ts.tex

   1 \documentclass[12pt]{article}
   2
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   9 \pagestyle{empty} % no room for page numbers
  10
  11 \usepackage[parfill]{parskip}  % unindented paragraphs with parskips
  12
  13 \usepackage{amsmath}  % \text and other useful math stuff
  14
  15 \usepackage{hyperref}
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  23 \hypersetup{urlcolor=blue}
  24
  25 \usepackage[super,sort&compress,comma]{natbib}
  26 % super selects citations in superscript mode
  27 % sort&compress automatically sorts and compresses compound citations (\citep{a,b,...})
  28 % comma seperates multiple citations with commas rather than the default semicolons.
  29 \bibliographystyle{unsrtnat}  % number citations in the order referenced
  30
  31 \title{Teaching Philosophy}
  32 \date{\today}
  33 \author{W.~Trevor King}
  34
  35 \begin{document}
  36
  37 \maketitle
  38
  39 In high school, I initially wanted to be a marine biologist.  The goal
  40 lasted until my first physics course during my senior year, when Tom
  41 Hoch introduced me to the idea that the kinetic behavior of the world
  42 around us can be described with a handful of simple laws.  How far
  43 will this trebuchet launch a baseball?  What would you redesign to
  44 make it go farther?  How should you build a wheel to win a race down a
  45 5 foot ramp?  Besides the joy of attacking the problems themselves, I
  46 enjoyed arguing about them with my classmates.  If you pull on a
  47 thread coming from underneath a spool sitting on the table, will the
  48 spool roll toward you or away from you?  Physics gives you the feeling
  49 that you can figure out \emph{anything} (to a first approximation),
  50 and if you're not sure you're right, you can usually design and build
  51 a simple experiment to test your understanding.  In no other
  52 discipline are the fundamentals of the scientific method so clearly
  53 laid out or so obviously powerful.
  54
  55 Since that high school course, I have enjoyed honing my skills in
  56 physics and related disciplines, but no task has been as satisfying as
  57 introducing new students to the discipline and sharing my enthusiasm
  58 for the material and philosophy.  I have been lucky to have almost a
  59 decade of teaching experience from a range of teaching assistant-ships
  60 covering the classic introductory courses (with recitations and labs
  61 of 20 students in classes of up to 700) as well as some more advanced
  62 numerical methods courses (with as few as five students).  The range
  63 of formats allows me to experiment with a number of teaching styles,
  64 from modeling recitation problem solutions to more Socratic approaches
  65 for helping students design and troubleshoot software.
  66
  67 While I have not yet been in a position to design my own courses, I
  68 have enjoyed building some supportive tools.  Over the past several
  69 years, I have developed an open source
  70 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/}{course website
  71   framework} and
  72 \href{http://git.tremily.us/?p=course.git;a=tree;f=asymptote;hb=HEAD}{graphics
  73   libraries} for illustrating
  74 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/Mechanics-test.svg}{mechanics},
  75 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/ElectroMag-test.svg}{electricity
  76   and magnetism},
  77 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/Circ-test.svg}{circuits},
  78 and
  79 \href{http://blog.tremily.us/posts/Course_website/stickfigure-test.svg}{stick
  80   figures}.  I've also designed the
  81 \href{https://pypi.python.org/pypi/pygrader}{pygrader} framework for
  82 collecting and grading homework assignments that students submit via
  83 email and the \href{https://pypi.python.org/pypi/quizzer}{quizzer}
  84 framework for managing online quizzes and surveys.  These tools will
  85 make it easier for me to maintain class notes, homework, tests, and
  86 lecture material, which gives me more time to focus on engaging
  87 students directly.  Downloadable class notes also give students more
  88 time to focus on the concepts and applications instead of focusing on
  89 transcription.  I look forward to tying these pieces together and
  90 building cohesive courses to introduce new students to physics.
  91
  92 Earlier attempts at instructional tooling\citep{christian01} have not
  93 kept up with the rapid pace of software development.  Using flexible
  94 open source tools makes it possible to distribute maintenance costs
  95 across a community of teachers.  This makes it easier for existing
  96 teachers to share ideas and for new teachers to pick up where previous
  97 teachers left off, instead of having to start by recreating earlier
  98 work.  On the self-study side of this, Ben Crowell has already
  99 developed a number of open source
 100 textbooks\citep{crowell-light-and-matter,crowell-simple-nature,crowell-mechanics,crowell-conceptual-physics,crowell-calculus,crowell-general-relativity},
 101 which are freely available along with
 102 \href{git://lightandmatter.com/physics}{their source} under the
 103 \href{http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/us/}{CC BY-SA 3.0
 104   US} license.  There is room for continued development along this
 105 front, as well as uncharted territory in open source laboratory
 106 materials and equipment.  My Ph.D.\ thesis focused on developing open
 107 source software for controlling atomic force microscopes in
 108 biophysical applications\citep{wking13}, and I look forward to
 109 leveraging this experience to develop open source software and
 110 procedures for undergraduate labs.  Besides making it easier for other
 111 teachers to collaborate on lab design, an open source platform
 112 (software and hardware) will enable on-the-fly student alterations.  I
 113 expect that replacing the magic of ``black boxes'' with well
 114 documented, explorable tools will encourage students to see labs as
 115 chances to build their theoretical and practical familiarity with the
 116 physical world instead of arbitrary, cookbook-style recipes.
 117
 118 As a scientist, I feel that teaching itself can be improved through
 119 the scientific method.  By testing the effect of different classroom
 120 approaches---and by building on the research of my peers---I intend to
 121 gradually refine my teaching to improve student engagement, critical
 122 thinking, and content retention.  I am especially excited to try
 123 active learning approaches\citep{hake98,crouch01,prince04}, especially
 124 thinking-aloud pair problem solving
 125 (TAPPS\citep{lochhead87,felder09}), which has been shown to increase
 126 student performance\citep{johnson99}.  Besides improving teaching
 127 strategies, an experiment-based approach to teaching is a chance to
 128 practice what I preach, which should help convince students of the
 129 efficacy of the scientific method.  Of course, not \emph{everything}
 130 can be measured with sufficient clarity to support this approach.
 131 Developing quantitative evaluations of student learning is tricky,
 132 but---at least at a basic level---it is possible.  Mentioning these
 133 difficulties when discussing course organization with students will
 134 provide jumping-off points for discussing the limitations of the
 135 scientific approach and the flavor of scientific progress, while
 136 avoiding confusion about the well-understood fundamentals covered in
 137 the content of the course itself.
 138
 139 I look forward to guiding students through the early stages of their
 140 exposure to physics, while at the same time engaging in higher level
 141 discussions about the practice and role of science in general.  I hope
 142 that this experience is as transformative for my students as my early
 143 physics courses were for me, teaching them how to break down problems
 144 into manageable chunks and encouraging them to make use of analytical
 145 reasoning and evidenced-based inquiry in their chosen profession,
 146 regardless of whether it is directly related to physics.
 147
 148 {\footnotesize\bibliography{ts}}
 149
 150 \end{document}