تجديد علوم الحياة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس بطريقة تدريس الرياضيات. هل هو مثال يجب على الآخرين اتباعه؟

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

منذ حوالي 10 سنوات ، تلقى آلان جارفينكل ، الأستاذ في قسم علوم الحياة بجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، مكالمة. كان من عميده ، الذي قال إن القسم قد تفقد دورة حساب التفاضل والتكامل للطلاب الجدد ، "حساب التفاضل والتكامل لعلوم الحياة".

لم تكن نتائج المراجعة الداخلية كبيرة جدًا ، مما يدل على أن الفصل كان "بلا قيمة على الإطلاق" ، كما يقول جارفينكل. لا يحظى الفصل بشعبية بين الطلاب ، ولا يبدو أن الفصل يعدهم للعمل في مجال العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. وبدا أن الفصل يستبعد النساء والأقليات من التقدم في القسم.

بدأ هذا الاستدعاء عملية استمرت سنوات لإعادة صياغة كيفية تدريس الرياضيات في قسم علوم الحياة بالجامعة. أدى هذا في النهاية إلى دورة رياضيات تمهيدية جديدة في علوم الحياة ، الرياضيات لعلوم الحياة (سلسلة LS 30).

أصبحت حاجة طلاب علم الأحياء لفهم مفاهيم الرياضيات مهمة بشكل متزايد ، خاصة مع الثورة الرقمية التي تجتاح العلوم. لكن أساتذة جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس شعروا أن منهج الرياضيات التقليدي لم يكن ملهمًا للطلاب وأن الفصول الدراسية تقدم أمثلة قليلة مفيدة من علم الأحياء الفعلي ، وفقًا لعرض تقديمي أعده أعضاء من الجامعة راجعه EdSurge. يبدو أن طرق التدريس القديمة تترك الطلاب دون فهم لأهمية الرياضيات في المجال الذي يختارونه.

بدأ القسم تدريس سلسلة الرياضيات الجديدة لعلوم الحياة في عام 2013 ، في دورة تجريبية مع حوالي 20 طالبًا. يقول بلير فان فالكنبرج ، الذي كان في ذلك الوقت عميدًا مشاركًا للقسم وكان يقود جهود الإصلاح ، كان على الكلية التغلب على العقبات التي تحول دون الوصول إلى هناك ، بما في ذلك عدم وجود كتاب مدرسي رسمي والشكوك الأولية من الزملاء في قسم الرياضيات.

لكن في النهاية ، كادت النتائج أن تجعل من الاعتقاد شائعاً ، بحسب من كانوا في الكلية.

بشكل رئيسي ، يبدو أن الطلاب يقدرون هذا الجهد ، وقد أظهر LS 30 نموًا ثابتًا على مدار السنوات الخمس الماضية ، وفقًا للأرقام الواردة في دراسة نُشر في فبراير 2022. اليوم ، يقدر Garfinkel أنه يتم تدريسه لحوالي 2,000 طالب سنويًا في جامعة عامة كبيرة. يضيف فان فالكنبرج أن الطلاب صوتوا بأقدامهم.

أعجب قسم الرياضيات برد فعل الطلاب على الدورة التدريبية الجديدة ، لا سيما نوع مراجعات الطلاب المتوهجة "التي لم نحصل عليها في دورات الرياضيات العادية" ، كما يقول دون بلاسيوس ، أستاذ الرياضيات بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس ولديه معرفة بعلوم الحياة تجديد الرياضيات.

ووفقًا للدراسة ، فإن الكثير من هؤلاء الطلاب هم أشخاص ربما لم يلتصقوا بها في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. تدعي هذه الأرقام أنه باستخدام الأرقام المتاحة عند النشر ، فإن 72 بالمائة من الطلاب المسجلين في الفصل هم من الإناث ، مع 31 بالمائة من خلفيات محرومة اجتماعيًا واقتصاديًا و 32 بالمائة من مجموعات غير ممثلة جيدًا في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.

