Giver MIT gården væk?

En fredag ​​morgen i april sidste år, var Bethany LaPenta, en anden studerende i elektroteknik og datalogi, på sit værelse i Simmons, hvor hun sad ved sin computer og spiste en skål med Apple Jacks. Hun var i sin pyjamas, og elektronisk dansemusik strømmede fra computerens højttalere. Men hun tjekkede ikke sin e-mail eller opdaterede sin Facebook-profil. Hun tog en eksamen til sit kredsløb og elektronik kursus, 6.002.

Kredsløb og elektronik var det første kursus, der blev tilbudt gennem MITx, et ambitiøst projekt, der har til formål at reproducere MIT-uddannelsesoplevelsen online for et verdensomspændende publikum, med videoforelæsninger, virtuelle laboratorieeksperimenter og automatisk bedømte hjemmeopgaver og eksamener. Men de onlinestuderende, der begyndte at tage kurset i marts, var omkring en måned bagefter 20 MIT-studerende – inklusive LaPenta – som prøvekørte systemet på campus.

Forudgående fejlfinding var afgørende, da MITx-teamet begav sig ud i ukendt farvand. Vi anede ikke, hvad der ville ske, siger Anant Agarwal, professor i elektroteknik og datalogi (EECS), som underviser i 6.002. Vi ville have været flove, hvis kun 500 mennesker meldte sig til det. Men det ville være en stor succes, hvis 10.000 gjorde det. Da kurset, kaldet 6.002x, gik live i marts 2012, tilmeldte sig mere end 154.000 mennesker. I sidste ende ville 7.157 online-studerende bestå 6.002 gange – så mange, som de kunne tage 6.002 på 40 år på MIT.

I maj voksede det allerede massive eksperiment inden for online læring sig endnu større, da MIT og Harvard annoncerede dannelsen af edX , et fælles initiativ – støttet af 30 millioner dollars fra hver skole – som ville tilbyde onlinekurser ikke kun fra dets stiftende partnere, men også fra andre universiteter. Den teknologiske platform bygget til MITx ville tjene som grundlaget for edX-platformen.

Fordelene ved MITx for et verdensomspændende publikum var indlysende. MITx er animeret af en følelse af forpligtelse til at maksimere det menneskelige potentiale, skrev Chronicle of Higher Education 's Kevin Carey. Det er simpelthen uholdbart at hævde globalt lederskab i at uddanne en planet med syv milliarder mennesker, når du samler dine uddannelsestilbud til et par tusinde heldige, der bor sammen på et lille stykke jord.

Fordelene for MIT var på den anden side mere uklare. Administratorer talte om muligheden for kun at opkræve et beskedent gebyr til MITx-studerende, der ønskede beherskelsescertifikater; det indledende kursus blev tilbudt gratis, og på pressetidspunktet var edX i gang med at blive indlemmet som en nonprofit. MIT virkede opsat på at give et produkt væk - en MIT-uddannelse - som det koster omkring $200.000. Vil edX sætte Harvard og MIT ude af drift? spurgte en overskrift på Forbes magasinets hjemmeside.

Agarwal mener dog, at edX bør forbedre den uddannelsesmæssige oplevelse på en måde, der gavner MIT-studerende ikke mindre end dem, der tager kurser online. Vi har virkelig ikke anvendt teknologi – computerteknologi, internetteknologi – til uddannelse, siger han. Med online læring kan vi virkelig genopfinde uddannelse. Han siger, at programmet faktisk vil øge værdien af ​​en MIT-uddannelse på campus ved at lade professorer og undervisningsassistenter arbejde mere direkte med studerende ved at befri dem fra de tidskrævende forpligtelser til at forelæse og bedømme. Bachelorkurser kunne adoptere, hvad Agarwal kalder lærlingemodellen, hvor studerende forfølger semesterlange forskningsprojekter under fakultetsvejledning. Folk på campus får en helt anden oplevelse, siger han. Du kan skabe en meget bedre, udvidet oplevelse end en ren online oplevelse. Og kun studerende på campus kan modtage MIT-grader.

