ts.tex

   1 \documentclass[12pt]{article}
   2
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   8 \textwidth 6.5in
   9 \pagestyle{empty} % no room for page numbers
  10
  11 \usepackage{amsmath}  % \text and other useful math stuff
  12
  13 \usepackage{hyperref}
  14 \hypersetup{colorlinks}
  15 \hypersetup{linkcolor=black}
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  19 \hypersetup{menucolor=black}
  20 \hypersetup{runcolor=black}
  21 \hypersetup{urlcolor=blue}
  22
  23 \usepackage[super,sort&compress,comma]{natbib}
  24 % super selects citations in superscript mode
  25 % sort&compress automatically sorts and compresses compound citations (\citep{a,b,...})
  26 % comma seperates multiple citations with commas rather than the default semicolons.
  27 \bibliographystyle{unsrtnat}  % number citations in the order referenced
  28
  29 \title{Teaching Philosophy}
  30 \date{\today}
  31 \author{W.~Trevor King}
  32
  33 \begin{document}
  34
  35 \maketitle
  36
  37 In high school, I initially wanted to be a marine biologist.  The goal
  38 lasted until my first physics course during my senior year, when Tom
  39 Hoch introduced me to the idea that the kinetic behavior of the world
  40 around us can be described with a handful of simple laws.  How far
  41 will this trebuchet launch a baseball?  What would you redesign to
  42 make it go farther?  How should you build a wheel to win a race down a
  43 5 foot ramp?  Besides the joy of attacking the problems themselves, I
  44 enjoyed arguing about them with my classmates.  If you pull on a
  45 thread coming from underneath a spool sitting on the table, will the
  46 spool roll toward you or away from you?  Physics gives you the feeling
  47 that you can figure out \emph{anything} (to a first approximation),
  48 and if you're not sure you're right, you can usually design and build
  49 a simple experiment to test your understanding.  In no other
  50 discipline are the fundamentals of the scientific method so clearly
  51 laid out or so obviously powerful.
  52
  53 Since that high school course, I have enjoyed honing my skills in
  54 physics and related disciplines, but no task has been as satisfying as
  55 introducing new students to the discipline and sharing my enthusiasm
  56 for the material and philosophy.  I have been lucky to have almost a
  57 decade of teaching experience from a range of teaching assistant-ships
  58 covering the classic introductory courses (with recitations and labs
  59 of 20 students in classes of up to 700) as well as some more advanced
  60 numerical methods courses (with as few as five students).  The range
  61 of formats allows me to experiment with a number of teaching styles,
  62 from modeling recitation problem solutions to more Socratic approaches
  63 for helping students design and troubleshoot software.
  64
  65 While I have not yet been in a position to design my own courses, I
  66 have enjoyed building some supportive tools.  Over the past several
  67 years, I have developed an open source
  68 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/}{course website
  69   framework} and
  70 \href{http://git.tremily.us/?p=course.git;a=tree;f=asymptote;hb=HEAD}{graphics
  71   libraries} for illustrating
  72 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/Mechanics-test.svg}{mechanics},
  73 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/ElectroMag-test.svg}{electricity
  74   and magnetism},
  75 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/Circ-test.svg}{circuits},
  76 and
  77 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/stickfigure-test.svg}{stick
  78   figures}.  I've also designed the
  79 \href{https://pypi.python.org/pypi/pygrader}{pygrader} framework for
  80 collecting and grading homework assignments that students submit via
  81 email and the \href{https://pypi.python.org/pypi/quizzer}{quizzer}
  82 framework for managing online quizzes and surveys.  These tools will
  83 make it easier for me to maintain class notes, homework, tests, and
  84 lecture material, which gives me more time to focus on engaging
  85 students directly.  Downloadable class notes also give students more
  86 time to focus on the concepts and applications instead of focusing on
  87 transcription.  I look forward to tying these pieces together and
  88 building cohesive courses to introduce new students to physics.
  89
  90 Earlier attempts at instructional tooling\citep{christian01} have not
  91 kept up with the rapid pace of software development.  Using flexible
  92 open source tools makes it possible to distribute maintenance costs
  93 across a community of teachers.  This makes it easier for existing
  94 teachers to share ideas and for new teachers to pick up where previous
  95 teachers left off, instead of having to start by recreating earlier
  96 work.  On the self-study side of this, Ben Crowell has already
  97 developed a number of open source
  98 textbooks\citep{crowell-light-and-matter,crowell-simple-nature,crowell-mechanics,crowell-conceptual-physics,crowell-calculus,crowell-general-relativity},
  99 which are freely available along with
 100 \href{git://lightandmatter.com/physics}{their source} under the
 101 \href{http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/us/}{CC BY-SA 3.0
 102   US} license.  There is room for continued development along this
 103 front, as well as uncharted territory in open source laboratory
 104 materials and equipment.  My Ph.D.\ thesis focused on developing open
 105 source software for controlling atomic force microscopes in
 106 biophysical applications\citep{wking13}, and I look forward to
 107 leveraging this experience to develop open source software and
 108 procedures for undergraduate labs.  Besides making it easier for other
 109 teachers to collaborate on lab design, an open source platform
 110 (software and hardware) will enable on-the-fly student alterations.  I
 111 expect that replacing the magic of ``black boxes'' with well
 112 documented, explorable tools will encourage students to see labs as
 113 chances to build their theoretical and practical familiarity with the
 114 physical world instead of arbitrary, cookbook-style recipes.
 115
 116 As a scientist, I feel that teaching itself can be improved through
 117 the scientific method.  By testing the effect of different classroom
 118 approaches---and by building on the research of my peers---I intend to
 119 gradually refine my teaching to improve student engagement, critical
 120 thinking, and content retention.  I am especially excited to try
 121 active learning approaches\citep{hake98,crouch01,prince04}, especially
 122 thinking-aloud pair problem solving
 123 (TAPPS\citep{lochhead87,felder09}), which has been shown to increase
 124 student performance\citep{johnson99}.  Besides improving teaching
 125 strategies, an experiment-based approach to teaching is a chance to
 126 practice what I preach, which should help convince students of the
 127 efficacy of the scientific method.  Of course, not \emph{everything}
 128 can be measured with sufficient clarity to support this approach.
 129 Developing quantitative evaluations of student learning is tricky,
 130 but---at least at a basic level---it is possible.  Mentioning these
 131 difficulties when discussing course organization with students will
 132 provide jumping-off points for discussing the limitations of the
 133 scientific approach and the flavor of scientific progress, while
 134 avoiding confusion about the well-understood fundamentals covered in
 135 the content of the course itself.
 136
 137 I look forward to guiding students through the early stages of their
 138 exposure to physics, while at the same time engaging in higher level
 139 discussions about the practice and role of science in general.  I hope
 140 that this experience is as transformative for my students as my early
 141 physics courses were for me, teaching them how to break down problems
 142 into manageable chunks and encouraging them to make use of analytical
 143 reasoning and evidenced-based inquiry in their chosen profession,
 144 regardless of whether it is directly related to physics.
 145
 146 {\footnotesize\bibliography{ts}}
 147
 148 \end{document}