在科学大学课程中增加个性化
在美国,建立一个不同的科学劳动力是一个国家优先事项。有人建议,在科学,技术,工程和数学领域(Stew),迫切需要一百万个合格的工人。但是,在这些学科中保留学生存在持续存在的问题,数据表明,只有40%的学生注册停工课程就完成了他们的培训。
介绍性科学课程是最大的损失点之一,部分原因是他们经常被设计为预期失败的门守课程,从大量的学生开始。研究表明,许多学生留下了茎课程,因为他们觉得事实为导向的科学文化感到疏远和脱离。学生们经常报告感觉被大招生课程孤立和课程材料的抽象性质,似乎没有在未来的生活中没有相关性。
这些负面影响对女性和少数民族学生的大学轨迹具有不成比例的影响。妇女和少数群体占茎学生人口的70%,但它们仅占茎度持有人的45%。
这种较低的毕业率导致了女性和少数族裔在STEM劳动力中的显著代表性不足。例如,在劳动力本身,非裔美国人占美国总劳动力的13%,但只占技术或STEM劳动力的3%。由于所有这些原因,STEM学院的教育者必须通过消除导致学生退学的因素来减少学生流失。
基因学和谱系学中的个性化
作为对这些统计数据的回应,Aditi Pai博士正在努力提高学生对遗传学和进化的兴趣。Pai博士的革命性教学方法是受电视剧《寻根》的启发,专注于个性化教学,让学生有机会通过探索自己的DNA来学习生物学的基础知识。通过斯佩尔曼学院的遗传学和宗谱项目,学生们在学习科学的同时也在了解自己。作为项目的一部分,学生们将显微镜对准自己,观察自己的祖先和皮肤色素沉着基因。
非洲裔美国人包含13%
占美国劳动力总数的3%,但只占技术或STEM劳动力的3%。
个性化并不是一个新概念,教育工作者早就意识到,这是一种确保理想学习结果的成功方法。提供个性化课程的方式多种多样。这包括个性化,即调整学生的教学节奏;差异化,即调整教学以适应学生的学习偏好;个性化,即考虑与学生的相关性和兴趣。
以前,在传统的课程范围内,很难实施这种以学生为中心的学习方法。然而,随着教育技术的进步,现在可以根据学生的喜好来提供内容。尽管如此,个性化学习仍然是一种相对不常见的方法,以纠正学生对STEM学科缺乏参与的问题。
干课程的独特方法
Pai博士是一名进化生物学家,也是斯佩尔曼学院生物系的教员,他正在探索如何让本科生的生物学更吸引学生的挑战。她的做法是为每个学生提供个性化的学习体验,目的是提高学生的成功程度,增加他们学习科学专业的动力。该项目向学生介绍中心生物学概念,同时关注人类变异和健康。传统的方法是使用教科书上的进化、自然选择、迁移和遗传学的例子,而Pai博士的课程侧重于她的学生的真实历史。
这种独特的本科生物学计划正在Spelman学院进行,最近在其他两个历史上的黑人学院(更多历史上学院和北卡罗来纳A&T),与Joe Graves,Kelsie Bernot,Wallace Sharif,Anna Powolny和Gene McGinnis相关联。中学生的类似程序由Nina Jablonski(宾州州)和她的团队在夏令营中经营。Spelman学院是亚特兰大,格鲁吉亚亚特兰大的一个小型选择性的,历史的黑人学院。斯派曼对斯托劳动力的非洲裔美国人的代表性产生了积极影响。学院们迫切地关注跨学科学习,这使其成为PAI博士的计划的理想机构。生物学是Spelman最大的专业之一,每年有大约有500个进入的新生参加500个新生的新生。然而,110名注册新生生物阶层的学生,只有65阶段为生物学专业,近25-35%的学生在其介绍性核心顺序结束时离开。
现代遗传学与进化
Pai博士和他的同事们试行了一门生物入门课,课程的重点是为每个学生提供个性化的材料。该项目由美国国家科学基金会资助,旨在通过跨学科方法促进科学教育。它的目标是促进弱势和少数民族学生参与科学。通过使用学生的个人DNA,该团队正在努力增加努力和兴奋,最终目标是在STEM劳动力中看到更好的代表。
Pai博士的独特方法是Spelman的介绍性生物学课程的思想侧重于遗传和家谱,以增加参与。
这种方法专注于遗传学和系谱学,努力增加参与度,同时为学生提供强大的知识基础,他们可以在此基础上构建未来的STEM教育。在课堂上,学生通过使用基因测试工具来探索他们自己的DNA,或通过在线头像的DNA序列来学习遗传学和进化的基础知识。这个练习旨在鼓励学生使用生物学和历史工具来调查他们自己的个人叙述。遗传学、DNA、个人家谱和家族史结合起来回答了这个问题:“我是谁?”派博士班上的学生进行一项“研究我”,在那里他们学习遗传、现代遗传学和进化的原理。Pai博士课程的其他独特之处还包括它的跨学科方法——利用历史和社会学来给出生物数据背景。该程序在使用可视化工具理解遗传数据方面也很新颖。
通过Pai博士的个人基因组学计划,曾经从生命中观看的生物学,从他们的生活中被删除的学生已经有机会以更加个性化的方式看到科学。而且,该课程已被证明是成为实现干科卓越卓越目标的绝佳工具。
改善了参与和结果
项目开始时收集的数据表明,学生们对生物课上的个性化课程很感兴趣。接受调查的学生中,89%的人表示,他们会报名参加使用个人基因数据的遗传学课程,65%的学生表示,他们更有可能报名参加提供DNA测试的生物课,而不是没有DNA测试选项的生物课。总的来说,学生们表示,他们“非常兴奋”,因为个性化遗传学和系谱学课程将包含一些特定元素。
除了报告高度参与度的学生外,Pai博士和她的同事还展示了通过自己的DNA研究生物学的学生的改善结果。结果表明,参与个人基因组分析的学生的成功率和那些没有的人的成功率有显着差异。2017年,超过90%的学生参加了课程,而仅有50%的人没有参加。利用个人基因组套件的学生提取率较低,使用个人基因组学学生参与课程中也注明了增长。学生的学习收益也增加了,他们的一般知识,对皮肤色素沉着和人类演化和形态的理解有明确的改进。总体而言,在完成基因和家谱模块后,可以看到大约20%的知识增加。
在这门个性化课程的前三年里,大约有220名代表性不足的女学生受益于此,还有数百名学生参加了“种族、遗传学和系谱学”专家的讲座,从中受益。此外,三所历史悠久的黑人学院和大学的十几名教师正在通过教师发展研讨会接受培训。Pai博士预测,最大的影响可能来自基因和宗谱模块、补充讲座的传播,以及DNA Portrait Builder应用程序,该应用程序有可能被任何地方的教师采用。
了解斯宾格曼学院的关于基因和家谱项目的更多信息,请访问https://www.youtube.com/watch?v=K0wMH69b7EY
个人反应
未来十年女性和少数族裔在科学、技术、工程和数学领域工作的现实目标是什么?
研究表明,来自弱势群体的工人会说:
- 缺乏教育机会,
- 缺乏鼓励,
- 缺乏榜样,而且
- 歧视
这是阻碍他们在STEM领域取得进展的主要因素。因此,确保STEM劳动力代表全国人口的最佳方法是集中精力消除上述来自工作场所和高等教育机构的偏见。其中一个关键组成部分将是让科学教育更具包容性,例如,通过个性化等课程改革。