Gelecek için bir fizik derecesi oluşturmak: cevaplamamız gereken beş temel soru

Dünya her zaman bir değişim halindedir - ve şimdi olduğundan daha fazla değil. Kısmen COVID-19 salgını tarafından tetiklenen teletıp, dijital ödemeler ve endüstriyel otomasyon gibi yeni teknolojilerin her zamankinden daha hızlı hareket ettiği açık. Ayrıca ekonomiyi karbondan arındırmanın, yaşlanan bir nüfusla başa çıkmanın ve yapay zekanın gücünden yararlanmanın yollarını bulmalıyız.

Bu zorlukların ışığında, üniversitelerin öğrencilere yarının sorunlarına yeni nesil teknolojik çözümler üretebilmeleri ve geliştirebilmeleri için doğru bilgi ve becerileri vermeleri hayati önem taşımaktadır. Fizikçiler, üst düzey bilimsel bilgi, aritmetik ve problem çözme becerilerinin benzersiz birleşimiyle, çok çeşitli yüksek teknoloji endüstrilerinde bu ihtiyaçları karşılamak için iyi bir konuma sahiptir.

Bununla birlikte, fizikçiler genellikle daha geniş çeviri becerilerietkili iletişim, takım çalışması, yaratıcılık ve karmaşık sorunlara disiplinler arası çözümler bulma yeteneği gibi. Ayrıca, geleneksel fizik dereceleri, çoğu fizikçinin akademik veya fiziğe özgü roller üstlenmediği gerçeğini genellikle gözden kaçırır. Bunun yerine, bilgilerini kendilerine öğretilmemiş şekillerde uygulamak zorunda oldukları üretim, enerji, finans ve öğretim gibi alanlara yönelirler.

Yeterli sayıda fizik mezununun doğru beceri karışımına sahip olmasını sağlamak, eğitimciler için büyük bir zorluktur. Bu nedenle, Fizik Enstitüsü'nün (IOP) revize etmesi sevindiricidir. derece akreditasyonu üniversiteleri daha esnek fizik dereceleri tasarlamaya teşvik etmek için 2022'de çerçeve. GİB akreditasyonu isteyen bölümlerin artık bilgi ve becerilere eşit derecede önem verirken çeviri becerilerini daha ön plana çıkarması gerekiyor.

Yeni çerçeve, fizik mezunlarının iş dünyasına daha iyi hazırlanmalarını sağlamalıdır. Onlara, mezun işverenler tarafından değer verilen ve birçok farklı kariyerde kullanılabilecek çeviri ve teknik becerilerin kombinasyonları olan “beceri kümeleri” verecektir. Ayrıca, üniversiteleri yenilikçi yöntemlerle öğretmeye ve değerlendirmeye teşvik edecektir. Örneğin finansal teknoloji, siber güvenlik veya BT alanlarına yönelen fizikçiler, temel fizik uzmanlıklarının yanı sıra veri bilimi ve makine öğrenimi becerilerine ihtiyaç duyacaklar.

Geleneksel derece yapısına meydan okuyan tamamen yeni eğitim modellerinin ortaya çıktığını da görüyoruz. Stanford Üniversitesi'nin düşünce deneyi Stanford2025, yanısıra UA92 Manchester ve 01 Kurucular Londra'daki tüm programlar, daha farklı geçmişlere sahip öğrencileri çekmek ve işverenlerin ihtiyaçlarına daha yakın hale getirmek için tasarlanmıştır. Sadece öğrencilerin ne öğrendiğiyle ilgili olmak yerine, giderek artan bir şekilde öğrencilerin nasıl öğretildiği ve değerlendirildiği üzerine odaklanıyorlar.

Ama yeni bir üniversiteye veya yeni bir kursa tamamen sıfırdan başlasaydık, bir fizik derecesi nasıl görünürdü? Fizik derslerini, fizik öğrencilerinin ve işverenlerin ihtiyaç duyduğu becerilerle daha yakından eşleşecek şekilde nasıl yeniden tasarlayabiliriz? Ve pandemi sırasında hangi derecelerde uyum sağlamaya zorlandığımızdan ne gibi dersler çıkarabiliriz? Hangi değişiklikler etkili oldu, hangileri olmadı?

