interaktiv undervisning - effektivare inl rningsmilj …staff.maggus/interaktiv.pdfkem040,...
TRANSCRIPT
Interaktiv undervisningEffektivare inlarningsmiljo genom sma forandringar
Magnus Gustafsson
Institutionen for kemi
16 december, 2008
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 1 / 17
Magnus bakgrund (undervisning i gront)
◮ 1992–1997: Grundutbildning i fysik, Lunds universitet
◮ 1997–2002: Forskarstudier i atom och molekylfysik, University ofTexas
◮ 1997–1998: “Teaching assistant”, astronomi◮ 2002: Ingenjorsfysik, Austin Community College
◮ 2003–2007: Postdok i fysikalisk kemi, University of Colorado◮ 2006: Optik◮ 2007: Ingenjorsfysik (ca 300 studenter)
◮ 2007–2008: Forskarassistent i fysikalisk kemi, Goteborgs universitet◮ 2007–2008: KEM040, spektroskopi◮ 2008: Doktorandkurs, optik
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 2 / 17
Magnus bakgrund (undervisning i gront)
◮ 1992–1997: Grundutbildning i fysik, Lunds universitet
◮ 1997–2002: Forskarstudier i atom och molekylfysik, University ofTexas
◮ 1997–1998: “Teaching assistant”, astronomi◮ 2002: Ingenjorsfysik, Austin Community College
◮ 2003–2007: Postdok i fysikalisk kemi, University of Colorado◮ 2006: Optik◮ 2007: Ingenjorsfysik (ca 300 studenter)
◮ 2007–2008: Forskarassistent i fysikalisk kemi, Goteborgs universitet◮ 2007–2008: KEM040, spektroskopi◮ 2008: Doktorandkurs, optik
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 2 / 17
Hur kan jag forelasa mer effektivt?
1. Bli en exceptionellt bra talare
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 3 / 17
Hur kan jag forelasa mer effektivt?
1. Bli en exceptionellt bra talare, eller...
2. Anvand trick
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 3 / 17
Hur kan jag forelasa mer effektivt?
1. Bli en exceptionellt bra talare, eller...
2. Anvand trick
“Jag ar ingen speciellt bra larare men en hyffsad vetenskapsman – da kanman anvanda vetenskapliga metoder for att mata sin effektivitet somlarare.”
Carl Wieman
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 3 / 17
Huvudkomponenter
◮ Traditionell forelasning pa tavla◮ men nastan helt utan harledningar
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 4 / 17
Huvudkomponenter
◮ Traditionell forelasning pa tavla◮ men nastan helt utan harledningar
◮ Konceptkollar (“Concept tests”)◮ ungefar tre per dubbeltimme◮ konceptuella, tankeprovocerande fragor◮ studenterna diskuterar och rostar◮ frivilliga studenter motiverar sina svar efter de rostat
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 4 / 17
Huvudkomponenter
◮ Traditionell forelasning pa tavla◮ men nastan helt utan harledningar
◮ Konceptkollar (“Concept tests”)◮ ungefar tre per dubbeltimme◮ konceptuella, tankeprovocerande fragor◮ studenterna diskuterar och rostar◮ frivilliga studenter motiverar sina svar efter de rostat
◮ Enkla experiment
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 4 / 17
Huvudkomponenter
◮ Traditionell forelasning pa tavla◮ men nastan helt utan harledningar
◮ Konceptkollar (“Concept tests”)◮ ungefar tre per dubbeltimme◮ konceptuella, tankeprovocerande fragor◮ studenterna diskuterar och rostar◮ frivilliga studenter motiverar sina svar efter de rostat
◮ Enkla experiment
◮ Simuleringar
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 4 / 17
KEM040, spektroskopi – inledande
Ljusets natur:
◮ Maxwell (1861): Ljus ar en elektromagentisk vag
◮ Andra elektromagnetiska vagor?◮ gamma◮ rontgen◮ UV◮ IR◮ mikrovagor◮ radio
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 5 / 17
Radiovag
En radiovag med vaglangd λ=3 m passerar en person (med ett instrumentsom kan rakna vagtoppar). Vagens utbredningshastighet arc=300 000 000 m/s. Under loppet av en sekund ar antalet vagtoppar sompasserar personen...
