UCLA Life Sciences ปรับปรุงวิธีการสอนคณิตศาสตร์ เป็นแบบอย่างที่คนอื่นควรทำตามหรือไม่?

เมื่อประมาณ 10 ปีที่แล้ว Alan Garfinkel ศาสตราจารย์ภาควิชาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส ได้รับโทรศัพท์ มาจากคณบดีของเขาซึ่งกล่าวว่าแผนกได้ตรวจสอบหลักสูตรแคลคูลัสน้องใหม่ของพวกเขา "แคลคูลัสสำหรับวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต"

ผลของการทบทวนภายในนั้นไม่ยิ่งใหญ่นัก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าชั้นเรียนนั้น “ไร้ค่าอย่างยิ่ง” Garfinkel กล่าว ชั้นเรียนไม่เป็นที่นิยมในหมู่นักเรียน ดูเหมือนจะไม่ได้เตรียมพวกเขาให้พร้อมสำหรับอาชีพใน STEM และดูเหมือนว่าชั้นเรียนจะกรองผู้หญิงและชนกลุ่มน้อยออกจากความก้าวหน้าในแผนก

การโทรดังกล่าวเริ่มต้นกระบวนการที่ยาวนานหลายปีในการปรับปรุงวิธีการที่แผนกวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตของมหาวิทยาลัยสอนคณิตศาสตร์ใหม่ ในที่สุดสิ่งนี้นำไปสู่หลักสูตรคณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตเบื้องต้นใหม่ นั่นคือ Mathematics for Life Sciences (ชุด LS 30)

ความจำเป็นที่นักเรียนชีววิทยาต้องเข้าใจแนวคิดทางคณิตศาสตร์มีความสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการปฏิวัติทางดิจิทัลที่แผ่ขยายไปทั่ววงการวิทยาศาสตร์ แต่อาจารย์ของ UCLA รู้สึกว่าหลักสูตรคณิตศาสตร์แบบดั้งเดิมนั้นไม่น่าสนใจสำหรับนักเรียน และชั้นเรียนก็นำเสนอตัวอย่างที่มีประโยชน์เพียงเล็กน้อยจากชีววิทยาจริง ตามการนำเสนอที่จัดทำโดยสมาชิกของมหาวิทยาลัยที่ EdSurge ได้ตรวจสอบแล้ว วิธีการสอนแบบเก่าดูเหมือนจะปล่อยให้นักเรียนไม่เข้าใจถึงความสำคัญของคณิตศาสตร์สำหรับสาขาที่เลือก

ภาควิชาเริ่มสอนชุดคณิตศาสตร์ใหม่สำหรับวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตในปี 2013 ในหลักสูตรนำร่องกับนักเรียนประมาณ 20 คน คณะต้องฟันฝ่าอุปสรรคกว่าจะไปถึงที่นั่นได้ รวมถึงการขาดแคลนหนังสือเรียนอย่างเป็นทางการและความสงสัยในเบื้องต้นจากเพื่อนร่วมงานในภาควิชาคณิตศาสตร์ กล่าวโดยแบลร์ ฟาน วัลเคนเบิร์ก ซึ่งขณะนั้นเป็นรองคณบดีของภาควิชาและเป็นผู้นำความพยายามในการปฏิรูปกล่าว

แต่ท้ายที่สุดแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ก็แทบทำให้เชื่อไม่ได้ ตามที่คนในวิทยาลัยกล่าว

ส่วนใหญ่ นักเรียนดูเหมือนจะชื่นชมความพยายาม และ LS 30 ได้แสดงให้เห็นถึงการเติบโตอย่างต่อเนื่องในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ตามตัวเลขที่อ้างถึงใน ศึกษา เผยแพร่ในเดือนกุมภาพันธ์ 2022 ปัจจุบัน Garfinkel ประมาณการว่ามีการสอนให้กับนักศึกษาประมาณ 2,000 คนต่อปีในมหาวิทยาลัยของรัฐขนาดใหญ่ นักเรียนโหวตด้วยเท้าของพวกเขา Van Valkenburgh กล่าวเสริม

ภาควิชาคณิตศาสตร์รู้สึกประทับใจกับปฏิกิริยาของนักเรียนที่มีต่อหลักสูตรใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความคิดเห็นของนักเรียนที่เปล่งประกายว่า “เราไม่ได้เข้าเรียนในหลักสูตรคณิตศาสตร์ปกติ” Don Blasius ศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์แห่ง UCLA ผู้มีความรู้ด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตกล่าว การปรับปรุงคณิตศาสตร์

จากการศึกษาพบว่านักเรียนจำนวนมากเป็นคนที่อาจไม่ได้เรียน STEM ตัวเลขเหล่านี้อ้างว่า 72 เปอร์เซ็นต์ของนักเรียนที่ลงทะเบียนเรียนในชั้นเรียนเป็นเพศหญิง โดยใช้ตัวเลขที่มีในสื่อสิ่งพิมพ์ โดย 31 เปอร์เซ็นต์มาจากภูมิหลังที่ด้อยโอกาสทางสังคมและเศรษฐกิจ และ 32 เปอร์เซ็นต์มาจากกลุ่มที่ไม่ได้เป็นตัวแทนที่ดีใน STEM

อุปสรรคต่อ STEM?

