诺大实验课程亟需改革:提升理解与参与

作为一名行为神经科学专业的学生,我对诺大的实验课程有些不满,而我知道我并不是唯一这样想的人。

诸如要求学生每周花费10小时撰写15页的实验报告,或者在没有充分时间理解课程内容的情况下匆忙进行实验过程,显然,大学层面的实验课程没有优先考虑真正的理解。

在诺大的物理实验课上,实验报告的撰写是一项重要的时间投入。我花费大量时间精心撰写每一份报告,插入公式、详细描述实验设置、收集和分析数据,探讨我们实验的更广泛意义。然而,这些工作中的许多感觉像是繁琐的忙碌工作。

许多实验,例如摇摆一个球体以演示圆周运动,涵盖的概念在实验课程之外很少适用,值得深思的是:如果研究写作不在我们的未来中,为什么要花如此多的时间去完成实验报告?

此外,面对面实验课程的结构也是一个障碍。由于时间限制和实验设备的有限,许多实验只能进行一次。人们常常在听到他人的名字后不久再次询问,因此如何期待学生在第一次尝试中完美执行复杂的多步骤实验呢?缺乏重复的机会使得学生难以深入理解核心概念。

另外,安全问题促使学生严格遵循协议,出于对处罚的恐惧,这转移了他们对真正理解材料的注意力。为了实现有意义的学习和记忆,学生需要一个能够自由提问的实验环境,而不必担心被评判。因此,一些学生可能选择故意表现不佳,将自我保护置于学术成功之上。

尽管诺大的实验课程存在缺陷,我并不是主张将其取消。事实上,正因为实验课程的重要性,我才如此关心它们的改变。作为一名视觉学习者,我发现面对面的实验尤其有助于理解复杂概念;通过亲手搭建每个实验设置,学生能够将抽象理论变为现实。

考虑到这些好处,难道学生在实验中的积极参与不应该足够吗?

诺大的精髓在于体验式学习,这种学习方式使学生能够应对一个不确定的世界,而这个世界往往不遵循固定的脚本。因此,大学的实验课程应该作为一个训练场,不仅仅是为了记忆事实,更是为了理解和将知识应用于现实世界的情境。作为学生,我们并不应仅仅是机器或寻物犬,其唯一技能是将输入与特定输出匹配。

朝向体验式学习的一个关键步骤是用面对面的评估来替代繁琐的实验报告,这种评估能测试真正的理解。在生物项目实验课上,我们轮流在站点间进行实验,在实际情境中应用正确的技术——这与科学家面临的挑战相似,因为化学反应中的几秒延误可能导致实验失败。

我们的大学也应该提供更简单、低风险的环境让学生练习科学。新冠疫情期间,诺大的工程学院就做到了这一点,创建了一系列高度互动的实验模块,旨在向学生介绍各种实验技术。

这些虚拟模拟的自我指导性质使学生能够重复实验,直到掌握为止——这正是理想的特征,因为通常需要五到七次重复才能将信息记入长期记忆。

另一个极具前景的替代方案是“争论驱动的探究模型”,该模型最早由东卡罗来纳大学的化学教授乔伊·沃克提出。她在改革传统“脚本实验”格式为多周的过程后,观察到了学生的显著进步——让学生设计和进行自己的实验,参与同伴讨论并建立科学论证。

在最佳状态下,实验课程有潜力成为学生在大学期间所学到的最有价值的课程。通过优先考虑深入理解,而不是繁琐的实验报告和严苛的面对面实验,学生能够带着更多的知识离开——他们将不仅仅了解如何使用移液枪,还将学会如何在任何科学环境中进行批判性思考、质疑和适应。

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