EdX kunne også udvide puljen af ​​ansøgere til MIT, hævder Agarwal. Allerede, siger han, giver det en genstandslektion i rigoriteten af ​​en MIT-uddannelse. På online opslagstavlen dedikeret til 6.002x, har jeg set diskussioner, der siger: 'Wow, det her er svært', siger han. Folk taler om at få en ny respekt for MIT-studerende.

OCW-præcedensen
MITx voksede ud af en række møder over en periode på fem år, hvor Rafael Reif, dengang instituttets provost, rådførte sig med fakultetet, administratorer og studerendes repræsentanter om, hvordan teknologi kunne forbedre kvaliteten af ​​uddannelse på campus. Programmet blev lanceret i december 2011, og Reif udnævnte formelt Agarwal til dets direktør i marts 2012; i maj trådte Agarwal tilbage som direktør for CSAIL for at blive præsident for edX. Dette efterår er MITx (navnet refererer nu til MIT-kurser, der tilbydes gennem edX) vært for to nye onlineklasser ud over 6.002x: Introduktion til faststofkemi og Introduktion til datalogi og programmering. Harvard og University of California, Berkeley, vil også hver tilbyde to kurser på edX. Derfra, edX kursustilbud vil udvide i henhold til professorernes interesse og studerendes efterspørgsel.

Men på mange måder bygger MITx på instituttets årti gamle OpenCourseWare (OCW) initiativ, som sætter MIT kursusmaterialer såsom pensum og forelæsningsnotater – og i sidste ende, i nogle tilfælde, forelæsningsvideoer – online. Da det debuterede, fik OCW også til spekulationer om, hvorvidt det var i MITs interesse.

Mange mennesker rejste lignende spørgsmål, siger Agarwal. Men det var meget godt for MIT i mange henseender. Den ene er, at MIT blev kendt som et stort universitet i verden. Mere specifikt, siger han, hjalp det MIT-mærket. Det bragte en masse goodwill til MIT, og rekruttering blev meget lettere.

I en undersøgelse fra 2010 rapporterede 57 procent af MIT-studenterne, at de havde været opmærksomme på OCW, før de ansøgte til MIT, og af dem sagde 31 procent, at OCW havde en betydelig eller meget betydelig indflydelse på deres beslutning om at deltage. Blandt kandidatstuderende var tallene henholdsvis 45 og 30 procent. En separat fakultetsundersøgelse viste, at 34 procent af fakultetet, der havde postet materiale på OCW, mente, at webstedet havde forbedret deres professionelle status, og 58 procent af alle respondenter mente, at OCW havde forbedret deres afdelingers omdømme. Tænk på edX og MITx som det næste store skridt, siger Agarwal. Mange af de samme slags ting, der gjorde OCW godt for MIT, gælder fortsat her.

Eksperimentel platform
Fra begyndelsen, siger Agarwal, var MITx tænkt som en platform til at udføre pædagogiske eksperimenter. Selvom han er tilbageholdende med at spekulere i, hvordan disse eksperimenter kan se ud - for ham er en del af appellen ved projektet dets åbne ende - giver han et par eksempler baseret på hans og hans kollegers erfaring med 6.002x.

Organiseringen af ​​6.002x afspejlede et konventionelt kursus på campus med forelæsninger og læseopgaver, der fulgte en foreskrevet rækkefølge, ugentlige problemsæt, der testede elevernes beherskelse af de begreber, der blev præsenteret i forelæsningerne og læsningen, og laboratorieeksperimenter, der gjorde de begreber levende. Men, foreslår Agarwal, MITx kunne variere denne formel - for eksempel ved at præsentere eleverne for problemer først og kræve, at de graver de nødvendige oplysninger frem for at løse dem. Med tusindvis af studerende, der anvender hver tilgang samtidigt, ville en sammenligning af de to være statistisk meningsfuld. Studerendes eksamenspræstation vil indikere de relative fordele ved hver.