สำหรับ Garfinkel การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จในการปฏิรูปหลักสูตรคณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นการยกอุปสรรคไปสู่อาชีพ STEM และการสอนคณิตศาสตร์แบบมีพื้นฐานในตัวอย่างที่ใช้ได้จริง

แม้ว่าสาขาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์จะมีความก้าวหน้าบ้างในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ STEM ก็ยังไม่มีความหลากหลาย ตัวเลขจากศูนย์วิจัยพิว ระบุว่าคนงานและนักเรียนผิวดำและสเปนมีบทบาทน้อยมากในอาชีพและโปรแกรมการศึกษาของ STEM และในขณะที่ผู้หญิงเป็นแรงงานส่วนใหญ่ในงานที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ ในปีที่แล้ว พวกเธอมีตำแหน่งงานน้อยกว่าในสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพหรือวิศวกรรมศาสตร์ ในเส้นทางปัจจุบัน นักวิจัยของ Pew ให้เหตุผลว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่การได้รับปริญญา STEM จะเปลี่ยนสิ่งนี้

ผู้นำหลายคนในสาขานี้ต้องการเปลี่ยนสถิติเหล่านี้ ความพยายามของ UCLA ได้รับการสนับสนุนส่วนหนึ่งโดยทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ตามเอกสารที่สมาชิกในทีมให้ไว้กับ EdSurge ซึ่งเป็นหัวหอกในการยกเครื่อง

อย่างน้อยส่วนหนึ่งความสำเร็จของโปรแกรม UCLA มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าได้ตัดวิชาบังคับก่อนแคลคูลัสของภาควิชาออก ซึ่งผู้เสนอหลักสูตร LS 30 ระบุว่าเป็น มาตรการ "กำจัดวัชพืช".

หลักสูตรแคลคูลัสแบบดั้งเดิมสำหรับคนอย่าง Garfinkel นั้นล้าสมัยโดยสิ้นเชิง มันเกี่ยวกับการจำสูตรและการใช้เทคนิคกระดาษและดินสอ ซึ่งตามความเห็นของเขา มันไม่ได้ล้ำยุคในศตวรรษนี้ และนี่เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ชนกลุ่มน้อยและผู้หญิงออกจาก STEM เพราะพวกเขาอาจมีประสบการณ์น้อยกว่าในวิชาคณิตศาสตร์แบบดั้งเดิมก่อนที่จะเข้าเรียนในวิทยาลัย

แทนที่จะเป็นเช่นนั้น LS 30 มุ่งเน้นไปที่การสร้างแบบจำลองที่มีพื้นฐานมาจากตัวอย่างทางชีววิทยา เช่น การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของฟีดแบ็คของประชากรฉลาม-ทูน่า โดยถือว่าไม่มีพื้นฐานด้านแคลคูลัสและจำกัดการสอนไว้ที่การเขียนโปรแกรมและแนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลองภาคปฏิบัติ

ในท้ายที่สุด Van Valkenburgh ให้เหตุผลว่า โปรแกรมใหม่นี้ดูเหมือนว่าจะปลูกฝังความมั่นใจให้กับนักเรียนเกี่ยวกับทักษะเชิงปริมาณของพวกเขา รวมทั้งกระตุ้นให้พวกเขาเลือกทักษะเหล่านั้นโดยการปูพื้นฐานบทเรียนในปัญหาที่พวกเขาใส่ใจเกี่ยวกับการแก้ไข ในระยะสั้นยังช่วยตอบคำถามที่มักถามกันว่า "ทำไมต้องเรียนเรื่องนี้ด้วย" คำถาม.

Van Valkenburgh ซึ่งเพิ่งเกษียณอายุ สะท้อนให้เห็นว่าความก้าวหน้าของหลักสูตรคือ “อาจเป็นสิ่งที่ [ไม่เกี่ยวกับวิชาการ] ที่สำคัญที่สุดที่ฉันทำ”

การเปลี่ยนแคลคูลัส

มหาวิทยาลัยอื่น ๆ หลายแห่งได้แสดงความสนใจที่จะติดตามการนำของ UCLA ตามข้อมูลของ Garfinkel และมหาวิทยาลัยแอริโซนา ทูซอน ซึ่งเป็นโรงเรียนของรัฐอีกแห่ง กำลังสอนรุ่น LS 30

แต่ท้ายที่สุดแล้ว การเปลี่ยนแปลงวิธีการสอนคณิตศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าช้า

โรงเรียนมัธยมโดยทั่วไปดูเหมือนไม่เต็มใจที่จะเปลี่ยนแปลง Garfinkel กล่าว เนื่องจากข้อกำหนดในการเข้าวิทยาลัย ในขณะเดียวกัน วิทยาลัยต่างๆ ชี้ไปที่แคลคูลัส AP ที่สอนในโรงเรียนมัธยมเพื่ออธิบายว่าทำไมพวกเขาถึงไม่เปลี่ยนหลักสูตรแคลคูลัสสำหรับน้องใหม่