Bunlar, mezun işe alım uzmanları ve üniversite fizikçilerinin 2021'de gerçekleşen bir dizi GİB destekli web seminerinde tartıştığı konulardan bazılarıydı. Güney Doğu Fizik Ağı (SEPnet) ve White Rose Endüstriyel Fizik Akademisi (WRIPA), web seminerleri, burada özetlediğimiz bazı büyüleyici sorunları gündeme getirdi. COVID-19 salgını arka planda kaybolurken, geleceğin fizik derecesini yaratmak istiyorsak kendimize sormamız gereken beş önemli soru burada.

1. Öğrencilere açık uçlu, alışılmadık problemlerle baş etmeyi nasıl öğretiriz?

İşverenler, mutlaka iyi kurgulanmamış veya belirli bir bilimsel alanda yer almayan sorunları çözebilen mezunlar ister. Ancak, fizikçileri işe alan kişiler, genellikle adayların açık uçlu sorularla mücadele ettiğini söylüyor. Bu eksiklik fizik derecelerinin geleneksel "modüler" doğasından kaynaklanıyor olabilir; burada her değerlendirme öğrencileri yalnızca belirli bir konu hakkında bildiklerini test eder.

Örneğin optiği ele alalım. Öğrenciler genellikle kırınım ve interferometri gibi konular açısından öğretilir ve değerlendirilir; bu, yalnızca belirli şekillerde çerçevelenmiş soruları nasıl çözeceklerini bildikleri anlamına gelir. Bu, öğrencilerin optiğin robotik, gelişmiş sürücü destek sistemleri ve sağlık hizmetleri gibi alanlarla da büyük ölçüde ilgili olduğunu fark etmemesi veya bilmemesi nedeniyle "silo halinde düşünmeyi" pekiştiren bir öğretim yöntemidir.

Öğrenciler için alternatif bir yaklaşım, tüm önceki öğrenmelere dayalı değerlendirmelerle bir seferde birkaç konu ile tanıştırılması olabilir. Bu "program düzeyinde" veya "portföy değerlendirme" yöntemi, öğrencilerin farklı alanlarda yeni bağlantılar kurmasını sağlayabilir ve alışılmadık sorunları çözmenin yolları hakkında daha yaratıcı düşünmelerine yardımcı olabilir.

Probleme dayalı öğrenme (PDÖ) programları, halihazırda bir dizi kurum tarafından sunulmaktadır. Maastricht Üniversitesi Hollanda'da ve yeni kodlama koleji 01 Kurucular İngiltere'de. Buradaki öğrenciler, dört temel öğrenme ilkesini içeren gerçek dünya problemlerini çözmek için küçük gruplar halinde çalışırlar. Ezberci öğrenme ("yapıcı eğitim") yerine deneyimlerden bilgi oluştururlar ve bilgi ve beceriyi toplumsal zorluklara uygularlar ("ilgili bir bağlamda öğrenme"). Bu arada, “kolektif öğrenme” ve “öz-yönetimli eğitim”, öğrencilerin akranlarından öğrenmeleri ve kendi eğitimlerini yönetmeye başlamaları anlamına gelir.

Gelecekteki fizik derecemiz açısından, bir PTÖ programı öğrencilerin her dönem bir grup projesine katılması anlamına gelebilir; Öğrenciler, açık uçlu sorunları çözmek için yaratıcı düşünmeyi öğrenmenin yanı sıra proje yönetimi, rapor yazma, iletişim ve işbirliği gibi çeşitli beceriler geliştireceklerdir.

Ayrıca fizik eğitimcilerinin mühendislik alanındaki meslektaşlarından öğrenebileceklerini düşünüyoruz. Öğrencilerin en yüksek notları almaya çabalaması ve üniversitelerin akademik mükemmelliğin yeteneğin tek önemli ölçüsü olduğu fikrini pekiştirmesi nedeniyle çoğu zaman fizikçilerin akademide kalacağı varsayılır. Ancak üniversite dışı rollerde, başarılı olmak için akademik yetenekten daha fazlasına ihtiyacınız var.

