YouTube har blivit det bästa stället för snabba handledningar om nästan alla ämnen, från hur man byter dragkedja till hur man installerar en varmvattenberedare. Men kan några av de mest minnesvärda delarna av en STEM-kurs – livedemonstrationer – föras till skärmen på ett effektivt sätt? I en ny tidning, Harvard-forskare visar för första gången att forskningsbaserade STEM-demonstrationer online inte bara kan lära eleverna mer, men det kan vara lika roligt.

Forskare hoppas att dessa resultat kommer att bidra till att skapa en katalog med gratis online STEM-videodemonstrationer som komplement till föreläsningar på institutioner som inte kan genomföra sina egna. "Vi har en otrolig grupp forskare som presenterar livedemos för våra studenter, men väldigt få skolor har dessa dedikerade resurser, " sa medförfattaren Logan McCarty, chef för naturvetenskaplig utbildning vid institutionen för fysik, som övervakar Harvards föreläsningsdemonstrationsteam. "Med YouTube och andra onlinekanaler, vi kan dela Harvards tekniska och pedagogiska expertis med världen."

Forskningen baserades på tidigare litteratur av Kelly Miller, lektor i tillämpad fysik och medförfattare med McCarty. Förra artikeln, publicerad 2013 av Miller och Eric Mazur, Balkanski professor i fysik och tillämpad fysik, visade att studenter ofta missförstår föreläsningsdemonstrationer. De vände sig till naturvetenskapliga demonstrationer efter att gång på gång hört att de är elevernas favoritdel av föreläsningen. Trots allt, vem kunde glömma en boll som svävar på en ljudvåg eller en laser som böjer sig in i en vattentank?

"Vår forskning tyder på att när livedemos inte är tillgängliga, videor kan ge eleverna en lika effektiv – eller möjligen ännu mer effektiv – inlärningsupplevelse, " sa medförfattaren Louis Deslauriers, chef för naturvetenskaplig undervisning och lärande vid Filosofiska fakulteten. "Även när livedemonstrationer är tillgängliga, det kan vara bra att komplettera dem med videor av hög kvalitet."

Deras tidning i februarinumret av Fysisk översyn Fysisk utbildning Forskning sattes i rörelse av första författaren Greg Kestin, en lärare i fysik som producerar en serie med NOVA som heter "What the Physics?!"

"Det fanns redan ett rikt utbud av rön om hur man kan ta in multimedia i utbildningen för att öka elevernas lärande och motivation, ", sa Deslauriers. "Vad Greg kommer med som ingen annan har är en unik kombination av expertis inom fysik, videoproduktion, och kognitiv psykologi av multimediapresentationer."

Utredarna identifierade flera ingredienser för att förbättra lärandet genom onlinedemonstrationer. Ett antal av dessa fördelar var beroende av filmskaparens förmåga att sätta demonstrationerna i slow motion, användningen av grafik för att visualisera abstrakta koncept, och förmågan att rikta uppmärksamheten mot de viktigaste funktionerna för att förhindra överbelastning av information.

För studien, de delade upp en inledande fysikklass i två grupper. Den första såg en video av en kort vetenskaplig demonstration i ett klassrum, medan den andra gruppen såg experimentet live i samma klassrum. De vände sedan grupperna och utförde en andra demonstration för att minska partiskhet. Även om demos var praktiskt taget identiska, gruppen som först såg livepresentationen tittade på gester, svarta tavlan illustrationer, och fysiska rekvisita, som stora träpilar, medan gruppen som tittade på videodemos följde överlagd grafik, slowmotion video, och animationer. I slutet, studenter från båda grupperna som tittade på onlinevideon fick högre poäng på tester på det material som presenterades, utan någon rapporterad minskning av entusiasmen.

"Eleverna vet inte alltid var de ska fokusera sin uppmärksamhet i livedemonstrationer, även med en svart tavla och rekvisita, men i ett videoformat kan vi markera och zooma in på vissa delar genom att ställa in berättarröst i precis rätt ögonblick för att förstärka inlärningen. En video kan också presentera kontrasterande fall, som är känt som ett potent inlärningsverktyg, " sa Deslauriers.

"Föreläsningsdemonstrationer har varit en kärnkomponent i STEM-kurser i över 100 år, men inte alla skolor har resurserna för dem, " sa Kestin. "Vi ville förstå hur mycket eleverna lärde sig i videodemos i hopp om att med rätt stöd kan vi ge samma spänning till skolor överallt."

Den här historien är publicerad med tillstånd av Harvard Gazette, Harvard Universitys officiella tidning. För ytterligare universitetsnyheter, besök Harvard.edu.