UCLA Life Sciences a reînnoit modul în care învață matematica. Este un exemplu pe care alții ar trebui să-l urmeze?

În urmă cu aproximativ 10 ani, Alan Garfinkel, profesor la departamentul de științe ale vieții de la Universitatea din California, Los Angeles, a primit un telefon. A fost de la decanul său, care a spus că departamentul le-a inspectat cursul de calcul pentru boboci, „Calcul pentru științe ale vieții”.

Rezultatele revizuirii interne nu au fost atât de mari, arătând că clasa era „absolut lipsită de valoare”, spune Garfinkel. Nepopulară în rândul studenților, clasa nu părea să-i pregătească pentru o carieră în STEM. Și clasa părea să filtreze femeile și minoritățile de la progresul în catedră.

Acel apel a început procesul de ani de zile de reelaborare a modului în care departamentul de științe ale universității predă matematica. Acest lucru a condus în cele din urmă la un nou curs introductiv de matematică în științele vieții, Mathematics for Life Sciences (seria LS 30).

Necesitatea studenților la biologie de a înțelege conceptele de matematică a devenit din ce în ce mai importantă, în special odată cu revoluția digitală care mătura știința. Dar profesorii de la UCLA au considerat că programa tradițională de matematică nu inspira studenților și că cursurile ofereau câteva exemple utile din biologia actuală, potrivit unei prezentări pregătite de membrii universității pe care EdSurge a revizuit-o. Vechile moduri de predare păreau să-i lase pe elevi fără să înțeleagă importanța matematicii pentru domeniul ales.

Departamentul a început să predea noua serie de matematică pentru științele vieții în 2013, într-un curs pilot cu aproximativ 20 de studenți. Facultatea a trebuit să depășească obstacole pentru a ajunge chiar acolo, inclusiv lipsa unui manual oficial și scepticismul inițial din partea colegilor de la catedra de matematică, spune Blaire Van Valkenburgh, care la acea vreme era decan asociat al departamentului și conducea efortul de reformă.

Dar, până la urmă, rezultatele aproape au cerșit credință, potrivit celor de la facultate.

În principal, studenții au părut să aprecieze efortul, iar LS 30 a înregistrat o creștere constantă în ultimii cinci ani, conform cifrelor citate într-un studiu publicat în februarie 2022. Astăzi, Garfinkel estimează că este predat la aproximativ 2,000 de studenți pe an la marea universitate publică. Elevii au votat cu picioarele, adaugă Van Valkenburgh.

Departamentul de matematică a fost impresionat de reacția studenților la noul curs, în special de genul de recenzii strălucitoare ale studenților „pe care nu le primim la cursurile normale de matematică”, spune Don Blasius, profesor de matematică la UCLA cu cunoștințe în științele vieții. renovare matematică.

Potrivit studiului, mulți dintre acești studenți sunt oameni care s-ar putea să nu fi blocat în STEM. Aceste cifre susțin că, folosind cifrele disponibile la publicare, 72 la sută dintre elevii înscriși la clasă sunt femei, cu 31 la sută din medii dezavantajate din punct de vedere socioeconomic și 32 la sută din grupuri care nu sunt bine reprezentate în STEM.

O barieră în calea STEM?

Pentru Garfinkel, schimbarea reprezintă un exemplu de succes de reformare a curriculumului de matematică, unul care atât a ridicat o barieră în calea carierei STEM, cât și a fundamentat predarea matematicii în exemple practice.

Deși domeniile științei, tehnologiei, ingineriei și matematicii au înregistrat unele progrese în ultimii ani, STEM rămâne relativ nedivers. Cifre de la Pew Research Center indică faptul că lucrătorii și studenții negri și hispanici sunt foarte subreprezentați în ocupațiile și programele educaționale STEM. Și în timp ce femeile sunt majoritatea lucrătorilor în locuri de muncă legate de sănătate, de anul trecut, ele sunt mai puțin prezente în științe fizice sau, să zicem, în inginerie. Pe traiectoria actuală, susțin cercetătorii Pew, este puțin probabil ca obținerea unui grad STEM să modifice acest lucru.

Mulți lideri din domeniu vor să schimbe aceste statistici. Eforturile UCLA au fost susținute, parțial, de un grant de la Fundația Națională pentru Știință, conform documentelor furnizate lui EdSurge de membrii echipei care a condus revizuirea.

Cel puțin parțial, succesul programului UCLA a fost atribuit faptului că a redus cerințele prealabile de calcul ale departamentului, pe care susținătorii cursului LS 30 le caracterizează ca fiind măsuri de „îndepărtare”..