På samme måde, siger Agarwal, fik eleverne i 6.002x lov til at kontrollere nøjagtigheden af ​​deres svar på lektieproblemer; hvis de fik svarene forkert, kunne de omarbejde problemerne og indsende dem igen. Nogle studerende i testgruppen på campus følte, at det forbedrede deres forståelse af materialet; de var i stand til at identificere og rette fejl i deres ræsonnement. Du vidste præcis, hvornår du fik tingene rigtigt, og hvornår du ikke gjorde det, siger 6.002x studerende David Ku '12. Med et fysisk P-sæt bliver du bare ved, indtil du ikke kan finde ud af andet, og du regner med: 'Det er 70 procent sandsynligt, at det bliver rigtigt', og du slår det ind. Og du tænker måske ikke. om det nogensinde igen, medmindre du specifikt tager dit P-sæt og derefter sammenligner det med svarsættet, hvilket jeg ikke tror, ​​de fleste gør.

Andre elever rapporterede imidlertid, at de simpelthen ville ændre deres svar tilfældigt - gange eller dividere med 2π, f.eks. - indtil de var rigtige. Men igen, omfanget af onlinekurset er så stort, at tusindvis af studerende kunne blive tilbudt ubegrænsede checks, tusindvis af studerende kunne tilbydes få eller ingen checks, og deres eksamenspræstationer kunne sammenlignes.

Platformen bygget af [edX-chefforsker] Piotr Mitros, Dave Ormsbee og resten af ​​vores udviklingsteam giver os mulighed for at give forskellige grupper af elever lidt forskellige oplevelser, så vi kan lave den slags tests, siger Agarwal.

Fokuserede energier
Selvfølgelig behøver udvikling af nye uddannelsesteknologier ikke betyde, at de frigives gratis til den bredere verden. Men at gøre det, mener Agarwal, vil give edX en størrelse og global rækkevidde, der vil hjælpe den med at koncentrere ressourcer, etablere tekniske standarder og realisere stordriftsfordele, der vil give meget mere nyttige resultater meget hurtigere.

Vi har forsøgt at lave forskellige initiativer på campus i et par årtier, siger Agarwal. Men der er ingen standardisering. Alle har gjort deres egne ting. At tænke stort kan tjene som en lynafleder for folk til at komme sammen og fokusere al deres indsats langs én vektor, så du kan gøre noget meget, meget større.

Vi er gået sammen med Harvard, og vi kommer også til at arbejde med andre universiteter rundt om i verden, tilføjer han. Så jeg tror, ​​at dette skaber en kraft-multiplikatoreffekt.

For potentielle donorer er et projekt, der lover at forbedre kvaliteten af ​​uddannelse i udviklingslandene, også mere tiltalende end et projekt, hvis modtagere er studerende, der er heldige nok til at deltage i MIT og Harvard. Agarwal siger, at edX allerede taler med flere fonde og private filantroper. Mange af dem kontaktede os , han siger. En ikke-for-profit tilgang til demokratisering af uddannelse er noget af stor interesse for dem.

Og at opbygge et internationalt fællesskab af brugere har den bivirkning, at det skaber et internationalt fællesskab af udviklere. Den tekniske platform er stadig i gang, men når den er stabiliseret, planlægger edX at frigive den underliggende kode under en open source-licens. Fordelen ved at gøre det i stedet for at gøre det på egen hånd er, at du kan få samfundet til at udvikle sig og forbedre det, siger Agarwal. Jeg mener, det er en kæmpe opgave.