Mühendisler işin gerçeklerinin çok daha fazla farkındadır. Bilimsel ilkelerin uygulanmasına odaklanan çeşitli öğretim yöntemlerini kullanmanın yanı sıra, birçok mühendislik derecesi, endüstriyle ilişki kurma ve öğrencilerini çeşitli kariyerlere hazırlama konusunda çok daha iyi bir iş çıkarıyor. Mezunları işletmelerin ihtiyaç duyduğu becerilerle donattığımızdan emin olmak için gelecekteki fizik derecelerimize çok daha fazla endüstri girdisine ihtiyacımız var.

2. Öğrencilerin farklı öğrenme stillerini nasıl açıklayabiliriz?

Üniversitelerde, özellikle saf bilimlerde öğretim için tercih edilen yöntem, uzun süredir geleneksel ders anlatımı olmuştur. Ancak COVID-19 salgını, departmanları çevrimiçi oturumlar da dahil olmak üzere farklı yaklaşımlar denemeye zorladı. Sorunsuz bir yolculuk olmadı, hatta bazı lisans öğrencilerinin öğrenim ücretlerinin düşük eğitim kalitesiyle ilgili şikayetleri nedeniyle geri ödenmesi bile.

Ama faydaları oldu. Örneğin, bazı öğrenciler dersin yüz yüze olmasına göre daha ilgili görünürler ve bir sohbet kutusunda soru sorma olasılıkları daha yüksektir. Dijital öğrenme, bazı engelleri olan veya uzun yolculuklarla karşılaşan kişilere de yardımcı oldu. Dahası, çevrimiçi dersler genellikle notlarla kaydedildiğinden, kaydedilen materyale daha sonra geri dönebilmek, öğrenmeyi pekiştirmek için faydalı olabilir.

Ancak, çevrimiçi ve kayıtlı materyallere aşırı güvenme, öğrencilerin ihtiyaç duydukları kaynakları seçmelerini ve önceliklendirmelerini zorlaştırabilir. Buna ek olarak, bazı öğrenciler çevrimiçi öğrenmeyle ilgilenmezler, sadece canlı oturumlar sırasında "kapanırlar". Yüz yüze etkileşim olmadan, öğrenciler akranlarıyla etkileşim kurma ve sosyal becerilerini geliştirme yeteneklerini kaybederler.

Lisans öğrencilerinin çalışma ve öğrenme biçimleri de değişti. Ders kitaplarını nadiren kullanıyorlar, oysa kütüphaneler artık öğrenme materyallerine erişmek için bir yerden çok çalışma alanı olarak değer görüyor. Öğreticiler, öğrencilerin birbirleriyle ve personelle yüz yüze tanışması için daha önemli hale geldi. Grupların gerçek dünyadaki sorunları çözmek için birlikte çalışması, istihdam edilebilirliklerini ve sosyal becerilerini artırması için mükemmeldir.

Ama bu sadece öğrencilerle ilgili değil; akademisyenler de değişiyor. Personel ve öğrencilerin kampüse dönmesiyle birlikte akademisyenler, daha fazla lisans öğrencisinin katılımını sağlamak için hibrit bir öğretim biçiminin faydasını kabul ettiler. Hem yüz yüze hem de sanal oturumları içeren özel olarak hazırlanmış, "Netflix tipi" bir teklif, daha fazla sayıda öğrencinin aynı içeriği kapsayacak şekilde bireysel öğrenme ihtiyaçlarını ve tercihlerini karşılamaya yardımcı olabilir.

3. Öğrencileri zorlukların üstesinden gelme ve bilgilerini uygulama becerileri konusunda nasıl değerlendirebiliriz?