عائق أمام العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات؟

بالنسبة إلى Garfinkel ، يمثل التغيير مثالًا ناجحًا لإصلاح منهج الرياضيات ، وهو مثال رفع حاجزًا أمام وظائف العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) وترسيخ تدريس الرياضيات في أمثلة عملية.

على الرغم من أن مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات قد شهدت بعض التقدم في السنوات الأخيرة ، إلا أن العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات لا تزال غير متنوعة نسبيًا. أرقام من مركز بيو للأبحاث تشير إلى أن العمال والطلاب من ذوي الأصول الأسبانية ناقص التمثيل إلى حد كبير في مهن وبرامج تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. وبينما تشكل النساء غالبية العاملين في الوظائف المتعلقة بالصحة ، اعتبارًا من العام الماضي ، فإنهم أقل حضورًا في العلوم الفيزيائية أو ، على سبيل المثال ، الهندسة. في المسار الحالي ، يجادل باحثو مركز بيو بأنه من غير المرجح أن يؤدي التحصيل في درجة العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات إلى تغيير هذا.

يرغب العديد من القادة في هذا المجال في تغيير هذه الإحصائيات. تم دعم جهود جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، جزئيًا ، بمنحة من مؤسسة العلوم الوطنية ، وفقًا للوثائق المقدمة إلى EdSurge من قبل أعضاء الفريق الذي قاد عملية الإصلاح.

جزئيًا على الأقل ، يُعزى نجاح برنامج UCLA إلى حقيقة أنه قطع متطلبات حساب التفاضل والتكامل في القسم ، والتي يصفها مؤيدو دورة LS 30 بأنها تدابير "التخلص من".

الدورات الدراسية التقليدية لحساب التفاضل والتكامل ، بالنسبة لأشخاص مثل Garfinkel ، عفا عليها الزمن تمامًا. يتعلق الأمر بحفظ الصيغ واستخدام تقنيات الورق والقلم التي لم تكن ، من وجهة نظره ، رائدة في هذا القرن. ويقول إنه عامل كبير يدفع الأقليات والنساء للخروج من العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ، لأنهم ربما كانت لديهم خبرة أقل في الرياضيات التقليدية قبل الالتحاق بالجامعة.

بدلاً من ذلك ، ركز LS 30 على النمذجة التي تستند إلى أمثلة بيولوجية - مثل فهم ديناميكيات ردود الفعل لمجموعات أسماك القرش والتونة. لا يفترض أي خلفية في حساب التفاضل والتكامل ويحد من تدريسه لمفاهيم البرمجة والرياضيات الضرورية للنمذجة العملية.

في نهاية المطاف ، يجادل فان فالكنبرج ، يبدو أن البرنامج الجديد قد غرس الثقة في نفوس الطلاب بشأن مهاراتهم الكمية ، بالإضافة إلى تحفيزهم على اكتساب تلك المهارات من خلال وضع الدروس الأساسية في المشكلات التي اهتموا بحلها. باختصار ، لقد ساعد أيضًا في الإجابة عن السؤال الشائع "لماذا يكلف نفسه عناء تعلم هذا؟" سؤال.

يعكس فان فالكنبرج ، الذي تقاعد مؤخرًا ، أن تطوير الدورة التدريبية كان "على الأرجح أهم شيء [غير أكاديمي] قمت به".

تغيير حساب التفاضل والتكامل

أعرب عدد من الجامعات الأخرى عن اهتمامها باتباع تقدم جامعة كاليفورنيا ، وفقًا لغارفينكل. وجامعة أريزونا ، توكسون ، وهي مدرسة عامة أخرى ، تدرس الآن نسخة من LS 30.

لكن في النهاية ، ثبت أن التغيير في كيفية تدريس الرياضيات بطيء.