Faktisk, til Agarwals forbløffelse, ventede 6.002x studerende ikke engang på udgivelsen af ​​edX-kildekoden, før de gik ind. Da folk har anmodet om forbedringer, giver mange af eleverne selv os stykker kode og teknologier, som vi nu laver tilgængelig i hele verden, siger han. For eksempel, siger Piotr Mitros, skrev en studerende en online lærebogsfremviser, der fungerede bedre end MITx-versionen på mobile enheder; en anden skrev et program, der lod eleverne downloade kursusvideoerne fra YouTube til offline-visning. Adskillige studerende skrev brugerscripts til Firefox, der tilføjede væsentlig funktionalitet til kursusmaterialet – fra små ting som en volumenkontrol til videoafspilleren til større ting som bedre visualisering af, hvilke problemer der bedømmes, eller integration af de sociale komponenter, siger Mitros.

Åbenheden af ​​edX gav mere direkte udbytte for MIT-studerende i den eksperimentelle del af 6.002 sidste forår. MITx-webstedet var vært for to diskussionsfora dedikeret til kurset, et for MIT-studerende og et andet for dem uden for campus. Det eksterne kursus havde en større brugerbase, så online-forummet var meget mere responsivt, siger LaPenta. I det interne kursus ville du stille et spørgsmål, og et par dage senere ville du få svar. Mens du med onlinekurset ville stille et spørgsmål, og tre eller fire svar ville dukke op inden for 30 minutter.

Fordi de eksterne studerende var en måned bagefter de studerende på campus, var de ikke meget hjælpsomme med problemsæt, som havde specifikke forfaldsdatoer. Men LaPenta siger, at hun stolede på forummet for at læse til eksamen. Hvis der var et koncept, som jeg var uklar på, viste det sig, at fem andre personer havde samme spørgsmål, siger hun. Det var meget nyttigt til eksamen. Agarwal tilføjer, at elever, der tog sig tid til at besvare spørgsmål på forummet, også styrkede deres egen forståelse af materialet. Man lærer aldrig rigtig noget, før man skal lære det, siger han.

Prøvetur
For de studerende i den eksperimentelle gruppe på campus havde de fleste fordele ved MITx-platformen imidlertid at gøre med selve teknologierne, ikke det faktum, at 154.000 andre mennesker også brugte dem. Flere studerende nævnte bekvemmeligheden ved videoforelæsninger. Jeg styrede fem klasser i dette semester, så det ville have været meget sværere at gå til forelæsninger, gå til recitation, lave alle tingene, siger LaPenta. Det var meget mere bekvemt for mig end en begrænset tid, at jeg skulle gå til forelæsning. Desuden, tilføjer hun, arbejder jeg bedre senere om natten.

Ku siger, at i modsætning til LaPenta så han typisk forelæsningerne på samme tid hver uge. Men du kan se dem i enhver hastighed, fra ,75 af den almindelige til 1,5, siger han. 1,5 virkede ret godt for mig. De modulerede også stemmen, så den ikke er højere med hastighedsforøgelsen.

Når du vil have en kopi af noterne, er den allerede lige foran dig, tilføjer David Lawrence '14, som også tog pilot MITx-klassen. Alt, hvad der blev skrevet eller sagt i foredraget, er bare allerede transskriberet. Rutsjebanerne medfølger.

LaPenta siger, at hun satte pris på kursets virtuelle laboratoriekomponent, en webbaseret simulator af et kredsløbssæt. Simuleringerne online var virkelig præcise, siger hun. Man trækker bare elementerne ind på kredsløbet og trykker på ’Simuler.’ Som studerende i 6.01, Introduktion til elektroteknik og datalogi, havde LaPenta forsøgt sig med at bygge fysiske kredsløb, og hun savnede det ikke. Du vil ikke sidde der og fejlsøge et kredsløb, som du har ret til, men et element er brudt, hvilket var et tilfælde, der var sket i 6.01 et par gange, da vi lavede prototyper af vores kredsløb, siger hun. Med onlinesimulatoren behøvede du ikke at beskæftige dig med de tekniske aspekter af 'Åh, virker ledningen i denne modstand ikke?' - teknikker, der virkelig bremser din indlæring.

