Miten älykkäämmät teknologiat voivat auttaa sulkemaan STEM-koulutuksen aukon

Tiede etenee nopeasti, mutta STEM-koulutus ei ole kestänyt tahdissa. Aikana, jolloin tarvitsemme enemmän tutkijoita, insinöörejä ja terveydenhuollon ammattilaisia kuin koskaan aiemmin, liian moni opiskelija jää edelleen jälkeen. Opiskelijoille, jotka asuvat maaseudulla, ovat alirahoitetut koulut tai jotka yhdistävät työn ja hoivan, tie STEM-uraan voi olla estetty ennen kuin se edes alkaa.

Tämä ei ole pelkästään poliittinen ongelma tai budjettiongelma. Se on suunnitteluhäiriö. Ja joku, joka on suunnitellut pelejä, oppimisalustoja ja immersiivisiä teknologioita suurimman osan urastaani (ja mainittakoon, neljän lapsen isä), se on minulle hyvin henkilökohtainen asia. Meidän on uudelleen määriteltävä, miltä oppiminen näyttää, ja meidän on tehtävä se tavalla, joka laajentaa pääsyä alentamatta kynnystä.

Tässä ovat älykkäämmät teknologiat. Ei teknologiaa teknologian vuoksi, vaan työkaluja, jotka auttavat opettajia tekemään enemmän vähemmällä, antavat opiskelijoille käytännön harjoittelumahdollisuuksia riippumatta siitä, missä he ovat, ja tekevät aidosta tieteestä mahdollisen.

Se ei ole nopeudesta kysymys, vaan sopivuudesta.

On paljon hypeä siitä, miten tekoäly (AI) voi tehdä koulutuksesta nopeamman. Mutta nopeus yksin ei ole hyödyllistä, jos se ei palvele opiskelijoita. Se, mitä on tärkeämpää, on se, vastaako sisältö opiskelijoiden tarpeita ja antaako heille tarvittavat välineet menestyäkseen.

Otetaan esimerkiksi tieteelliset laboratoriot. Lähiopetuslaboratoriot ovat kalliita, vaikeita aikatauluttaa ja usein ulottumattomissa opiskelijoille, jotka eivät ole perinteisellä kampuksella. Miljoonille opiskelijoille, jotka opiskelevat verkossa tai osa-aikaisesti, se on este.

Virtuaaliset laboratoriot voivat auttaa korjaamaan tämän ongelman. Ne mahdollistavat monimutkaisten kokeiden toimittamisen selaimen kautta, jolloin opiskelijat voivat harjoitella turvallisesti ja joustavasti. Mutta laboratorioiden rakentaminen vie aikaa – ja siinä vaiheessa uusi teknologia voi auttaa. Käyttämällä tekoälyä tukemaan akateemisia asiantuntijoita, tiimimme voi luoda simulaatioluonnoksia tai havaita sisällön aukkoja ja saada laadukkaan tieteellisen koulutuksen enemmän luokkahuoneisiin nopeammin. Ja voimme tehdä sen ilman kulman leikkaamista tai menettämistä kosketusta ihmisten kanssa.

Ihmiset johtavat, ei algoritmi

On oikea ja väärä tapa käyttää teknologiaa koulutuksessa. Olemme kokeilleet keinoja käyttää tekoälyä taustalla. Se tarkoittaa työkalujen luomista, jotka auttavat meidän tiimejä työskentelemään nopeammin, ei korvaamalla opettajia tai opetussuunnitelmaa.

Jokainen julkaissemamme simulaatio menee oikeiden tutkijoiden ja opetussuunnitelman suunnittelijoiden läpi. Tekoäly voi auttaa luomaan alkuperäisen version, mutta se ovat asiantuntijat, jotka muotoilevat lopullisen tuotteen. Ihmisen kerros on olennainen. Se pitää sisällön tarkassa, ikäryhmään sopivassa ja opiskelijoiden oppimistapaan sopivassa muodossa.

