Barn samarbetar med hjälp av NoRILLA Intelligent Science Station vid Trinity Area School District i Washington County, Pennsylvania. Kredit:Carnegie Mellon University
Engagera eleverna genom interaktiva aktiviteter, diskussioner, feedback och AI-förbättrad teknik resulterade i förbättrade akademiska prestationer jämfört med traditionella föreläsningar, lektioner eller läsningar, fakulteten från Carnegie Mellon Universitys Human-Computer Interaction Institute avslutade efter att ha samlat in forskning om aktivt lärande.
Forskningen fann också att effektiva aktiva inlärningsmetoder inte bara använder praktiska och sinnesriktiga metoder, men också hjärtligt, ge ökat känslomässigt och socialt stöd.
Intresset för aktivt lärande växte när covid-19-pandemin utmanade lärare att hitta nya sätt att engagera eleverna. Skolor och lärare införlivade ny teknik för att anpassa sig, medan eleverna stod inför negativa psykologiska effekter av isolering, rastlöshet och ouppmärksamhet orsakad av karantän och distansutbildning. Pandemin gjorde det klart att traditionella metoder för utbildning kanske inte är det bästa sättet att lära sig, men frågor kvarstod om vad aktivt lärande är och hur man bäst kan använda det för att undervisa och engagera och entusiasmera eleverna.
Nesra Yannier, fakultet i HCII, och Ken Koedinger, professor i människa-datorinteraktion och psykologi, samarbetat med forskare vid flera universitet inklusive Stanford, Harvard och University of Washington, för att sammanfatta de viktiga rönen kring aktivt lärande. Deras arbete, "Aktivt lärande:'Hands-on' möter 'minds-on', '" publicerades i Vetenskap . De senaste studierna som samlats in av Yannier och Koedinger spänner över barn till vuxna i högskoleåldern, visa hur och när olika tillvägagångssätt för aktivt lärande kan vara effektiva och engagerande, och föreslå sätt att införliva lärdomar från skolgången under höjden av covid-19-pandemin.
"Vi ville se vad vi lärde oss av undervisning och lärande under covid och vad som kunde föras tillbaka in i klassrummet, " sa Yannier. "COVID tvingade lärare att engagera elever på nya sätt, och lärare experimenterade med ny teknik."
En familj interagerar med NoRILLA på Children's Museum of Atlanta. Kredit:Carnegie Mellon University
De insamlade studierna visade att aktivt lärande kan sätta eleverna i förarsätet på sina lektioner. Aktiva inlärningstekniker uppmuntrar eleverna att producera tankar och få feedback genom interaktiva miljöer snarare än att passivt ta emot information som är vanligt i genomgripande metoder för utbildning som föreläsningar och läsningar.
En studie som ingick i samlingen visade fördelarna med fysisk aktivitet för kreativitet och idégenerering. En annan fann att medan högskolestudenter tror att de lär sig mer i traditionella föreläsningar än genom aktiva lärandemetoder, de gör inte. Aktivt lärande ger bättre resultat.
Yannier och Koedinger inkluderade sin egen forskning, avslutade med Scott Hudson, en professor i HCII, som hittade en AI-baserad virtuell hjälpare för att fråga elever, uppmuntra dem att tänka kritiskt och engagera dem i diskussioner ökat lärande i praktiska aktiviteter, samtidigt som det stödjer lärare. Forskarna utförde kontrollerade experiment för att se hur mycket barn lärde sig när de interagerade med NoRILLA, en lärplattform för blandad verklighet där barn utför och tolkar verkliga experiment med personlig interaktiv feedback i ett jordbävningsbord, ramper eller andra fysiska apparater, med den artificiella intelligensen på och av. När avstängd, eleverna lärde sig mycket mindre.
"Vi har gjort mycket forskning kring detta, " sa Yannier. "Om vi inte har AI-vägledningen på, barnen kan inte förstå de bakomliggande begreppen, och lärandet översätts inte till den verkliga världen."
Både Yannier och Koedinger sa att studierna som de sammanfattade gjorde det tydligt att det finns många tillvägagångssätt för aktivt lärande och hur man forskar om det. De hoppas att deras uppsats kommer att få utbildare att införliva mer aktivt lärande i sina lektioner och fundera på hur de kan delta i forskning om det.
"Det är ganska tydligt i den här samlingen att även bland likasinnade finns det sju eller fler tillämpningar av aktivt lärande som fungerar och ibland fungerar de på motsägelsefulla sätt, " sade Koedinger. "Det finns så mycket rikedom inom detta område att vi ständigt kan göra förbättringar för att göra det mer effektivt och njutbart under lång tid, länge sedan."