Geleneksel olarak fizik öğrencileri, belirli bir süre boyunca bir sınav salonunda oturdukları ve belirli bir konuda bildikleri her şeyi test ettikleri "kapalı kitap" sınavlarıyla değerlendiriliyordu. Ancak pandemi sırasında çevrimiçi öğrenmeye geçişle birlikte eğitimciler, bir öğrencinin yeteneğini ve potansiyelini daha iyi anlamak için yeni yaklaşımlar denemek zorunda kaldı.

Örneğin sürekli değerlendirme, ilerlemeyi ölçmek ve anlayıştaki boşlukları vurgulamak için bazı durumlarda düzenli çevrimiçi sınavlar ve "oyunlaştırma" yoluyla başlatılmıştır. Gelecekte, öğrencilerin tercih ettiği öğrenme stiline uyacak şekilde aynı akademik içeriği değerlendirmek için farklı çevrimiçi değerlendirme yöntemlerinin (yansıtıcı günlükler veya yama işi değerlendirme gibi) kullanılması mümkündür.

Ama daha ileri gitmeli miyiz? Neden öğrencileri, bir sonraki öğretim düzeyine ilerlemek için bilgileri basitçe tekrarlama yeteneklerinden ziyade, öğrenme derinliklerine (başka bir deyişle, öğrenmeyi farklı bağlamlarda aktarma ve uygulama becerilerine) göre değerlendirmiyoruz?

Bu alternatif öğrenme modeli zaten ilkokullarda var farklı yaşlardaki öğrencilerin, yaşa göre ayrılmak yerine, belirli görevleri bir “ustalık düzeyi” ile orantılı olarak gerçekleştirme becerilerine bağlı olarak farklı gruplarda oturduğu yer. Öğrenciler, yeni bir göreve geçmeden önce ünite testlerinde ustalık göstererek tipik olarak %80'lik bir not elde etmelidir. Ustalıkla öğrenme, bir konu hakkında sürdürülen ve zaman içinde hatırlanabilen derin bir anlayış düzeyi olarak tanımlanabilir.

Buna karşılık, geleneksel "özetleyici" sınavlara giren üniversite öğrencilerinin bir sonraki öğrenim yılına geçmek için genellikle sınavlarında yalnızca %50 almaları gerekir. Bu yaklaşımla ilgili sorun, öğrencilerin genellikle yüzeysel ve sığ bir bilgiyle sonuçlanmasıdır. Dahası, genellikle bilgiyi unuturlar ve onu farklı bağlamlara uygulayamazlar. Bu, gerçekleri ve bilgileri ezberlemekten daha fazlasını yapabilen mezunlar isteyen işverenler için iyi değil.

İlkokullarda kullanılan model bir üniversite ortamında benimsenmiş olsaydı, öğrenciler ustalık kriterleri karşılanana kadar çalışma ve sınav döngüsüne devam ederlerdi. Bu daha derin anlayış seviyesine ulaşamayanlara, örneğin özel ders, akran destekli öğrenme veya küçük grup tartışmaları yoluyla ekstra destek verilecektir.

4. Teknoloji, laboratuvar çalışmalarını geliştirmek veya değiştirmek için kullanılabilir mi?

Deneysel çalışma söz konusu olduğunda, lisans öğrencilerine geleneksel olarak belirli, iyi bilinen deneyler yoluyla kendi yollarını çalıştıkları yüz yüze laboratuvar oturumlarına katılmaları sağlanır. Pratik becerileri geliştirmenin yanı sıra, zaman çizelgesine dayalı bu saatler öğrencilere çalışma günlerini yapılandırır, zamanlarını planlamalarına ve yönetmelerine yardımcı olur ve grup çalışmasına ve sosyal etkileşime olanak tanır. Ancak pandemi, fizik departmanlarını bu yaklaşımı neredeyse bir gecede yeniden değerlendirmeye ve deneyleri çevrimiçi bir dünya için hızla yeniden biçimlendirmeye zorladı.

