YouTube is de go-to geworden voor snelle tutorials over bijna elk onderwerp, van het vervangen van een ritssluiting tot het installeren van een boiler. Maar zouden enkele van de meest memorabele onderdelen van een STEM-cursus - live demonstraties - effectief op het scherm kunnen worden gebracht? In een nieuwe krant Onderzoekers van Harvard tonen voor het eerst aan dat op onderzoek gebaseerde online STEM-demonstraties studenten niet alleen meer kunnen leren, maar kan net zo leuk zijn.

Onderzoekers hopen dat deze bevindingen zullen helpen bij het maken van een catalogus van gratis online STEM-videodemonstraties als aanvulling op lezingen aan instellingen die hun eigen niet kunnen leiden. "We hebben een ongelooflijke groep wetenschappers die live demo's presenteren voor onze studenten, maar zeer weinig scholen hebben deze speciale middelen, " zei co-auteur Logan McCarty, directeur wetenschappelijk onderwijs bij het departement Natuurkunde, die toezicht houdt op het Lecture Demonstration-team van Harvard. "Met YouTube en andere online kanalen, we kunnen de technische en pedagogische expertise van Harvard met de wereld delen."

Het onderzoek was gebaseerd op eerdere literatuur van Kelly Miller, een docent toegepaste natuurkunde en co-auteur met McCarty. Het vorige artikel, gepubliceerd in 2013 door Miller en Eric Mazur, Balkanski Hoogleraar Natuurkunde en Technische Natuurkunde, toonde aan dat studenten collegedemonstraties vaak verkeerd begrijpen. Ze wendden zich tot wetenschappelijke demo's nadat ze keer op keer hoorden dat ze het favoriete onderdeel van de lezing van studenten zijn. Ten slotte, wie kan een bal vergeten die zweeft op een geluidsgolf of een laser die zich in een watertank buigt?

"Ons onderzoek suggereert dat wanneer live demo's niet beschikbaar zijn, video's kunnen leerlingen een even effectieve of mogelijk nog effectievere leerervaring bieden, " zei co-auteur Louis Deslauriers, directeur van wetenschappelijk onderwijs en leren in de Faculteit der Kunsten en Wetenschappen. "Zelfs wanneer er live demonstraties beschikbaar zijn, het kan handig zijn om ze aan te vullen met video's van hoge kwaliteit."

Hun krant in het februarinummer van Physical Review Natuurkunde Onderwijs Onderzoek werd in beweging gebracht door eerste auteur Greg Kestin, een leermeester in de natuurkunde die een serie met NOVA produceert genaamd "What the Physics?!"

"Er was al een rijk scala aan bevindingen over hoe multimedia in het onderwijs kan worden gebracht om het leren en de motivatie van leerlingen te vergroten, " zei Deslauriers. "Wat Greg brengt dat niemand anders heeft, is een unieke combinatie van expertise in natuurkunde, video productie, en cognitieve psychologie van multimediapresentaties."

De onderzoekers identificeerden verschillende ingrediënten om het leren te verbeteren door middel van online demonstraties. Een aantal van deze voordelen was afhankelijk van het vermogen van de filmmaker om de demonstraties in slow motion op te zetten, het gebruik van afbeeldingen om abstracte concepten te visualiseren, en de mogelijkheid om de aandacht te vestigen op de belangrijkste kenmerken om een ​​overdaad aan informatie te voorkomen.

Voor de studie, ze splitsten een inleidende natuurkundeles in twee groepen. De eerste zag een video van een korte wetenschappelijke demonstratie in een klaslokaal, terwijl de andere groep het experiment live in hetzelfde klaslokaal zag. Vervolgens draaiden ze de groepen om en voerden een tweede demonstratie uit om vooringenomenheid te verminderen. Hoewel de demo's vrijwel identiek waren, de groep die de live presentatie voor het eerst zag, keek naar gebaren, schoolbord illustraties, en fysieke rekwisieten, zoals grote houten pijlen, terwijl de groep die videodemo's bekeek, overlappende afbeeldingen volgde, slow motion-video, en animaties. Uiteindelijk, studenten uit beide groepen die de online video bekeken, scoorden hoger op tests op het gepresenteerde materiaal, zonder enige gerapporteerde afname van het enthousiasme.

"Studenten weten niet altijd waar ze hun aandacht op moeten richten bij live demonstraties, zelfs met een schoolbord en rekwisieten, maar in een videoformaat kunnen we bepaalde delen markeren en erop inzoomen door de vertelling op het juiste moment in te stellen om het leren te versterken. Een video kan ook contrasterende gevallen presenteren, dat bekend staat als een krachtig leermiddel, zei Deslauriers.

"Lezingdemo's zijn al meer dan 100 jaar een kernonderdeel van STEM-cursussen, maar niet elke school heeft de middelen voor hen, " zei Kestin. "We wilden begrijpen hoeveel studenten leerden in videodemo's in de hoop dat we met de juiste ondersteuning overal dezelfde opwinding naar scholen kunnen brengen."

Dit verhaal is gepubliceerd met dank aan de Harvard Gazette, De officiële krant van Harvard University. Voor aanvullend universiteitsnieuws, bezoek Harvard.edu.