杜克大学 | 微积分课程消除了 STEM 成功的障碍

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杜克大学 | 微积分课程消除了 STEM 成功的障碍

指南者留学 2023-03-31 13:26:53 阅读量：1166

指南者留学全国统一咨询热线：<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>，全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。早上我参观了 Rann Bar-On 的数学 106 课，首先让我印象深刻的是房间的布局。课桌呈正方形排列，每张课桌周围围着两到五个学生。学生们面朝内，这种安排鼓励他们相互交流，而不是看着他们的教授。   Bar-On 不会有任何其他方式。 Bar-On 是数学系专门从事早期本科数学教育的高级讲师，十多年来一直在教授杜克大学一年级微积分导论课程 Math 105 和 106。在那段时间里，他的教室变成了开发新教学模式的实验室，这些模式在帮助所有杜克大学数学专业的学生在 STEM 途径上取得优异成绩方面取得了成功。   “在杜克大学，我们有许多不同的数学课程入口，”Bar-On 说。 “一些学生来到校园时已经做好充分准备，直接进入多元微积分学习。然后我们有学生在高中学过一些微积分，他们要么想复习更高级的主题，要么还没有准备好进入多变量。它们从我们的微积分 2 课程开始，数学 112 和数学 122。   “最后，有些新生没有参加微积分 AP 考试，或者由于各种原因无法获得资源。” 这些学生学习数学 105 和 106，这是 Bar-On 教授的两个学期的课程，其中包含大量的微积分。   “这些学生并没有因为他们的数学背景而进入杜克大学，”Bar-On 观察到。 “他们凭借许多其他令人惊叹的品质进入杜克大学。目标是为他们提供必要的数学准备，以便在科学、医学预科、经济学或他们想从事的任何其他职业中具有竞争力。”   每年大约有 70 名学生通过数学 105 和 106。Bar-On 指出，他们中的大多数是医学预科生。 “来找我的学生通常是那些在学术生涯早期的某个时候发现数学对他们来说是一个障碍的人。”   Bar-On 的声音充满了激情。 “这里有很多系统性问题。我班上有色人种、女学生、社会经济背景较低的学生、公立学校学生的比例高于 STEM Duke 班级的平均水平。在所有这些人群中，更有可能有人直接或间接地告诉他们，数学不是他们的。”   这是 Bar-On 每天在他的课堂上要拆除的叙事作品。在我访问的那天早上，学生们正在做一个带回家的评估。 Bar-On 在房间里走来走去，坐在桌子上或蹲在学生的椅子旁边，为任何需要帮助的人提供个人帮助。在 Bar-On 或协助他的助教出现在学生身边之前，举起的手在空中停留的时间不超过 15 秒。   Bar-On 课程最大的创新之一源于 COVID-19 大流行。 “我们必须非常迅速地对我们的教学进行大量调整，”Bar-On 说。   2020 年夏天，我与数学系的一些同事，尤其是 Shira Viel，就实施掌握评分进行了交谈。” 掌握程度评分是一种想法，通过传统测试减少学生在特定时间所知道的知识，以评估他们对一门学科的知识如何随着时间的推移而演变。在数学 105 和 106 的情况下，这意味着将课程设置为满意/不满意而不是评分，没有定时评估并让学生有机会评估他们的作业并返回 Bar-On 或他的 14 人团队之一的评论本科生和助教重新提交，必要时进行更正。这是一种耗时耗力的教学方法，但其结果是明确无误的。   “甚至在 Covid 之前，我就一直在为我的课程开发一套工作表，”他说。 “我将这些工作表变成了评估，并在学期开始时将其放在网上。学生从一开始就可以访问所有材料。没有什么是惊喜。”   尽管没有收到字母等级并且可以预先访问所有评估，但课程具有挑战性并且学术期望非常高。解决的主题比这个级别的课程中预期的要复杂得多，通常涉及现实世界的问题。   “我们在 Math 105 中有一个关于人类发展的实验室，”Bar-On 说，“关于儿童身高如何随时间变化。从表面上看，生男生女之间的差异似乎只是在青春期才会显现出来。当我们更深入地挖掘时，使用一些与微积分相关的工具，情况就会变得复杂得多。我们看到了多次生长突增，并逐渐了解到儿童的实际发育涉及比起初看起来更复杂的行为。   查明渔业界和环保主义者之间的冲突。我们如何设计环境可持续的捕鱼制度？作为一个小组，学生们在钓鱼方案的设计中进行数学论证，这是一个相当先进的想法。重点是收集所有这些图表、所有这些数字、所有这些想法，然后解释它们以解决实际问题。”   Bar-On 将实验室归功于帮助学生了解通常被视为深奥主题的实用价值。 “我很少听到‘这到底有什么用？’，”他笑着说。   他还强烈认为，让数学 105 和 106 不评分（在学生的成绩单上简单地记录为满意/不满意）会鼓励本科生进入不同的智力空间，专注于学习而不仅仅是分数。 “这真的减少了一些‘我在这里得到这两分吗？这是让我从 B 减到 B，还是从 B 加到 A 减？’”他说。   虽然 Math 105 和 106 课程的变化是最近才发生的，但 Bar-On 已经看到了积极的结果。 “旧系统的问题在于，我只能在第一个期中考试回来时注意到学生真正需要支持，大约在第 5 周或第 6 周——老实说，太晚了。现在，通过不断的评估和反馈，我可以确定在上课的第一周半内需要支持的学生。然后我可以推荐他们支持并花更多时间陪伴他们。这就是那些退学或不及格的学生与留在教室里学习的区别。”   在过去两年中，数学 105 和 106 的成绩不理想和退学率从 15% 下降到 3%。尽管这是一个重大变化，但 Bar-On 表示，学生成功的另一个衡量标准是数学 105 和 106 的学生在二年级进入更高水平的课程时会发生什么。 “我们在数学 112 中看到的是，来自数学 105 和 106 的学生的成绩与进入杜克大学更高水平（数学 111）并且有更好的高中准备的学生一样高，”Bar -On 说。 “这是一个很大的变化。”   他承认更广泛地实施时间密集型掌握分级结构存在挑战，但提倡杜克大学这样做。 “如果大学承诺录取准备与我们最富有的学生不同的学生，那么为了让他们成功，我们需要对他们进行投资。如果不投资资源，就无法克服系统性问题、系统性劣势。这不是在问题上砸钱。它正在以一种非常有针对性的方式使用我们可用的资源——因为我们在杜克大学这样的地方。”   “这不仅仅是给学生一点额外的支持，”他强调说。 “它从结构上改变了整个班级，整个评估结构，使以前觉得自己不属于自己的学生对自己的工作有归属感和主人翁感。是的，它需要金钱和资源，但也需要很大程度的设计意图。这不是“我们要摆脱成绩，因为我们不喜欢成绩”。它正在以一种重新定义成功意味着什么的方式进行重组。我很想传播这个。我认为它有效。”   Bar-On 下课后，我走近两个正在拉上背包拉链的女士。我问他们考虑主修什么。   “可能是生物或化学，”Pauline Jonglerthan 说。   “也许是 Bio 或 Psych，”Angela Sapu 说。 “STEM 中的一些东西。”   双方都认为 Bar-On 找到了一个可行的结构。 “没有字母等级强调学习，”Sapu 说。 “在这里很舒服。”   <blockquote> 注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。 </blockquote>

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