Daha iyi kaynaklara sahip bazı üniversiteler, öğrencilere bireysel kitler sağlarken, diğerleri video gösterilerine güvendi. Bir departman (anonim kalmak istiyor), bazı lisans öğrencilerine sosyal olarak mesafeli, yüz yüze laboratuvar oturumları sunarken, diğerleri çevrimiçi sanal laboratuvar çalışmalarına katıldı. Bu yaklaşım, kaynak yoğun ve zorlayıcı olsa da, ilginç sonuçlar sağladı.

Varsayım, çevrimiçi çalışan öğrencilerin laboratuvardakilerden daha az değerli bir deneyime sahip olacağıydı. Bununla birlikte, aynı öğrencilerin kendi başlarına çalışmaktan keyif aldıkları ortaya çıktı - özellikle de sohbet forumları aracılığıyla fikir alışverişinde bulunmak için başkalarıyla etkileşime girebildikleri için. Sonuç olarak, bu departman dijital laboratuvar öğretimine bu yaklaşımla devam etmeye karar verdi.

Belirli öğrenme stilleri veya ihtiyaçları olan bazı öğrenciler için sanal laboratuvarlar çok daha etkilidir. Öğrencilerine sanal olarak deneyler yaptıran Açık Üniversite OpenSTEM Laboratuvarları arayüz - ayrıca bu yöntemin öğrencilerin hatalarından ders almasını sağladığını bulmuştur. Yüz yüze öğretim laboratuvarlarında, gerçek araştırmalarda yapacağınız gibi, genellikle hata yapmaya veya deneyleri tekrarlamaya zaman yoktur. Sanal platformlar bu esnekliği sunar ve canlı yayın yoluyla hatalar hakkında geri bildirim sağlar.

Gelecekteki bir fizik derecesi için, sanal ve yüz yüze deneylerin karışımıyla hibrit bir yaklaşım gerekli görünüyor. Örneğin öğrenciler, deneylerini sınıftan önce planlamak için çevrimiçi olabilir, böylece laboratuvardaki zamanları daha odaklı olabilir ve daha fazla grup çalışması içerebilir. Gerçek laboratuvar deneyiminin pratik ve sosyal faydalarından yararlanırken aynı zamanda bağımsız öğrenmelerini de geliştireceklerdi.

Laboratuarda daha kısa süre, üniversiteler için daha ucuz olacak ve diğer faaliyetler için hayati öneme sahip laboratuar alanını boşaltacaktır. Fiziğin pahalı bir derece dersi olduğunu ve özellikle bir fizik derecesinin başlangıcında yüksek kaliteli sanal deneylerin dahil edilmesinin, bir üniversitenin diğerlerine kıyasla eğrinin önünde olduğunu göstermede hayati olabileceğini biliyoruz.

5. Fizikte çeşitli öğrenci ve personel topluluğunu nasıl çeker ve desteklersiniz?

Çoğu işletme, çeşitlilik içeren ve kapsayıcı bir iş gücünün daha iyi fikirlere, karar vermeye ve başarıya yol açabileceğini bilir. En iyi mezunları çekmek için daha geniş bir yetenek havuzuna ulaşmanın ve daha kapsayıcı olduklarından emin olmak için işe alım süreçlerini ve çalışma ortamlarını gözden geçirmenin önemini anlıyorlar.

Üniversitelerin de bunu yapması gerekiyor. Yüksek öğrenim, derece kurslarının mezun istihdamının başarısı ve öğrenci memnuniyet derecelerine göre giderek daha fazla ölçüldüğü ve değerlendirildiği aşırı rekabetçidir. Üniversitelerin, her geçmişe sahip yetenekli öğrencileri daha iyi çekmek ve desteklemek için gerçekten kapsayıcı bir ortam sağladıklarından emin olmaları ve onların tam potansiyellerini gerçekleştirmelerini sağlamaları gerekir.

