Zeichnen dieser Strukturen üben, die dann von den Pädagogen angezeigt, überprüft und bei Bedarf korrigiert werden können. Nach einer Pilotstudie im vergangenen Herbst wird die App an mehreren großen US-Universitäten mit viel positivem Feedback eingesetzt.
Weinberg sprach mit Smithsonian.com über seine Vision, die STEM-Ausbildung von einem passiven in einen interaktiven Prozess umzuwandeln.
Woher stammt die Idee für 101?
Viele der Ideen und Hypothesen in 101 basieren auf meiner eigenen Unterrichtserfahrung. Ich unterrichte seit fast einem Jahrzehnt Formen des MINT als Privatlehrer und Universitätslehrassistent bei Carnegie Mellon, wo ich derzeit als Doktorand in Chemieingenieurwesen promoviere. Unnötig zu erwähnen, dass ich die Kämpfe miterlebt habe, die so viele Studenten haben, wenn sie Mathematik- und Naturwissenschaftenkurse am College belegen.
Die wirkliche Inspiration kam von der Co-Erstellung einer Chemie-Tutoring-App namens Chem Pro, mit der über 500.000 Downloads organisch erzielt wurden. Die Tatsache, dass so viele Studenten außerhalb ihrer Kurse Hilfe suchten, ließ mich erkennen, dass die Art und Weise, wie MINT-Kurse unterrichtet werden, grundlegend gebrochen ist. Im Laufe der Zeit hat sich diese Erkenntnis in die Mission von 101 verwandelt, die darin besteht, die MINT-Vorlesung von einer passiven Lernerfahrung in eine aktive Lernerfahrung umzuwandeln.
Justin Weinberg, Gründer und CEO bei 101 (101) Wie haben Ihre Erfahrungen als STEM-Schüler und -Lehrer die Erstellung und das Design der App beeinflusst?
Der größte Einfluss auf das Design von Chem101 kam von den vorhandenen Produkten auf dem Markt, weil sie uns lehrten, was wir nicht tun sollten. Die Wahrheit ist, dass Online-STEM-Interaktionen, wie Module zum Zeichnen chemischer Strukturen, nicht neu sind und es sie bereits seit ungefähr 20 Jahren gibt. Diese interaktiven Funktionen sind jedoch für Schüler oft so schwer zu navigieren und frustrierend, dass sie das Verständnis von MINT-Konzepten nur erschweren. Deshalb ist es unser oberstes Ziel, unsere interaktiven Funktionen so benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten. Die Bildungstechnologie sollte es den Schülern wahrscheinlicher machen, erfolgreich zu sein, und nicht schwieriger machen.
Warum mit Chemie anfangen?
Einfach weil es das ist, was unser Team am besten kennt. Unabhängig von unserem Team ist die Chemie ein guter Ausgangspunkt, da sie bekanntermaßen bei Studenten Frustrationen und hohe Misserfolgs- und Abbruchquoten in Universitätskursen hervorruft.
Was ist die Benutzererfahrung für Schüler und Pädagogen, die 101 verwenden?
In der Mitte einer Vorlesung erstellt ein Professor mithilfe von Chem101 eine Aufgabe mit einem oder mehreren integrierten Problemen und überträgt sie dann über das Netzwerk an alle Schülergeräte.
Die Schüler werden über eine Push-Benachrichtigung über die Aufgabe informiert. Sie öffnen die Chem101-App und reagieren auf die Probleme, indem sie Aktivitäten wie das Zeichnen chemischer Strukturen auf ihren Geräten ausführen. Wenn Schüler ihre Antworten einreichen, erhalten sie ein personalisiertes Feedback, wenn sie einen Fehler machen, mit der Option, das Problem erneut zu versuchen.
Der Professor erhält die Ergebnisse jedes Problems in Echtzeit. Chem101 gibt dem Professor die Anzahl der Studenten an, die das Problem korrekt gelöst haben, sowie die drei häufigsten Fehler. Der Professor kann diese Ergebnisse dann verwenden, um eine Klassendiskussion über häufige Missverständnisse zu fördern.
Wie reagieren Schüler und Pädagogen bisher?
Die Resonanz von beiden Seiten war unglaublich. Im vergangenen Herbst haben wir Chem101 mit 2.000 Studenten an 8 Colleges und Universitäten getestet, darunter Carnegie Mellon, die Columbia University und die University of Cincinnati. Nach dem Pilotversuch gaben 40 Prozent der Schüler an, dass sie sich mehr für Chemie interessieren, und Schüler, die Lewis-Strukturen mit Chem101 gelernt haben, schnitten bis zu 200 Prozent besser ab als diejenigen, die herkömmliche Lernwerkzeuge verwendeten.
Ist die App für Studierende kostenlos, wenn sie von der Institution gekauft wurde? Wie ist die Preisgestaltung?
Professoren können sich dafür entscheiden, dass ihre Studenten ein Abonnement für Chem101 als Teil ihrer Kursgebühren erwerben oder eine Standortlizenz bezahlen, um die Studentenkosten zu beseitigen. In beiden Fällen kostet Chem101 derzeit 5 USD pro Schüler und Kurs.
Wie haben Sie Partnerinstitutionen für die Pilotstudie und darüber hinaus ausgewählt?
Es ist eine Mischung aus beidem. Zuerst habe ich mich sehr bemüht, Professoren zu finden, die bereit waren, ein Produkt auszuprobieren, das noch nie zuvor getestet worden war. Während wir noch eine Menge davon tun, kommen jetzt Professoren auf uns zu, weil sie gute Dinge über das Produkt gehört haben.
Gibt es Pläne, auf andere Fächer oder andere Klassen- und Lernstufen auszuweiten?
Wir werden uns in naher Zukunft auf die Chemie konzentrieren, freuen uns aber darauf, bald weitere MINT-Themen anzusprechen.
