Продолжительная летняя программа в Университете Райса и других местах, которая обучает старшеклассниц базовым концепциям физики, оказалась успешной, помогая им добиться успеха, когда они пройдут полный курс в следующем году.
Когда руководители двухнедельного дневного лагеря Райс рассмотрели аналогичные программы за пределами Хьюстона, они обнаружили, что участники набрали на 3% больше баллов по физике в средней школе, чем их сверстники, у которых не было аналогичного летнего опыта.
«Кажется, что это не так уж и много, но действительно сложно изменить результаты учащихся, поэтому 3% – это важно», – сказала Кэролайн Никол, доцент кафедры химии и директор Райс-офиса STEM.
Вовлечение (R-STEM).
Результаты подробно описаны в открытом доступе исследования, проведенного Николаем, ведущим автором Эрикой Лоутон и соавторами Кэрри Обенланд и Мэтью Кушингом из R-STEM и Кристофером Барром из Исследовательского отдела Райса в журнале Американского физического общества в журнале Physical Review Physics Education.
Исследовать.
Исследование является одним из двух, проводимых и недавно выпущенным Николаем. Во втором анализируется влияние долгосрочного профессионального развития учителей инженерного образования.
Это исследование Николая, ведущего автора Кристины Кроуфорд из R-STEM и соавтора Обенланда опубликовано в Journal of STEM Outreach.
В исследовании средней школы были собраны обобщенные данные за годы из участвующих округов для студентов, которые изучали химию, но не участвовали в лагере, и те же данные для тех, кто учился. Это дало исследователям основу для сравнения результатов для одной и той же группы студентов после того, как все они изучали физику в средней школе.
«Не было предвзятости к самоотбору, когда люди могли бы сказать:« О, девочки, которые ходят в физический лагерь в июне, уже любят физику », – сказала она, отметив, что Райс и ее коллеги обычно набирают учеников из школ с недостаточным уровнем обеспеченности услугами. "Девочки, участвовавшие в исследовании, были сопоставлены, поэтому их оценки по химии были одинаковыми.
Мы не основывали это на девушках, которые уже учились в науке."
Исследование было основано на благотворительных усилиях выпускницы Райс и попечителя Ванды Гасс ’78, инженера, которая помогла разработать первый коммерчески жизнеспособный цифровой сигнальный процессор во время своей карьеры в Texas Instruments. Впоследствии она основала некоммерческую организацию Design Connect Create, чтобы поощрять девочек к изучению STEM (наука, технология, инженерия, математика).
Design Connect Create проводит летние лагеря для нескольких школьных округов по всему Техасу. Никол сказал, что это исследование является отличным подтверждением программы по физике, которая в идеале приведет к аналогичным курсам по другим наукоемким темам.
«Когда я разговариваю с этими девушками в Райс, и часто они действительно не хотят здесь находиться», – сказала она. "Они очень тихие вначале, потому что по большей части их заставляют приходить их родители.
Но в конце концов они образуют действительно прекрасные отношения с другими девушками. В течение двух недель они обмениваются навыками и начинают доверять друг другу.
«Я думаю, что это настоящая причина, по которой они вернулись и достигли успеха в физике», – сказал Никол. "Они просто получают уверенность в том, что могут это сделать."
Второе исследование было направлено на то, чтобы показать ценность профессионального развития учителей, чьи курсовые работы затрагивают инженерные темы, но которые сами не являются инженерами.
Исследователи связались с учителями, которые прошли 45-часовой курс для выпускников в Райс в 2018 и 2019 годах, чтобы увидеть, как они внедрили инженерию в свои классы.
Исследование показало, что на основе набора атрибутов самомотивации взрослых учителя продемонстрировали значительное улучшение общей самоэффективности – веры в свои собственные способности к успеху – в инженерном обучении.
«Я инженер, потому что мой отец был инженером», – сказал Никол, имеющий докторскую степень в области химического машиностроения. «Мы хотим, чтобы инженеры в классах K-12, потому что у многих детей нет образцов для подражания, и мы хотим, чтобы они понимали, что инженер – это тот, кто проектирует и создает новые вещи."
Она сказала, что программа, которая лучше всего иллюстрирует то, что предлагает Райс, – это курс «Наноэкологическая инженерия для учителей», который дает участникам серьезный практический опыт работы над проектами по обеспечению устойчивости водных ресурсов.
Курс, проводимый в сотрудничестве с Центром очистки воды с применением нанотехнологий при поддержке Райса и Национального научного фонда, также предлагается в штате Аризона и Техасском университете в Эль-Пасо.
Лоутон – заместитель директора по лидерству в образовании и инициативам STEM, Обенланд – лектор и заместитель директора по информационно-просветительской работе и исследованиям, Кроуфорд – заместитель директора по науке и технике, а Кушинг – исполнительный директор R-STEM.
Барр – директор по оценке и оценке программ STEM в Исследовательском офисе.