Özellikle, üniversitelerin engelli insanlar, azınlık topluluklarından olanlar ve daha düşük sosyo-ekonomik geçmişe sahip olanlar da dahil olmak üzere yeterince temsil edilmeyen gruplar için daha fazlasını yapması gerekir. Gerçekten de, otizm spektrum bozukluğu da dahil olmak üzere sosyal iletişim güçlüğü çeken öğrencilerin İngiltere'deki Mezun Kariyer Danışmanlık Hizmetleri Derneği olduğu tüm engelli gruplarının tam zamanlı istihdamda olma olasılığı en düşük ve büyük ihtimalle işsizdir. Bu, fizikçiler için özellikle endişe vericidir çünkü veriler, sosyal veya iletişim bozukluğu olan öğrencilerin fizik programlarında daha yaygın olarak bulunur diğer herhangi bir lisans dersinden daha fazla.

Peki engelli ve öğrenme ihtiyacı olan üniversite öğrencilerini desteklemek için ne yapabiliriz? Okul öğrencilerine genellikle bir eğitim, sağlık ve bakım planı (EHCP) verilirken, lisans öğrencileri evrensel olarak bu şekilde değerlendirilmez. Ve bir öğrencinin engeli veya öğrenme ihtiyaçları hakkında bir üniversiteye bilgi verildiğinde bile, gizlilikle ilgili endişeler nedeniyle genellikle öğretim kadrosu ve bölümlerle paylaşılmaz.

Bu nedenle personelin, sorunları tespit edebilmeleri ve lisans öğrencilerini ilgili yardım ve desteğe yönlendirebilmeleri için eğitilmesi gerekir. Ayrıca öğrencilerin üniversiteye kaydolduklarında öğrenme ihtiyaçları hakkında bilgi paylaşmanın yollarını bulmalıyız ve bu sırada öğrencileri sahip oldukları herhangi bir engeli bildirmeleri için kendilerini teşvik etmeliyiz.

Fizik derecelerinin de farklı geçmişlere sahip öğrencileri çekmek için çok daha fazlasını yapması gerekir. en iyi yetenekleri çekmek için erişim fırsatlarını genişletmek. Çoğu fizik departmanının zaten yerleşik Eşitlik, Çeşitlilik ve Kapsayıcılık (EDI) komiteleri ve politikalarına sahip olmasıyla bazı ilerlemeler kaydedilmiştir. Bununla birlikte, personelin kendilerinin de geniş bir geçmişe sahip olduğundan emin olmalıyız. Rol model ve akıl hocası olarak hareket ederler ve personelin EDI girişimlerinde yer alması önemlidir. Ancak, yetersiz temsil edilen gruplardan olanların çeşitlilik sorunlarını çözmek için tüm sorumluluğu kendilerine yüklemesinden kaçınmalıyız. Çeşitlilik sorunlarından sorumlu olması için daha fazla personele yetki vermek, işin sadece birkaç "uzmana" bırakılmaması, birçok kişi tarafından paylaşılması anlamına gelir.

Peki geleceğin fizik derecesi ne sunuyor?

Değişen iş piyasası, dijital teknolojinin büyümesi ve çeşitlilik konularına ilişkin daha fazla farkındalık ile fizik derecelerinin gelişmesi gerekiyor.

İşverenler, iyi takım çalışması ve problem çözme becerilerine sahip mezunları giderek daha fazla istemektedir ve bunları akademik olarak titiz fizik dereceleri ile sağlamak mümkündür. Aslında işletmeler, fizik derecelerinin hiçbir şekilde “basitleştirilmesini” istemiyorlar. Bunun yerine, eğitimcilerin, öğrencileri bilgilerini iş yerinde daha iyi uygulamaya hazırlamak için bu becerilerin müfredata nasıl yerleştirilebileceğini düşünmeleri gerekir.

Ayrıca, yüksek öğretim sektöründe, tüm öğrencileri çekmek ve ihtiyaçlarını karşılamak için yeni öğretim yöntemleri ve farklı üniversite modelleri oluşturulmaktadır. Müfredat tasarımına yönelik bu yeni yaklaşımlar - GİB akreditasyon sürecindeki değişikliklerle birlikte - her öğrenciyi gelecekteki istihdam pazarları için gerekli bilgi ve becerilerle donatmak için fizik derecesinin nasıl gelişebileceği hakkında fikirler sunar.