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Glowing algebra theorems and glimpses into hospital make science lessons unique

上课已经开始了,但是助理教授安娜·克莱本刚从芝加哥大学的手术室里走出来。因此,54名学生在她的生物课上观看了她讨论在COVID-19疫情爆发期间,在剥去治疗患者所需的个人防护装备的同时,身体如何对高海拔做出反应。

“看着一个人脱下所有的装备,慢慢地在镜头前重新变成一个人,真的很让人震撼,”基思·罗斯金(Keith Ruskin)教授说,他也是这门课程的讲师。“我认为这给学生们留下了深刻的印象;他们仍然在课堂上提到它,询问我们在医院的经历。”

克利伯恩和罗斯金是今年春季在芝加哥大学教授“极端环境下的生理学”本科课程的三位学者中的两位。“这个标题最初指的是人体如何适应干旱的沙漠、深海潜水和高空飞行,但这是适合本季度的,因为它的两个导师正在治疗冠状病毒患者。

就像大学春季学期的其他课程一样,教师们必须要有一点创造性。

极端的教学

“极端环境下的生理学”是一门翻转课堂,即学生观看预先录制的课程,现场部分是讨论部分。这使得教授和学生都可以从世界上任何地方收听节目,比如美国国家航空和宇宙航行局,甚至是美国国家航空航天局。

拉斯金说:“我们想要确保学生之间的互动,让他们有一种社区的感觉,尽管每个人都分散在世界各地。”

课程的很大一部分是客人的虚拟拜访,比如高空飞行专家、美国空军上校布莱恩·穆塞尔曼(Brian Musselman);或者是美国国家航空航天局(NASA)的NEEMO任务的两名科学家,他们曾在海底研究站生活了60天。

神经学家、该课程的第三位老师弗雷德加西亚教授(Fred Garcia)说,“从不同角度看问题是这门课的一大特点。”“我认为这是这门课的核心思想,这门课是为非主修专业的学生开设的生物学和生理学——你可以看到同样的基本知识是如何被改编并以一百种不同的方式使用的。”我在课程开始时讲过波义耳气体定律,那是在肺充气的背景下讲的,但Musselman上校在从太空边缘跳伞时,在计算吊舱里的气压时,完全独立地提到了这个定律。”

Clebone还指出了虚拟教学的另一个优点:“虽然远程学习的交流很有挑战性,但是Zoom的一个优点是它的聊天功能。希望学生们在聊天窗口问问题时感到更自在,因为在传统课堂上可能没有时间问这些问题,否则学生们可能会犹豫要不要问。”


尽管上课的惯例有助于让学生在动荡时期有一种正常的感觉,但教授们也是如此。

“我教这门课很开心,”罗斯金说。“在医院里会很紧张,和这些非常聪明的学生一起工作真是太棒了。这真的是我一周的高潮。”

灯光,摄像机……线性代数

如果你这学期在网上选修了助理教授丹尼尔•鲁登科(Daniil Rudenko)的抽象线性代数课程,你可能会搞不清楚自己在哪里。也许你在夏洛克·福尔摩斯的思维殿堂里,他的思想以发光的潦草字迹出现在屏幕上。或者,你可能在一个老式的迪斯尼频道广告中,演员在屏幕左下角的霓虹灯标志上涂画。

助理教授Daniil Rudenko研究了从俄罗斯远程拍摄YouTube视频的灯光、标记、拍摄和编辑技术。

在观众看来,鲁登科似乎是在把数学定理和推论直接写在电脑显示器上。但是通过使用一种叫做lightboard的东西,合适的相机和花哨的编辑工作,Rudenko成功地为他预先录制的YouTube演讲带来了色彩和创意。

“我从来都不是一个对科技有信心的用户,所以一开始我真的很害怕在线教学,”鲁登科说,他在俄罗斯工作了一个季度。但后来我开始考虑我的选择,并了解了lightboards。这样做的主要好处是,你可以在黑板上书写,面向(虚拟的)观众,这与通常的黑板不同。”

在芝加哥大学远程学习一个多月后,鲁登科的课程受到了大学生的欢迎。


“你可以看出,他在这些课程上投入了很多精力,这有助于让你保持专注,因为尽管有录音,但课程的布局让人感觉更自然,”经济学和统计学专业的一年级学生马蒂亚斯·彼得鲁什卡(Matias Pietruszka)说。

鲁登科学会了如何使用合适的灯光和标记,以及如何使用拍摄和编辑技术来反映和翻转他的作品,使其对观众来说是正确的。

他说:“我和另外两名教师一起教这五门课。”“我们所有人都上在线课程,以便与学生有更多的互动,自由地谈论材料,讨论例子,等等。学生们可以随时观看这些讲座,并在在线课程中提出问题。”

然而,并不是所有的东西都能在鲁登科的家庭工作室里复制。

“最难的是添加笑话,”他说。“没有现场观众,我没有多少灵感。幸运的是,附近有三只猫,这让学生们非常开心。”

定量了

十多年来,Dmitry Kondrashov一直在芝加哥大学教授有抱负的生物学家如何从数量上理解他们的领域。它从未如此遥远(从地理位置上),同时又如此贴近我们的家园(他们讨论的概念包括指数增长模型,广泛用于了解COVID-19的传播)。

“但这门课的代码量很大,所以你可以在家里完成,”大学生物科学部的教学教授康德拉瑟夫(Kondrashov)说。“我们只是努力为他们提供尽可能多的不同方式和工具,让他们与这些概念联系起来。”

他以多种格式发布教程,为互动演示举办同步缩放会议,并由一组助教提供帮助。助教们主持虚拟的较小的“实验室部分”,这样学生们就可以一起工作,而且每天的办公时间任何人都可以参加。

“对每个人来说,这都是一个压力非常大的时期,所以我想明确地说:‘这些是我想让你学习的东西,这些是帮助你学习的资源,’”他说。

这个班的一年级学生Farah Doughan说,她很欣赏Kondrashov的承诺,即确保学生在压力大的时期适应新的学习系统时拥有所需的所有工具。

他的讲座很有趣,尽管是虚拟的。他在Zoom网站上使用不同的背景,并使用一个独立的投票网站让我们参与进来,了解我们对内容的理解。”“他也真正理解我们的处境和这个转变的困难。”

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