Forsker undersøger virkningen af ​​3-D-printede modeller på elevernes læring

"Mens videnskaben, Teknologi, Ingeniørarbejde, og matematik (STEM) uddannelse er afgørende i gymnasiets læseplan, det har ofte et ry for at være formidabelt og overvældende, "Julia Monkovic, en senior hovedfag i kemi og biomolekylær teknik, siger.

Hun håbede at hjælpe med at afhjælpe det som en NYU Tandon Science Outreach and Research (SOAR) stipendiat. Fellowship-initiativet blev ledet af professor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab Jin Montclare og har til formål at inspirere den næste generation af ingeniører, kemikere, og kodere ved at sende udvalgte Tandon-elever ind i gymnasiets naturvidenskabelige klasseværelser og laboratorier for at tjene som instruktører og mentorer.

Monkovic deltog som sophomore og junior, arbejder med niendeklasser fra Brooklyn's Urban Assembly Institute for Math and Science for Young Women, hvor hun underviste en enhed om homeostase og immunitet.

"De seneste årtiers konventionelle undervisningsmetoder er stærkt baseret på lærebøger og forelæsninger, ofte omtalt som 'frontal undervisning, ' eller 'kridt-og-snak, "" forklarede hun. "Men studerende har en stærk tilbøjelighed til teknologi-aktiveret læring, og vores uddannelsessystem skal ændre sig med dem."

Til det formål, hun skabte 3-D-printede modeller af adskillige antigener og de antistoffer, der bekæmper dem, giver eleverne mulighed for at forbinde dem til at repræsentere den binding, der opstår, når kroppen bekæmper et patogen. "Begreber som dette kræver udvikling af komplekse, kognitive 3-D mentale rotationsfærdigheder, men traditionelt præsenteres den viden, der kræves for at opnå disse færdigheder, i en lærebog eller PowerPoint-præsentation - som begge er tunge i tekst og 2-D-billeder, " siger Monkovic. "3D-printene hjalp eleverne til effektivt at lære materialet, hvilket førte til en bedre forståelse og fastholdelse af emnerne." Hun fandt beviser i sine data.

Der blev givet quizzer til alle elever, inden de tog lektionen for at teste deres viden om emnet; bagefter, Der blev givet quizzer til både en gruppe, der havde brugt 3-D-modellerne, og en kontrolgruppe, der var blevet undervist i den samme information, men på en mere konventionel måde, med uddelingsark og arbejdsark, for at måle eventuelle forskelle i indlæring og fastholdelse.

Som Monkovic udtalte i sit papir, "Fra koncept til virkelighed:brugen og virkningen af ​​3-D-print som akademiske værktøjer til gymnasiets biologiuddannelse, " offentliggjort i slutningen af ​​januar i Journal of Biological Education, resultaterne fra elevernes præstationer, samt lærer- og elevfeedback opnået via undersøgelse, demonstrere effektiviteten af ​​at anvende 3-D prints i biologi klasseværelset.

"Vi har erfaret, at 3-D-print kan styrke elevdrevet engageret læring, give en fysisk model for biologi, så eleverne kan forstå, hvad der foregår på nanoskalaen, og fremme bemærkelsesværdige forbedringer i elevernes forståelse – alle særligt vigtige faktorer på et tidspunkt, hvor meget undervisning er blevet flyttet online, " siger Montclare. "Julia og de andre SOAR-stipendiater er ved at udvikle tiltrængte nye måder at lære STEM på."