Og du skal ikke bekymre dig om, at noget brænder, tilføjer hun og griner.

Befrielser
Under lanceringen af ​​6.002x præsenterede professorerne stadig traditionelle forelæsninger for de studerende, der ikke var i den eksperimentelle sektion, og både de og TA'erne fejlfindede selve platformen, så de automatiserede værktøjer var ikke så befriende, som de kunne have været. Alligevel fandt Agarwal, TA'erne og Gerald Sussman, professor i elektroteknik og en af ​​kursets undervisere, tid til at mødes to gange om ugen med eleverne i den eksperimentelle afdeling. Naturligvis fokuserede noget af diskussionen på måder at forbedre MITx på, hvilket passede godt til Ku, da han som senior på andet semester havde meldt sig frivilligt til den eksperimentelle sektion, primært for at deltage i MITx platformudvikling. Men ud over de uundgåelige diskussioner om at rette MITx-fejl, virkede samtalen meget mere fritgående, end det var typisk ved en recitation. Lawrence husker for eksempel, at han diskuterede udledningen af ​​den komplekse impedans ved hjælp af Laplace-transformationen, noget der ikke er dækket af 6.002 - såvel som en samtale med Sussman om skinkeradioer.

Gerry brugte noget tid på at vise mig billeder af en stor sender med en induktor på størrelse med en lille bil, siger Lawrence. Det var meget underholdende at tale med professorerne der, ofte om områder af kredsløb, der ikke var strengt inden for kursusmaterialet - bare interessante ting. Ku er enig. Jeg gik for det meste bare for at hænge ud med professorerne, siger han.

Agarwal hævder, at MITx også vil føre til en mere tværfaglig bacheloruddannelse. Han peger på, at en række deltagere i forsøgsafsnittet var maskiningeniørstuderende, som længe havde ønsket at tage kurset, men ikke kunne. De sagde, at 6.002-kurset tidligere var i konflikt med et påkrævet mekanisk kursus, siger han. Inden for afdelingen arbejder vi ret omhyggeligt for at sikre, at typiske kurser, som studerende tager på et semester, ikke kommer i konflikt med hensyn til tider, men vi gør det ikke på tværs af campus.

Under lærlingemodellen kunne MITx også tilskynde til tværfaglige studier ved at give eleverne fleksibilitet i deres valg af projekter. Et projekt kan f.eks. anvende begreber hentet fra elektroteknik til biologiske spørgsmål eller bruge fysik til at løse problemer inden for økonomi.

Karakterudfordringen
Teorien om, at edX vil give TA'er og professorer mere tid til at arbejde direkte med studerende, antager, at karaktergivning kan automatiseres. Det kan have været tilfældet i 6.002x, hvor svarene på de fleste lektier og eksamensspørgsmål var numeriske værdier eller matematiske udtryk, men antagelsen holder ikke for alle kurser, der udbydes gennem programmet.

Hvordan man automatiserer karaktergivning er et af de store forskningsspørgsmål, som edX vil tage fat på, men det er på ingen måde et nyt problem for MIT-forskere. EECS-professor Regina Barzilay arbejder inden for bearbejdning af naturligt sprog, som søger algoritmer til at give mening i frie tekster. Barzilays gruppe har udviklet systemer, der automatisk dechiffrerede et gammelt alfabet og udledte betydningen af ​​ord i en videospilmanual ved at spille spillet. Men de har også foreslået teknikker til at forbedre automatisk essay-bedømmelse. Sidste år evaluerede en trio af forskere ved Educational Testing Service en af ​​disse teknikker ved at bruge den til at hjælpe med at score essayspørgsmål på GRE General Test og Test of English as a Foreign Language. De fandt ud af, at overensstemmelsen mellem dens score og dem, der blev tildelt af menneskelige gradere, var sammenlignelig med overensstemmelsen mellem menneskelige gradere selv. Agarwal siger, at han og Barzilay er begyndt at diskutere, hvordan hendes arbejde kunne bringes i anvendelse på edX.