Cursurile tradiționale de calcul, pentru oameni precum Garfinkel, sunt total depășite. Este vorba despre memorarea formulelor și utilizarea tehnicilor de hârtie și creion care, în opinia sa, nu au fost de vârf în acest secol. Și este un factor important, spune el, care împinge minoritățile și femeile din STEM, deoarece este posibil să fi avut mai puțină experiență în matematica tradițională înainte de a ajunge la facultate.

În schimb, LS 30 s-a concentrat pe modelarea care se bazează pe exemple biologice, cum ar fi înțelegerea dinamicii de feedback a populațiilor de rechini-ton. Nu își asumă cunoștințe în calcul și își limitează predarea la conceptele de programare și matematică care sunt necesare pentru modelarea practică.

În cele din urmă, susține Van Valkenburgh, noul program pare să fi insuflat studenților încredere în abilitățile lor cantitative, precum și i-a motivat să-și dezvolte acele abilități prin fundamentarea lecțiilor în problemele pe care le ținea să le rezolve. Pe scurt, a ajutat, de asemenea, să răspunzi la întrebarea frecventă „de ce să te deranjezi să înveți asta?” întrebare.

Van Valkenburgh, care s-a pensionat recent, reflectă că avansarea cursului a fost „probabil cel mai important lucru [non-academic] pe care l-am făcut”.

Schimbarea calculului

O serie de alte universități și-au exprimat interesul să urmeze conducerea UCLA, potrivit Garfinkel. Și Universitatea din Arizona, Tucson, o altă școală publică, predă acum o versiune a LS 30.

Dar, în cele din urmă, schimbarea modului în care este predată matematica s-a dovedit lentă.

Liceele, în general, par reticente la schimbare, spune Garfinkel, din cauza cerințelor de intrare la facultate. Între timp, colegiile indică calculul AP care este predat în licee pentru a explica de ce nu vor schimba cursurile de calcul pentru boboci.

„Deci credem că trebuie să atingem ambele niveluri simultan”, adaugă Garfinkel.

În acest scop, colaborează cu Brendan Kelly, directorul de matematică introductivă la Harvard, pentru a oferi un curs similar studenților de liceu anul acesta în programul școlii de vară de la Harvard, o serie de câteva săptămâni pentru ca studenții să se expună la învățământul superior. . Dar nu este clar cât de multă finanțare vor reuși să obțină pentru program, spune el.

Un alt factor? Nu toată lumea este de acord cu schimbarea modului în care este predată matematica. Dezacordul cu privire la acest lucru se manifestă public ca consiliu pentru educație din California reevaluează cadrul de matematică K-12 al statului.

În timp ce laudă cursul LS 30 pentru implicarea studenților în matematică, Mario Bonk, actualul președinte al departamentului de matematică de la UCLA, sugerează că are „serioși nelămuriri” cu privire la exportul modelului către colegii din întreaga țară, deoarece conținutul cursului este incredibil de specifice biologiei. Dacă acești studenți decid mai târziu că cursul științelor vieții nu este pentru ei, ar fi serios sub pregătiți pentru orice altceva, spune Bonk.

În cele din urmă, pentru Bonk, nu este un model pe care să-l urmeze neapărat toate departamentele. Dar subliniază necesitatea de a aduce predarea matematicii în secolul XXI. Importarea exemplelor din viața reală în calcul este o idee bună – una care poate inspira elevii să se implice în matematică, spune Bonk. Aducerea abilităților de programare de bază în curs este, de asemenea, o idee bună. Dar, adaugă el, pentru a învăța să înțelegem matematica – „limbajul universal al universului” – scoaterea acesteia din departamentul de matematică nu este ideală. Pe scurt, susține el, cursul pare excepțional la predarea modelării biologice, dar este mai puțin stelar la predarea principiilor abstracte ale matematicii.

Alții sunt în discuție cu abordarea mai largă a reformei matematicii în general, acuzând că nu este nici pe departe la fel de riguroasă. De exemplu, Barbara Oakley, profesor de inginerie la Universitatea Oakland, a susținut că reformarea curriculumului de matematică tinde să dezavantajeze elevii. Potrivit lui Oakley, aceste reforme tind să sublinieze practicile obișnuite - cum ar fi tabelele de timp de foraj - despre care ea susține că le neagă elevilor fluența cu numerele.

Este o imputare care nu pare să-l influențeze pe Garfinkel. „Nu sunt complet de acord cu ideea că ceea ce este necesar este ceea ce ei numesc „riguros”,” spune Garfinkel, subliniind că propriul său curs nu are condiții prealabile de calcul și totuși este capabil să abordeze cu succes problemele de modelare biologică.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.edsurge.com/news/2023-01-17-ucla-life-sciences-revamped-how-it-teaches-math-is-it-an-example-others-should-follow