Автор Мелоди Бейкер
Ожидается, что количество рабочих мест в науке и технологиях будет расти в два раза быстрее, чем в других профессиях, в течение следующего десятилетия.
На фоне быстро меняющейся демографической ситуации создание надежного и разнообразного потока в области STEM имеет важное значение для обеспечения конкурентоспособности и достижения расового равенства.
Но ничего не произойдет, если мы не обратимся к фундаментальному стражнику всех областей STEM: математическому анализу студентов.
Технологически развитое общество обещает удобный и интуитивно понятную среду. Но путь к карьере в науке и технике совсем не удобен для пользователя, о чем свидетельствует огромное количество студентов колледжей, решивших отказаться от специальности STEM после того, как столкнулись с классом математического анализа в колледже. Чернокожие, латиноамериканские и студентки особенно подвержены риску.
Этот шаблон указывает на необходимость глубоких изменений в проведению математического анализа, как подчеркивается в отчете, который я недавно написал в соавторстве с двумя коллегами, «Прокладывая новый курс: исследование барьеров на пути математического анализа к STEM».
Идея не в том, чтобы упростить исчисление. Многие студенты бросают путь STEM, несмотря на то, что прошли курс. Но мягкий акцент на процедурной беглости и механическом запоминании, который работал 50 лет назад, когда специалисты по математике были небольшой группой элитных учащихся, явно не отвечает потребностям более разнообразного поколения, которое будет отвечать за технологические инновации будущего.
Как подчеркивается в нашем отчете, опубликованном Just Equations и California Education Learning Lab, дальновидные математические факультеты по всей стране внедряют многообещающие подходы к обучению, чтобы сделать занятия по математическому анализу более увлекательными и эффективными для учащихся из разных слоев общества. Подходы, ориентированные на студентов, такие как активное обучение, при котором преподаватели расширяют возможности для сотрудничества в малых группах и минимизируют время лекций, были связаны с повышением успеваемости студентов. Другая версия этого подхода дополняет большие лекции небольшими интерактивными разделами.
Позитивное взаимопонимание студентов и преподавателей также играет центральную роль в успехах студентов в математике. На самом деле, согласно исследованию Математической ассоциации Америки, два из трех основных факторов хорошего преподавания математики сосредоточены на этих отношениях, а не на фактическом содержании математики.
Во-первых, это «взаимодействие в классе, которое выражает признательность учащимся», внимательно слушая их вопросы и следя за тем, чтобы они понимали концепции. Во-вторых, это «поощряющие и доступные преподаватели», которые демонстрируют интерес к обучению студентов и веру в свои способности.
Такие подходы напрямую соответствуют исследованиям, показывающим важность воспитания чувства принадлежности и математической идентичности среди студентов, исторически исключенных из областей STEM, чего традиционные подходы часто не могут сделать. Точно так же сети взаимного обучения, такие как семинары для начинающих ученых, возникли в результате исследований Калифорнийского университета в Беркли, которые зафиксировали резкое увеличение числа чернокожих студентов, получивших поддержку в обучении со своими сверстниками.
Усилия, направленные на то, чтобы сделать содержание исчисления более актуальным для областей STEM, также способствуют положительному участию большего числа студентов. Например, факультет биологических наук Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработал последовательность курсов, в которой основное внимание уделяется применению тем исчисления в биологическом контексте. Последовательность была связана со «значительно более высокими» оценками на последующих курсах естественных наук с учетом демографических характеристик, предварительной подготовки и оценок по математике. Точно так же инженерный факультет Государственного университета имени братьев Райт разработал курс «математика для инженеров», позволяющий студентам изучать математический анализ позже в своих программах. Они сообщают, что это усилило настойчивость девушек, латиноамериканцев и чернокожих студентов.
Альтернативные подходы к коррекционной математике также являются ключевыми. Например, сопутствующие стратегии позволяют учащимся пройти курс обучения на уровне колледжа и получить дополнительную поддержку, а не проходить дополнительный курс математики. Многочисленные исследования подтвердили эффективность этих подходов.
Такие изменения должны начинаться изнутри, с изменения мышления со стороны математических факультетов.
Традиционные меритократические нарративы и скрытые предубеждения относительно способностей учащихся могут стоять на пути перемен. Возможности профессионального развития могут помочь преподавателям понять, как структура классной комнаты может повлиять на чувство принадлежности учащихся, что является важной частью головоломки. Оценка учащихся также может быть инструментом для лучшего понимания потребностей учащихся.
Исчисление было де-факто стражником STEM на протяжении десятилетий, но это не обязательно так должно быть. Успехи учащихся в исчислении не предопределены заранее. Это то, что воспитывают математические программы, создавая условия для более глубокого обучения. Проактивные отделы математики и STEM все больше осознают, что новые методы и новое мышление могут сделать исчисление отвечающим потребностям 21 века и, следовательно, стать шлюзом в STEM.