目前有巨大的需求和巨大的大专科学教育改善机会。随着世界教育的进步，我们需要为更多的学生提供技术学科中的复杂理解和解决问题的技能，以使他们能够在现代社会中成为负责任和成功的公民。
新兴的研究表明，我们的大学和大学没有实现这一目标。但是，利用对人们如何学习科学和教育技术进步的进步来改善这种情况的绝佳机会。
学生不是学徒 - 但这不是一个坏概念
当前的高等教育模式以随意的方式增长，这使我们拥有传统的实践和组织模式，在某些方面，与现代教育需求相匹配。大学似乎是从与学徒紧密合作的专家的学徒模型中成长的，分配了具有挑战性的任务，然后根据需要提供指导来执行这些任务，并为他们的工作提供持续的反馈。该模型或现代对“专家个人导师”的体现，仍然是最有效的教育方法。
随着知识和人口的增长，学徒模式随着每个专家的数量越来越多，以更有效地传递信息。在印刷机发明发明之前，今天的讲座格式始于今天，这是一种有效的方法，可以传递信息和基本技能，例如在没有书面文本的情况下写作和算术。规模经济导致这种扩展到远程讲师的当前状况，通常会针对数百个很大的被动学生。
目前尚不清楚该模型在过去几十年中对科学教育以及巨大的社会和技术变化的真正有效，这显然使其显然不适合当今的科学教育。这些更改中最重要的变化如下：
1）现代的教育需求和目标与过去几个世纪甚至几十年前的目标都大不相同。现代经济要求并奖励技术科目中复杂的问题解决和沟通能力，复杂的解决问题技能通常与传统的大学教学实践不符。讲座模型虽然有利于简单信息的转移，但失去了许多个性化的挑战练习和反馈，这是获得学徒制模型的关键部分，用于获取复杂的问题解决技能。尽管这一个人教学保留在英国的教师体系中，以进行科学研究，但该系统在大规模使用上并不经济上。
2）改变学生人口统计。直到几十年前，大学教育才被认为是必要的，并且对于少数几个人来说都是有用的。现在，大学已成为现代经济中大多数职业的基本教育要求。这意味着比以前的人群更大，更多样化的人群正在寻求专上教育，因此需要一个系统，可以为大型种群提供高质量的教育。
很难充分强调这种人口的变化是多么巨大，因为当我们大多数大学最初是创建并建立了他们的组织结构时，这种情况是多么巨大。
它甚至与当今许多大学教师和管理人员自己在大学中的许多人甚至截然不同。那些哀叹我们只需要回到“美好过去”的人，不了解当今的现实。我们面临着一个前所未有的教育挑战：需要有效地向大部分人口教授复杂的技术知识和技能。过去的方法显然不足以满足这一需求。
3）教师的责任与几十年前的责任大不相同。在高等教育金字塔顶部并培训几乎所有高等教育学院的大型研究中，尤其如此。
现代研究大学现在通过教师的努力在科学和工程学的知识获取和应用中发挥了重要作用。运行研究计划已成为几乎所有科学和工程教师活动的必要组成部分，并且通常是最知名和最有意义的部分。这样的研究计划要求成功的教师花时间编写建议，并获得研究资金，管理研究生和员工，撰写学术文章，参加学术社会以及参加会议和讲座。
这很像经营小型（或有时不那么小的）业务的要求。他们的机构和政府也越来越鼓励教职员工采取额外的步骤将其研究实验室的知识转换为商业产品。这为机构带来了更多的收入，并为大学基础研究支出提供了高度可见的理由。当他们迈出这一步进入商业化时，教职员工通常还经营一家业务，除了经营大学研究实验室的类似商业管理的责任。
尽管可以为这种教师驱动的大学研究的价值和衍生公司创建的价值提出良好的论点，但结果是一个教职员工，具有新的需求和责任，在上个世纪中叶不存在。在任何关于改变高等教育的讨论中都必须考虑这些要求。
4）虽然上述变化是大学的教育作用和环境，但也发生了一种不同的变化;如何评估和实现有效的科学教育的知识状态变化。在过去的几十年中，人们对人们的思维方式和学习方式，尤其是他们学习科学的方式，尤其是他们学习科学的方式。 （1）
尽管整个历史上从未就“更好”的教育方法缺乏强烈的意见，但现在有一大批良好的研究，尤其是在科学和工程学院的大学层面上，关于教学方法的工作和不起作用，与哪些学生一起工作，以及为什么。还有关于从教育心理学，认知科学和教育研究中学习的学习原则，这些原则为设计和评估教育成果和方法提供了良好的理论指导。这些原则与那些衡量的教学实践完全一致，这些教学法已被衡量。
