Termodinamica e fenomeni di trasporto nelle nanotecnologie
Lo scopo principale del corso è che gli studenti selezionino un documento di ricerca esistente, realizzino un poster e lo presentino in un simposio "virtuale" dal tema "Nanotechnology and the Water-Energy Nexus", condotto dai loro compagni.
Implementazione del corso durante l'apprendimento a distanza
Proporzione di insegnamento attivo e supporto passivo:
Abbiamo 10 lezioni "fondamentali" e 10 sessioni di esercizi "fondamentali", il cui scopo è fornire la motivazione e le basi necessarie al gruppo multidisciplinare di studenti per giudicare le nanotecnologie emergenti che affrontano le sfide dell'acqua e dell'energia. Ci sono poi 4 sessioni di lezioni/esercizi per un progetto di gruppo indipendente, che chiamiamo "Core Subject". Prima di ogni sessione, ogni gruppo di studenti prepara un elemento (ad esempio, una bozza di poster, un video, ecc.), sul quale fornisco un rapido feedback scritto. Durante la lezione o l'esercitazione, gli studenti si esercitano a dare e ricevere feedback tra pari.. Nelle due sessioni finali (lezioni o esercitazioni), che sono il punto di partenza dell'intero corso, abbiamo un simposio guidato dagli studenti sul tema "Nanotecnologie e nesso acqua-energia". Per le sessioni "Foundational", la percentuale di insegnamento attivo è compresa tra il 50% e il 75% e comprende lezioni tradizionali di 20-30 minuti seguite da sessioni di breakout e dalla raccolta di feedback in plenaria. Nelle sessioni "Core Subject", la percentuale di insegnamento attivo da parte mia è del 25%, principalmente guidata dagli studenti. In queste sessioni di solito faccio una breve presentazione di 5 minuti per spiegare il compito, poi gli studenti si accoppiano con un altro gruppo e si esercitano a darsi un feedback reciproco (40 minuti). I successivi 45 minuti sono dedicati alla raccolta di feedback sulla cosa più importante che hanno imparato durante la sessione di breakout.
Feedback:
Prima di ogni sessione di Core Subject, ogni gruppo di studenti (da 3 a 4 studenti per gruppo) crea e carica online un elemento del proprio poster (ad esempio, schema, bozza del poster, video pitch preregistrato, critica del documento di ricerca) e io fornisco un rapido feedback basato sulle mie prime impressioni (simile a quello che si avrebbe in una vera sessione di poster in una conferenza). Nella sessione successiva, gli studenti vengono abbinati a un altro gruppo (mai lo stesso) dove presentano il loro elemento e ricevono un feedback. Abbiamo quattro sessioni di "feedback" come questa, che si svolgono durante una lezione o una sessione di esercizi. Nell'ultima sessione, gli studenti fanno una prova generale del simposio virtuale vero e proprio.
Partecipazione attiva degli studenti:
La partecipazione attiva degli studenti cresce con il tempo, man mano che gli studenti si trovano a loro agio e che il corso lo richiede. Durante la parte "fondativa" del corso, gli studenti partecipano attivamente nelle sale di discussione e nei contributi in plenaria. Durante la "parte centrale" del corso, gli studenti partecipano attivamente alla presentazione dei loro poster o dei loro video, e poi danno e ricevono un feedback dai colleghi. Alla fine, gli studenti gestiscono completamente un simposio virtuale online, dove il mio ruolo è solo quello di porre domande durante la sessione Q&A del simposio. Simposio virtuale: il simposio virtuale si svolge nell'arco di due giorni. Ogni gruppo che presenta è abbinato a un altro gruppo che introduce e modera la discussione. Ogni persona del gruppo di moderatori ha un ruolo da svolgere. C'è un presentatore (riproduce il video pitch preregistrato), un intervistatore (si assicura che a ogni persona sia stata posta una domanda), un registratore (controlla la finestra di chat di Zoom per le domande) e un timer (ci tiene in orario). FIRST, il presentatore riproduce il video pitch preregistrato di 3 minuti; poi il gruppo che presenta ha 5 minuti per condividere il proprio schermo e spiegare il proprio poster di ricerca; infine, abbiamo 17 minuti di domande e risposte moderate.
Comunicazione: comunichiamo da docente a studente (lezione tradizionale), da studente a studente (sessioni di breakout) e da studente a docente (discussione plenaria).
Elementi di insegnamento sincroni e asincroni:
L'intero corso è stato/è tenuto in modo "sincrono" (dal vivo). Tutte le lezioni fondamentali e gli esercizi sono registrati e messi online. Tutte le sessioni di argomenti centrali - in cui gli studenti forniscono un feedback - sono per loro natura tenute in modo sincrono. Gli elementi asincroni del mio corso includono l'apprendimento guidato dagli studenti per la creazione di un poster di ricerca e di un video.
Supporto agli studenti:
Gli studenti ricevono regolarmente un feedback da parte mia sui contenuti del simposio. Valutazione: è stata effettuata con una sessione d'esame che consisteva per il 75% in un esame scritto e per il 25% nella presentazione di un poster durante il simposio.
Descrizione del corso
Concetto generale del corso prima della pandemia - durante - dopo
Prima della pandemia, insegnavo un corso intitolato "Termodinamica e conversione energetica nelle tecnologie su micro e nanoscala". Ho rivisto in modo significativo questo corso per la primavera 2020, dandogli un nuovo titolo, anche se alcuni elementi sono rimasti invariati. Il corso è destinato principalmente a studenti di master e di dottorato e a studenti di bachelor che si occupano di sfide energetiche. Inizio spiegando quali sono le grandi sfide del nesso acqua-energia e le soluzioni materiali e di processo emergenti per affrontarle. Ispirati da ciò, ci addentriamo poi nei fondamenti della progettazione di questi materiali/processi (settimane da 1 a 10). Durante questo periodo, gli studenti formano anche un gruppo (da tre a quattro studenti), selezionano un articolo di ricerca coerente con il tema del corso (Le nanotecnologie e il nesso acqua-energia). Durante la settimana 10, realizzano una bozza del loro poster e ricevono un feedback da me e dai loro compagni. Durante l'undicesima settimana realizzano un video pitch e ricevono un feedback da me e dai loro compagni. Nella stessa settimana, criticano anche il loro poster e ricevono un feedback dai loro compagni. Grazie a questo feedback e alla pratica di presentare, dare e ricevere feedback dai compagni, sono poi in grado di gestire un simposio di due giorni.
Ogni gruppo di presentatori è abbinato a un gruppo di moderatori che riproduce il passo video preregistrato, controlla il tempo e modera la sessione di domande e risposte.
Ero molto preoccupato che il simposio "virtuale" degli studenti sarebbe stato poco frequentato, tranne quando era il loro turno di presentare. Ho quindi deciso che gli studenti avrebbero dovuto svolgere un ruolo di moderatori. Per farlo in modo efficace, avevo bisogno che vedessero come fornivo il feedback (verbale e scritto) e che facessero pratica tra loro per diverse sessioni di lezioni ed esercitazioni. Questo spostamento verso una maggiore interattività (feedback tra pari) a scapito delle lezioni più tradizionali è stato fatto durante la pandemia per salvare il simposio di fine semestre..