Ja se ei lopu sisäisellä tarkastelulla. Testaamme aineistoa oikeiden opettajien kanssa nähdäksemme, miten materiaali toimii luokkahuoneessa, verkossa ja hybridi-muodoissa. Tarkastelemme sitoutumisasteita, ymmärrystä ja alueita, joilla opiskelijat jäävät jumiin. Kaikki tämä tieto palautuu siihen, miten jalostamme sisältöämme.

Tämä ei ole pelkästään laadun ongelma; se on luottamuskysymys. Jos haluamme teknologian tukemaan enemmän oikeudenmukaista koulutusta, se on rakennettava huolellisesti ja oikean valvonnan alaisena. Se on osa järjestelmää, joka priorisoi opiskelijoita ja opettajia, ei ohjelmistoja.

Käytännön oppiminen, joka pitää paikkansa

Yksi suurista kysymyksistä koulutuksessa tällä hetkellä on: miten tiedämme, ovatko opiskelijat todella oppineet? Työkalujen kanssa kuten ChatGPT, on helpompaa kuin koskaan aiemmin tehdä väärä esse tai ratkaista ongelma. Se on haaste kouluille – ja mahdollisuus alustoille, jotka opettavat kokemuksesta, ei muistamisesta.

Virtuaaliset laboratoriot ovat yksi vastaus. Kun opiskelijat suorittavat kokeen, vianmäärityksen ja näkevät, mitä tapahtuu, kun he tekevät virheen, oppiminen on syvempää. Et voi kopioida ja liittää tiensä läpi.

Ja yhtä tärkeää on palautekierto. Hyvin suunnitellussa simulaatiossa opiskelijat saavat reaaliaikaisen ohjauksen, ei vain arvosanoja. Heidät kehotetaan pohtimaan tekojaan, tarkastamaan virheitä uudelleen ja soveltamaan kriittistä ajattelua. Tällainen oppiminen pitää paikkansa, koska se on aktiivista ja sovellettua.

Olemme myös nähneet, miten simulaatiot voivat auttaa opiskelijoita, joilla on puutteellinen luottamus tieteeseen. Nämä työkalut antavat heille turvallisen tilan kokeilla, epäonnistua ja yrittää uudelleen. Se ei ole vain hyvää pedagogiikkaa; se on tapa rakentaa kykyä. Ja kun opiskelijat näkevät itsensä tieteeseen kykenevinä, he ovat todennäköisemmin jatkamassa tietä.

Reaalielämän esimerkki: Yavapai College

Yavapai Collegessa Arizonassa monilla opiskelijoilla on ikää, työtä tai perheenhoitoa. Muutama vuosi sitten opettajat esittivät virtuaaliset laboratoriot online-mikrobiologia-kurssille. Suorittamisprosentti hyppäsi 16 prosentilla, ja ero verkko- ja lähiopetusopiskelijoiden välillä lähes katosi.

Se on, mitä tapahtuu, kun suunnittelet oikeiden opiskelijoiden tarpeita ajatellen. Se ei ole näyttävistä työkaluista, vaan esteiden poistamisesta ja tuloksien tukemisesta, jotka ovat merkityksellisiä.

Mihin mennään seuraavaksi

Olen nähnyt, miten teknologia voi muuttaa, miten ihmiset oppivat. Mutta se, mikä minua eniten innostaa, ei ole muutoksen vauhti, vaan mahdollisuus lopulta sulkea joitakin aukkoja, joita olemme eläneet liian kauan.

Ei jokainen ratkaisu tarvitse tekoälyä. Mutta oikeat työkalut, joita asiantuntijat käyttävät, voivat auttaa enemmän opiskelijoita menestymään tieteessä ja auttaa enemmän opettajia tekemään parhaan työnsä.

Vanhempana haluan, että lapset kasvavat maailmassa, jossa loistava koulutus ei ole lukittu maantieteellisesti, tulorajoituksilla tai määrätty generatiivisella tekoälyllä. Tiedän, että voimme rakentaa sellaisen maailman, jos keskitymme vähemmän buuzzan sanoihin ja enemmän siihen, mitä toimii.