يقول جارفينكل إن المدارس الثانوية بشكل عام تبدو مترددة في التغيير ، بسبب متطلبات الالتحاق بالكلية. وفي الوقت نفسه ، تشير الكليات إلى حساب التفاضل والتكامل AP الذي يتم تدريسه للمدارس الثانوية لشرح سبب عدم تغيير دورات حساب التفاضل والتكامل للطلاب الجدد.

ويضيف غارفينكل: "لذلك نعتقد أننا يجب أن نصل إلى كلا المستويين في وقت واحد".

لتحقيق هذه الغاية ، يعمل مع بريندان كيلي ، مدير الرياضيات التمهيدية في جامعة هارفارد ، لتقديم دورة مماثلة لطلاب المدارس الثانوية هذا العام في برنامج المدرسة الصيفية بجامعة هارفارد ، وهي سلسلة مدتها أسبوعين للطلاب للتعرف على التعليم العالي. . لكنه يقول إنه من غير الواضح مقدار التمويل الذي سيتمكنون من الحصول عليه للبرنامج.

عامل آخر؟ لا يتفق الجميع مع تغيير طريقة تدريس الرياضيات رأساً على عقب. يتم لعب الخلاف حول هذا الأمر علنًا مثل مجلس التعليم في كاليفورنيا يعيد تقييم إطار رياضيات التعليم الأساسي والثانوي في الولاية.

أثناء الإشادة بدورة LS 30 لإشراك الطلاب في الرياضيات ، يشير ماريو بونك ، الرئيس الحالي لقسم الرياضيات في جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، إلى أن لديه "مخاوف جدية" بشأن تصدير النموذج إلى الكليات في جميع أنحاء البلاد لأن محتوى الدورة التدريبية مذهل. خاص بالبيولوجيا. إذا قرر هؤلاء الطلاب لاحقًا أن مسار علوم الحياة ليس مناسبًا لهم ، فسيكونون غير مستعدين بشكل خطير لأي شيء آخر ، كما يقول بونك.

في النهاية ، بالنسبة لبونك ، هذا ليس نموذجًا يجب أن تتبعه جميع الأقسام بالضرورة. لكنها تؤكد الحاجة إلى إدخال تدريس الرياضيات في القرن الحادي والعشرين. يقول بونك إن استيراد أمثلة من الحياة الواقعية في حساب التفاضل والتكامل فكرة جيدة - يمكن أن تلهم الطلاب للتفاعل مع الرياضيات. يعد إدخال مهارات البرمجة الأساسية في الدورات الدراسية فكرة جيدة أيضًا. لكنه يضيف ، لتعلم فهم الرياضيات - "اللغة العالمية للكون" - فإن سحبها من قسم الرياضيات ليس بالأمر المثالي. باختصار ، كما يجادل ، تبدو الدورة التدريبية استثنائية في تدريس النمذجة البيولوجية ، لكنها أقل تميزًا في تدريس المبادئ المجردة للرياضيات.

يعترض آخرون على النهج الأوسع لإصلاح الرياضيات بشكل عام ، متهمين أنه ليس صارمًا تقريبًا. على سبيل المثال ، جادلت باربرا أوكلي ، أستاذة الهندسة في جامعة أوكلاند ، بذلك يميل إصلاح مناهج الرياضيات إلى الإضرار بالطلاب. وفقًا لأوكلي ، تميل هذه الإصلاحات إلى إلغاء التأكيد على الممارسة المعتادة - مثل جداول أوقات الحفر - والتي تجادل بأنها تنفي إتقان الطلاب للأرقام.

إنه إيحاء لا يبدو أنه يؤثر على Garfinkel. يقول غارفينكل: "أنا أختلف تمامًا مع فكرة أن المطلوب هو ما يسمونه" صارمًا "، مشددًا على أن مقرره الخاص ليس لديه متطلبات حساب التفاضل والتكامل ومع ذلك فهو قادر على معالجة مشاكل النمذجة البيولوجية بنجاح.