改进后的微积分课程改善了学习

微积分是对变化的研究。然而，近几十年来，微积分教学方法几乎没有变化。现在，FIU的研究表明，一种新的模式可以改善全国的微积分教学。

发表在《科学》杂志上的一项研究表明，一种重新构想的、创新的微积分教学主动学习方法对所有学生都有好处。该模型由FIU开发，重点是掌握不同的思维方式和解决问题 - 这些技能在课堂之外很重要。

死记硬背和大型演讲厅已被主动学习教室所取代，学生可以协作解决问题。根据这项研究，结果是更好的学习成果和对微积分概念的理解，以及比传统的讲座课程中的同龄人更好的成绩。

“这项大规模的研究向我们展示了我们在FIU所看到的：如果你把学生放在一个互动的，主动的学习环境中，他们可以而且确实学到更多，培养他们将长期使用的'思维习惯'和整个职业生涯，”该研究的主要作者，FIU的创始主任Laird Kramer说。

克莱默和来自STEM转型研究所的一个团队跟踪了811名FIU本科生，他们在同一微积分I课程的不同部分注册，采用两种截然不同的教学方法 - 一半部分是传统的基于讲座的课程，另一半采用FIU开发的基于证据的主动学习模型。

为了了解哪一组保留了更多信息并更好地理解了微积分概念，学生在课程结束时接受了测试。主动学习课程的平均通过率较高，为11%。将其应用于美国每年大约 300,000 名学习微积分的学生，这可能意味着还有 33,000 名学生通过微积分并更接近 STEM 学位和职业。

主动学习小组的学习收益跨越专业和学术路径，包括 STEM 中代表性不足的群体。这一发现意义重大，因为进入大学STEM专业的学生中，只有不到一半的学生实际上获得了STEM学位。微积分失败是一个主要原因。

“微积分仍然是通往工程和科学领域众多STEM职业的关键一步，”NSFSTEM教育理事会项目主任Michael J. Ferrara说。“这项研究提出了一个严格而令人信服的论点，即与更传统的方法相比，积极的、以学生为中心的微积分课程会带来更大的学习和成功成果。

“这些好处对于传统上在STEM劳动力中代表性不足的人群的学生来说尤其深远，这突显了更现代的数学教学方法在我们希望培养全国范围内全方位的STEM人才时至关重要。

改进微积分的教学方法意味着学生更有可能保持正轨并坚持 STEM 课程。反过来，这有助于毕业更多的STEM专业人士。

“学生的成功是FIU的首要任务，正如我们微积分课程中主动学习策略的开发和成功实施所证明的那样，”FIU执行副总裁兼教务长Elizabeth M. Béjar说。“这项研究建立在多年研究课堂主动学习的积极影响的基础上，以确保学生拥有自信地完成STEM课程所需的知识和技能。

FIU通过其国家认可的STEM转型研究所领导了合作计划，以改善学习。研究为微积分、数学和其他科学和工程的创新教学策略的开发和引入提供了信息。这导致FIU的STEM专业四年毕业率显着提高。

FIU的主动学习模式与传统的讲座风格一样具有挑战性和严谨性，但对于通常非常复杂的学习过程更有效，并为大脑的不同部分提供了参与和存储信息的机会。学生边做边学。上课时间是协作时间。在小组中，学生面对面地开发和测试假设。目标是学会提出正确的问题并以新的方式看待问题——这意味着，他们像数学家、工程师、科学家、医生一样思考和行动。

“这项研究始于一项实验，看看我们是否可以确定新的课程教学方法，并为学生提供另一种学习微积分严格内容的方法，”艺术，科学与教育学院执行院长Mike Heithaus说。“根据之前的研究，我们相信主动学习方法是有效的。但即使是我们也惊讶于学生在主动学习部分比传统学习做得更好。一旦我们得到这些结果，我们就开始在整个数学课程中实施这些方法。

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