West Virginia University-forskere ændrer, hvordan universitetsmatematik undervises ved at evaluere og dele en model til problemløsning, der understøtter, hvad studerende lærer i andre kurser som forretning eller biologi.
Den nye model til undervisning i matematik hænger sammen med fakultetsmedlemmer fra forskellige afdelinger, der samarbejder på måder, der transformerer den traditionelle matematikplan. Det er en del af en indsats for at øge matematisk læsefærdighed blandt universitetsuddannede landsdækkende og sikre, at USA kan imødekomme sine videnskabelige og teknologiske udfordringer.
Projektet ledes af matematiker Susan Ganter, senior associeret direktør for WVU Center for Excellence in STEM Education.
“De fleste studerende har svært ved at anvende viden fra deres matematikkurser til problemløsning i andre klasser som ingeniørvidenskab, økonomi eller kemi. Der er et presserende behov for en integreret videnskab, teknologi, teknik og matematik-læseplan, der forbereder vores fremtidige arbejdsstyrke til at skabe disse forbindelser og artikulere alle slags problemer i kvantitative termer,” sagde Ganter.
“Matematikklasser og andre klasser skal tilpasse sig. Det vigtigste element i vores model, kendt som Summit-P-eller synergistisk bachelor-matematik via multi-institutionel tværfaglig undervisningspartnerskab-er den øjeblikkelige forstærkning af matematikbegreb mellem klasselokaler, hvilket skaber delt kontekst på tværs af forskellige indholdsområder. Der sker øjeblikkeligt gennem internepartementalpartner mellem faculti.”
Ganter forestillede først Summit-P for mere end to årtier siden, efter mange år som matematikprofessor, der så studerende kæmpe. Hun og hendes kolleger vidste, at 95% af deres studerende ikke ville være matematik -majors, men de vidste også stort set alle større krævede matematik i en eller anden form.
”Vores spørgsmål var:” Giver vi studerende, hvad de har brug for? ”Sagde hun.
“Vi kørte mange workshops med folk fra andre discipliner og udsendte en rapport om fællesskabet på tværs af 22 discipliner med hensyn til, hvad deres studerende har brug for fra matematik.
“Lighederne i, hvordan fakultetet på tværs af afdelinger besvarede vores spørgsmål om matematisk indhold var fantastisk – fakultet fra fysik og teknik til kunst og humaniora sagde alle det samme om de matematiske færdigheder, som deres studerende har brug for, herunder evnen til at anvende matematiske koncepter og tænke på tværs af discipliner.”
Summit-P var svaret-en guide til at redesigne indledende college-matematikkurser og partnerdisciplinskurserne, de støtter, så ideerne resonerer på tværs af studerendes akademiske oplevelser og understøtter deres evne til at løse problemer i den virkelige verden.
Ganter sagde, at Summit-P-modellen allerede har vist sig at være vellykket på omkring 15 institutioner, der alvorligt har implementeret den i løbet af de sidste 10 år.
På et universitet studerede studerende socialt arbejde og sygepleje ved hjælp af algebra og precalculus for at samle et månedligt budget for et husly for ofre for menneskehandel. På en anden anvendte studerende differentieret beregning til kemi i deres matematikklasse for at forstå, hvordan kroppen absorberer sukker i forbindelse med diabetes.
En gruppe studerende brugte polynomer til tekniske applikationer til at beregne energien indsamlet af en lokal indianerstammes solarray.
Andre steder lærte studerende at matematisk modellere bølgemønstrene for EKG’er af virkelige patienter, herunder EKG’er af deres egne hjerter. Disse moduler og andre er nu tilgængelige for enhver institution, der ønsker at implementere Summit-P-modellen på sine kurser.
Mere end 170 fakultetsmedlemmer, der repræsenterer forskellige discipliner på over 40 colleges og universiteter, er en del af bestræbelserne på at gøre Summit-P tilgængelige og bæredygtige for forskellige slags institutioner. Deres arbejde hidtil har påvirket anslået 90.000 bachelorstuderende.
“Allerede indikerer resultater, at studerende ser flere forbindelser mellem matematik og partnerdiscipliner,” sagde Ganter.
“Summit-P giver studerende et svar på spørgsmålet, ‘Hvorfor skal jeg tage denne matematikklasse?’ Nu undersøger vi, hvilke aspekter af Summit-P-modellen, der virkelig har været påvirkende på nogle institutioner, mens vi også prøver at forstå, hvorfor andre institutioner stadig kæmper for at få det til at fungere.
“Vi opretter en kort liste over kriterier, som vi håber, vil være den formel, der er nødvendig for at implementere denne model med succes og holde den i gang – på enhver institution.”
WVU -studerende vil hjælpe med projektet, som også involverer homoseksuelle Stewart, Eberly -professor i STEM -uddannelse i Institut for Fysik og Astronomi ved WVU Eberly College of Arts and Sciences, og direktør for Center for Excellence in STEM Education.
“Studerendes succes i matematik er en nøglefaktor i den samlede college -succes,” sagde Stewart. “Især for studerende, der forfølger grader, der fører til nogle af de højere betalte karrierer, kan det være den primære hindring. Vores studerende kommer ofte til os ikke at se, hvad matematik er til, hvilket hindrer deres evne til at lære det, og Summit-P løser specifikt dette problem. Vi er så glade for at kunne hjælpe med at føre denne indsats.”
Stewart og Ganter har set ændringer i fakultetets holdninger om matematikens rolle i bachelor -læseplanen, hvor fakultetsmedlemmer udvikler undervisningsmoduler som svar på hinandens “ønskelister.”
“Dette projekt har valideret, hvad mange fakulteter vidste,” sagde Ganter. “Nu har de et sted at få transformation til at ske og finde støtte til spørgsmål og udfordringer. At se så mange, der nu engagerer os med at gøre det bedste for deres studerende, er meget givende og giver mig fornyet energi.”