A: 50 000 000
B: 100 000 000
C: 300 000 000
D: 900 000 000
E: omojligt att veta
c
λ
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 6 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
3. De rostar efter nagra minuter
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
3. De rostar efter nagra minuter
4. Frivilliga motiverar sina svar
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
3. De rostar efter nagra minuter
4. Frivilliga motiverar sina svar
5. Vi forsoker komma overens
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
3. De rostar efter nagra minuter
4. Frivilliga motiverar sina svar
5. Vi forsoker komma overens
Kan gora om rostningen – jag gor sallan det
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
Konceptkollens struktur
1. Fragan stalls
2. Studenterna diskuterar i sma grupper
3. De rostar efter nagra minuter
4. Frivilliga motiverar sina svar
5. Vi forsoker komma overens
Kan gora om rostningen – jag gor sallan det
Viktigt: inte kritisera felaktiga argument
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 7 / 17
KEM040, spektroskopi – senare
Centrala koncept:
◮ Energinivaer
◮ Overgangsvillkor: hν = E2 − E1
◮ Vagtal i cm−1: ν = ν/c
◮ Ljusintensitet
◮ Absorbans
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 8 / 17
Energidiagram och spektrumVilka overgangar och absorptionslinjer hor samman i diagrammen nedan?
A: α ↔ 1, β ↔ 2, γ ↔ 3
B: α ↔ 1, β ↔ 3, γ ↔ 2
C: α ↔ 2, β ↔ 3, γ ↔ 1
D: α ↔ 3, β ↔ 2, γ ↔ 1
E: Nagon annan kombination
abs.
1
23
∼ν
E
α
βγ
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 9 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar...
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar... Ja!
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar... Ja!
Passivt betraktande av ett experiment ger alltfor ofta ingen okad forstaelse(enligt Mazur m.fl.)
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar... Ja!
Passivt betraktande av ett experiment ger alltfor ofta ingen okad forstaelse(enligt Mazur m.fl.)
For att utnyttja potentialen i ett experiment:
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar... Ja!
Passivt betraktande av ett experiment ger alltfor ofta ingen okad forstaelse(enligt Mazur m.fl.)
For att utnyttja potentialen i ett experiment:
◮ Be studenterna forutsaga vad som ska handa◮ tillampa kunskaper◮ bygg upp nyfikenhet
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
Experiment och simuleringar
Lar sig studenterna nagot eller ar de bara underhallande?
Forskning visar att svaret ar... Ja!
Passivt betraktande av ett experiment ger alltfor ofta ingen okad forstaelse(enligt Mazur m.fl.)
For att utnyttja potentialen i ett experiment:
◮ Be studenterna forutsaga vad som ska handa◮ tillampa kunskaper◮ bygg upp nyfikenhet
◮ Gor en konceptkoll: visa svaret med ett experiment
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 10 / 17
KEM040, spektroskopi – pa slutet
◮ Superposition av vagor
◮ Interferens
◮ Diffraktionsgitter
◮ Spektroskopets funktion
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 11 / 17
Ljusinterferens
En rod laser belyser ett gitter sa att man far en serie roda punkter pa enskarm. Om man byter till en gron laser kommer de grona punkterna atthamna...