Agarwal citerer også arbejdet fra Rob Miller, som leder User Interface Design Group hos CSAIL. I de seneste år har Millers gruppe forsket i crowdsourcing eller at dele komplekse opgaver op i små, diskrete enheder og dyrke dem ud over internettet. I det klassiske crowdsourcing-scenarie betales deltagerne et lille beløb - ofte kun et par cents - for hver opgave, de udfører. Millers gruppe udtænker teknikker til at organisere opgaver, så de kræver så lidt af deltagernes tid som muligt. Forskerne udvikler også metoder til at verificere deltagernes arbejde, så resultaterne ikke bliver kompromitteret af hverken inkompetence eller ondskab.

Miller underviser også i et kursus kaldet Elements of Software Construction—6.005—hvor de fleste hjemmeopgaver består af at skrive korte programmer. At verificere, at et program gør, hvad det skal, er ret nemt at automatisere, men kursusinstruktørerne ønsker også at give eleverne feedback om klarheden af ​​deres kode. Sidste efterår begyndte Miller at bruge sin gruppes crowdsourcing-teknikker til at udføre kodegennemgange. Opgaver blev ikke kun uddelt til TA'er og til MIT-alumner, som meldte sig frivilligt, men også til elever i klassen. Du vil trække på en skare, der består af dine elever – eleverne på kurset, de studerende, der allerede har taget kurset – samt, forhåbentlig, eksperter på området og kursets lærere, siger Miller. Udfordringen er at få dem til at interagere sammen på en måde, der giver god feedback til eleverne. Hvis edX-kurser fortsætter med at trække hundredtusindvis af studerende hvert semester, vil de hurtigt producere en enorm population af potentielle gradere.

At betale gradere vil sandsynligvis være upraktisk, men Agarwal påpeger, at MITx allerede giver såkaldte karma-point til studerende, der regelmæssigt bidrager med høj kvalitet til diskussionsforaene, og at høje karma-point-totaler giver brugerne privilegeret adgang til aspekter af edX-websted – f.eks. muligheden for at moderere indlæg på diskussionsfora dedikeret til bestemte kurser. Karma-point kan give et incitament til crowdsourced karaktergivning.

Miller er enig. Andre spørgsmål-og-svar-fora i programmeringsfællesskabet, siger han, giver lignende vurderinger, som højtscorere har været kendt for at citere på deres cv'er. Det er bevis på, at de behandler det som et karaktergennemsnit i den virkelige verden - at det betyder noget for dem, siger han.

I sidste ende, siger Miller, vil karaktergivning sandsynligvis ende med at blive en blanding af løsninger, som dels vil være automatiske og dels menneskelige øjenæbler. For nogle kurser, for eksempel, kunne et automatisk karaktersystem som Barzilays give et indledende bestået, med verifikation af resultaterne, der blev uddelt til tusindvis af tidligere studerende.

Men forudsat at karakterproblemet kan løses, og at onlineversioner af flere undervisningstimer på campus vil blive tilføjet, vil studerende, der har muligheden, foretrække dem frem for de konventionelle versioner?

Lawrence, som allerede havde stor erfaring med at bygge fysiske kredsløb og savnede at få sine hænder beskidte med faktiske modstande og kondensatorer, siger, at det ville afhænge af kursets indhold. Jeg ville helt klart tage X-versionen af ​​et rent teoretisk kursus, siger han. Faktisk tror jeg, at jeg ville tage et hvilket som helst X-kursus inden for MIT, der var specielt skræddersyet til at inkludere den nødvendige praktiske komponent.

Ku og LaPenta er mindre forsigtige. Det ville jeg, siger Ku. Helt sikkert, siger LaPenta. Jeg nød det virkelig.

skjule