本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我记得大学新生导论物理课上,我昏昏欲睡地 slouching 在大型阶梯教室里,眯着眼睛辨认黑板上的字迹。我在课堂上难以保持清醒并非学科的错——我后来主修了物理学——甚至也不是老师的错。相反,我认为这与课堂的被动形式以及导论科学课程经常采取的“先讲枯燥的基础知识”方法有关。
亚利桑那州立大学 (ASU) 的天体生物学家阿里埃尔·安巴尔也有同感。“我开始思考,肯定有更好的方法来做这件事,”他说。“我设想未来,基础入门课程不再是讲座,而是互动的在线课程。”
安巴尔和 ASU 的工作人员列夫·霍罗迪斯基伊设计了一门名为“宜居世界”的课程。这门课是为非专业学生开设的导论科学课程,通过探索宇宙中地外生命的方式,涵盖了基础生物学、化学和物理学。学生们通过观察一片星空来开始这个主题。他们在整个学期中的任务是确定这片星空中可能有多少行星可以孕育出能够与我们交流的智慧生命。为了弄清这一点,学生们使用了德雷克方程——这个公式由早期 SETI(地外文明搜寻计划)的倡导者弗兰克·德雷克于 1961 年设计,通过将许多因素相乘来计算一个数字,例如银河系中恒星形成的平均速率、拥有行星的恒星百分比、其中宜居行星的百分比等等。
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该课程主要通过类似视频游戏的界面在线授课,界面具有丰富的图形和旁白视频讲解。教授们经常通过讨论区与学生互动,有时也会进行面对面的问答环节。学生们甚至可以通过提供互动全景视图的网站进行世界各地的“虚拟实地考察”。
已有超过 1500 名 ASU 学生选修了宜居世界课程,到目前为止,该课程收到了好评如潮。“这是我上过的最好的课,”一位学生在课程网站上证明道。这门课也在麦吉尔大学和亚利桑那州的社区学院教授过。“《宜居世界》是一门为非科学专业学生设计的科学课程,旨在教会他们如何像科学家一样解决问题,”教育技术顾问迈克尔·费尔德斯坦在他的博客 e-Literate 中写道。“这种技能对于非科学职业的人在工作场所是否有用?当然有用。”
安巴尔认为这门课程之所以成功,是因为它不试图简单地传授现有的科学知识体系,而是通过关注科学尚未解答的问题来激发学生的好奇心。“科学不是掌握已知的知识,而是一个掌握未知知识的过程,”他说。
安巴尔计划使用《宜居世界》的框架来设计专门的物理、生物和化学课程,每个课程都解决宜居行星主题的不同方面。例如,化学课程可以深入研究水和生命所需的化学物质,而物理课程可以侧重于决定恒星和行星如何形成的定律。
安巴尔并不打算止步于此。周五,ASU 和澳大利亚科技公司 Smart Sparrow 将启动 Inspark 科学网络,以开发更多像《宜居世界》这样的课程,并与其他大学分享。该倡议将设在 ASU 校区新的探索教育中心 (ETX),并获得比尔及梅琳达·盖茨基金会 450 万美元的资助。
就我个人而言,我一直对许多通过技术革新教育的计划持谨慎态度。很少有技术工具比活生生的人类教师更擅长与学生建立联系,我担心今天的学生已经获得了过多的“屏幕时间”,这对他们不利。但我承认《宜居世界》的方法是独特的——听起来甚至有趣到我也想选这门课——安巴尔对我的所有问题都有很好的解答。例如,如果孩子们已经沉迷于屏幕,他说,“我们为什么不利用这一点来进行教育呢?” 此外,他的课程并没有削减人际互动——事实上,它们可能需要教师花费与传统课程一样多的时间,但这些时间将用于回答问题和与学生互动,而不是讲课。
最终,安巴尔希望更具吸引力的课程能够让更多学生在大学里选修科学——尤其是那些不会主修科学并且可能完全跳过这门学科的学生。“如果你担心拥有一个具有科学素养的社会,”他说,“我们需要教育非专业人士。”