A: glesare an de roda
B: pa samma stalle som de roda
C: tatare an de roda
D: Inga punkter syns for gront ljus
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 12 / 17
Konceptkollar – mina favoriter
1. Avdramatiserande◮ t.ex. “Radiovag”
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 13 / 17
Konceptkollar – mina favoriter
1. Avdramatiserande◮ t.ex. “Radiovag”
2. Reda ut vanliga missforstand◮ t.ex. “Energidiagram och spektrum”
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 13 / 17
Konceptkollar – mina favoriter
1. Avdramatiserande◮ t.ex. “Radiovag”
2. Reda ut vanliga missforstand◮ t.ex. “Energidiagram och spektrum”
3. Be studenterna forutsaga resultatet av ett experiment◮ t.ex. “Ljusinterferens”
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 13 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring◮ ...lat en student som har forstatt forklara for de andra
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring◮ ...lat en student som har forstatt forklara for de andra
◮ Ger uppmarksamma studenter
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring◮ ...lat en student som har forstatt forklara for de andra
◮ Ger uppmarksamma studenter
◮ Ger lararen feedback
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring◮ ...lat en student som har forstatt forklara for de andra
◮ Ger uppmarksamma studenter
◮ Ger lararen feedback
◮ ...och en glimt av hur studenterna tanker
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Fordelar med konceptkollar
◮ Naturligt verktyg for kompisinstruktion (peer instruction)◮ Studenter forklarar for varandra◮ ...och lar sig av varandra◮ T.ex. om studenterna inte forstar min forklaring◮ ...lat en student som har forstatt forklara for de andra
◮ Ger uppmarksamma studenter
◮ Ger lararen feedback
◮ ...och en glimt av hur studenterna tanker
◮ Det ar kul
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 14 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
◮ Inlarningsvinst ar densamma enligt forskning
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
◮ Inlarningsvinst ar densamma enligt forskning
◮ Tva fordelar med mentometrar:
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
◮ Inlarningsvinst ar densamma enligt forskning
◮ Tva fordelar med mentometrar:◮ Studenterna kan inte snegla pa varandra under rostningen◮ Statistik sparad automatiskt for utvardering
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
◮ Inlarningsvinst ar densamma enligt forskning
◮ Tva fordelar med mentometrar:◮ Studenterna kan inte snegla pa varandra under rostningen◮ Statistik sparad automatiskt for utvardering
◮ En fordel med kort:
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Kort eller mentometrar? (Flash cards or clickers?)
◮ Inlarningsvinst ar densamma enligt forskning
◮ Tva fordelar med mentometrar:◮ Studenterna kan inte snegla pa varandra under rostningen◮ Statistik sparad automatiskt for utvardering
◮ En fordel med kort:◮ Visualiserar “domaner” i klassrummet
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 15 / 17
Andra komponenter som foresprakas
◮ Attitydutvardering som t.ex. “Beliefs about physics survey”:
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 16 / 17
Andra komponenter som foresprakas
◮ Attitydutvardering som t.ex. “Beliefs about physics survey”:
Undersokning franUniversity of Colorado
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 16 / 17
Andra komponenter som foresprakas
◮ Attitydutvardering som t.ex. “Beliefs about physics survey”:
Undersokning franUniversity of Colorado
Kvalitativt sammaresultat for kemikurser
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 16 / 17
Andra komponenter som foresprakas
◮ Attitydutvardering som t.ex. “Beliefs about physics survey”:
Undersokning franUniversity of Colorado
Kvalitativt sammaresultat for kemikurser
◮ Standardiserade prov for utvardering av metoder
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 16 / 17
Andra komponenter som foresprakas
◮ Attitydutvardering som t.ex. “Beliefs about physics survey”:
Undersokning franUniversity of Colorado
Kvalitativt sammaresultat for kemikurser
◮ Standardiserade prov for utvardering av metoder
◮ Traning for labassistenter och rakneovningsledare
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 16 / 17
Kallor
◮ Physics Education Research at Colorado
◮ Carl Wieman Science Education Initiative, University of BC
◮ Eric Mazur, Harvard University
◮ Clark Landis et al. “Chemistry ConceptTests”
◮ Cedric Linder, Uppsala Universitet
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 17 / 17
Kallor
◮ Physics Education Research at Colorado
◮ Carl Wieman Science Education Initiative, University of BC
◮ Eric Mazur, Harvard University
◮ Clark Landis et al. “Chemistry ConceptTests”
◮ Cedric Linder, Uppsala Universitet
Speciellt tack till:
◮ Steven Pollock och Michael Dubson vid University of Colorado
Magnus Gustafsson (Kemi, GU) Interaktiv undervisning 17 / 17