“เราคิดว่าเราต้องไปถึงทั้งสองระดับพร้อมกัน” การ์ฟิงเกลกล่าวเสริม

ด้วยเหตุนี้ เขาจึงทำงานร่วมกับเบรนแดน เคลลี ผู้อำนวยการฝ่ายคณิตศาสตร์เบื้องต้นที่ฮาร์วาร์ด เพื่อเสนอหลักสูตรที่คล้ายกันให้กับนักเรียนมัธยมปลายในปีนี้ในโครงการโรงเรียนภาคฤดูร้อนของฮาร์วาร์ด ซึ่งเป็นซีรีส์ความยาวสองสัปดาห์เพื่อให้นักเรียนได้สัมผัสกับการเรียนรู้ระดับสูง . แต่ยังไม่ชัดเจนว่าพวกเขาจะจัดการเงินทุนสำหรับโครงการนี้ได้เท่าใด เขากล่าว

อีกปัจจัยหนึ่ง? ไม่ใช่ทุกคนที่จะเรียนรู้วิธีการสอนคณิตศาสตร์ ความไม่เห็นด้วยเกี่ยวกับเรื่องนี้กำลังเปิดเผยต่อสาธารณะในฐานะคณะกรรมการการศึกษาของรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเมินกรอบคณิตศาสตร์ K-12 ของรัฐอีกครั้ง.

ในขณะที่ชมเชยหลักสูตร LS 30 ที่ให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับวิชาคณิตศาสตร์ Mario Bonk ซึ่งเป็นประธานภาควิชาคณิตศาสตร์ของ UCLA คนปัจจุบันแนะนำว่าเขามี "ความวิตกอย่างมาก" เกี่ยวกับการส่งออกแบบจำลองไปยังวิทยาลัยทั่วประเทศ เนื่องจากเนื้อหาของหลักสูตรนั้นเหลือเชื่อ เฉพาะทางชีววิทยา หากนักเรียนเหล่านี้ตัดสินใจในภายหลังว่าสาขาวิชาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตไม่เหมาะกับพวกเขา พวกเขาก็จะขาดความพร้อมอย่างมากสำหรับสิ่งอื่น Bonk กล่าว

ท้ายที่สุดแล้ว สำหรับ Bonk มันไม่ใช่รูปแบบที่ทุกแผนกจำเป็นต้องปฏิบัติตาม แต่เป็นการเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการนำการสอนคณิตศาสตร์มาสู่ศตวรรษที่ 21 Bonk กล่าวว่าการนำตัวอย่างในชีวิตจริงมาไว้ในแคลคูลัสเป็นความคิดที่ดี ซึ่งสามารถสร้างแรงบันดาลใจให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับคณิตศาสตร์ การนำทักษะการเขียนโปรแกรมขั้นพื้นฐานมาใช้ในหลักสูตรก็เป็นความคิดที่ดีเช่นกัน แต่เขาเสริมว่าสำหรับการเรียนรู้ที่จะเข้าใจคณิตศาสตร์—“ภาษาสากลของจักรวาล”—การดึงมันออกจากแผนกคณิตศาสตร์นั้นไม่เหมาะ ในระยะสั้น เขาให้เหตุผลว่า หลักสูตรนี้ดูโดดเด่นเป็นพิเศษในการสอนการสร้างแบบจำลองทางชีววิทยา แต่การสอนหลักการที่เป็นนามธรรมของคณิตศาสตร์นั้นโดดเด่นน้อยกว่า

คนอื่นๆ มองว่าเป็นประเด็นเกี่ยวกับแนวทางการปฏิรูปทางคณิตศาสตร์โดยทั่วไป โดยกล่าวหาว่ามันไม่เข้มงวดเท่า ตัวอย่างเช่น Barbara Oakley ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมที่พูดตรงไปตรงมาของมหาวิทยาลัย Oakland ได้แย้งว่า การปฏิรูปหลักสูตรคณิตศาสตร์ทำให้นักเรียนเสียเปรียบ. จากข้อมูลของ Oakley การปฏิรูปเหล่านี้มักจะเน้นย้ำการปฏิบัติที่เป็นนิสัย เช่น การเจาะตารางเวลา ซึ่งเธอโต้แย้งว่าเป็นการปฏิเสธความคล่องแคล่วของนักเรียนเกี่ยวกับตัวเลข

เป็นการใส่ความที่ดูเหมือนจะไม่ส่งผลต่อ Garfinkel “ฉันไม่เห็นด้วยกับแนวคิดที่ว่าสิ่งที่จำเป็นคือสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า 'เคร่งครัด'” Garfinkel กล่าว โดยเน้นว่าหลักสูตรของเขาเองไม่มีข้อกำหนดเบื้องต้นเกี่ยวกับแคลคูลัสและยังสามารถจัดการกับปัญหาการสร้างแบบจำลองทางชีววิทยาได้สำเร็จ

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.edsurge.com/news/2023-01-17-ucla-life-sciences-revamped-how-it-teaches-math-is-it-an-example-others-should-follow