这项研究的重要组成部分是更好地描述构成技术主题的专家能力的原因，以及如何更有效地衡量这一点。
尽管还有很多东西要学到，但现在，当今天大多数大学教室中使用的教学方法被引入和标准化时，现在的知名度远比存在。简要地总结了一个大型领域，研究表明，人们通过被动地聆听解释并没有对像科学这样的复杂主题产生真正的理解。
真正的理解只能通过学生通过“精力研究”来积极建立自己的思维和知识的过程来积极地建立自己的理解。（2）这种学习的构造取决于他们带给该主题的认识论和信念，这些知识和信念很容易受到（积极或负面的影响），通过教学实践。 （1,2）
除事实知识外，专家还具有独特的心理组织结构和解决问题的技能，可促进该事实知识的有效检索和有用的应用。这些也有助于进一步学习相关材料。专家还具有重要的元认知能力；他们可以评估和纠正自己的理解和思维过程。这些专家“超越事实”能力的发展是学生必须在“专家”道路上建立的一些新思维方式。
这项研究对教学和评估都有重要意义：
i）最有效的科学教学是基于让学生在精神上完全参与适当挑战的智力任务，确定他们的思维，并为他们的思维的所有这些相关方面提供特定的有针对性和及时的反馈，以支持学生的持续心理施工过程。
ii）对科学学习的有意义的评估需要经过精心构造的测试来衡量这些期望的思维方式。因此，他们的设计必须基于对这些专家特征以及人们如何学习的理解，除了对学生对所讨论的主题的思考。这种评估远远超出了对事实和解决问题的食谱的简单测试，这是典型大学考试的（意外且未认可的）功能。
5）最终的戏剧性变化是与教育相关的技术。每个人都知道在过去的几十年，几年甚至几个月中，信息技术（IT）的能力（IT）的巨大提高。这些提供了许多相当明显的机会，可以极大地改变大学和大学的教学方式，并在此过程中使高等教育更加有效，更有效。不幸的是，这些巨大的机会在很大程度上尚未开发。虽然有一些壮观的例子，但通常，当前可用的教育程度和质量都非常有限。
我们现在正在高等教育的流域。我们面临着巨大的变化的需求，并且我们拥有实现巨大变化的尚未实现的机会。关于教学的研究的充分利用，尤其是通过现代IT实施的，可以改变高等教育，并让它在满足现代社会的高等教育需求方面做得更好。
本系列的大部分内容都是根据我为不列颠哥伦比亚省所做的演讲，高级教育和劳动力市场发展部所做的，涉及如何在现代大学环境中实施这种有效的教学实践和相关的有效学习评估。
我们将讨论这一假设转换的 - 优化的大学的特征，然后我们将在下一部分中讨论如何做到这一点。
- 最伟大的现代思想
- 高等教育与更快的精神下降有关
- 约翰尼为什么看不懂：学校偏爱女孩
卡尔·维曼（Carl Wieman）目前指挥不列颠哥伦比亚大学和科罗拉多科学教育计划的卡尔·威曼科学教育计划。
进一步阅读：
J. Duederstadt，21世纪的大学，大学。密歇根州出版社（2000年）对这些主题进行了广泛的讨论。
参考：
（1）J。Bransford等人，人们如何学习，Nas Press，Wash。DC。 （2002）
（2）P。Ross，《科学美国人》专家思想，第1页。 64，2006年8月，以及Ka Ericsson等人，《剑桥专业知识与专家表演手册》，剑桥大学。出版社（2006）
（3）E。Redish，The Physics Suite教学物理学，Wiley（2003）
（4）WK Adams，KK Perkins，N。Podolefsky，M。Dubson，ND Finkelstein和Ce Wieman，一种用于衡量学生对物理学和学习物理学的信念的新工具：科罗拉多州对科学调查的学习态度，物理评论，物理学特殊主题：物理：物理学：物理。教育。 res。 2，01011，2006和KK Perkins，WK Adams，ND Finkelstein，SJ Pollock和Ce Wieman，将学生的信念与学生学习有关科罗拉多州科学调查的学生学习态度，2004年PERC Reverings。
