At bestå et udfordrende indledende kemikursus giver det største løft til underrepræsenterede studerende

Undersøgelser har vist, at studerende med visse baggrunde er mindre tilbøjelige end deres jævnaldrende til at gennemføre en bachelorgrad i naturvidenskab, teknologi, teknik eller matematik – eller STEM. Disse grupper er studerende med lav indkomst, første generations universitetsstuderende, kvindelige studerende og studerende fra underrepræsenteret minoritetsbaggrund:Latinx, Afro amerikaner, Native American og Native Hawaiian og Pacific Islander.

En ny undersøgelse fra University of Washington viser, at generel kemi - en vigtig kursusserie på introduktionsniveau for mange STEM-grader - er en stor barriere for underrepræsenterede studerende. I et papir udgivet 10. juni i Videnskab fremskridt , forskere rapporterer, at de undersøgte 15 års optegnelser over elevernes præstationer, uddannelse og demografi til kemikurser på UW. De fandt ud af, at underrepræsenterede elever fik lavere karakterer i den generelle kemi-serie sammenlignet med deres jævnaldrende og, hvis karakteren var tilstrækkelig lav, var mindre tilbøjelige til at fortsætte i serien og mere tilbøjelige til at forlade STEM.

Men hvis underrepræsenterede elever gennemførte det første generelle kemikursus med mindst den minimumskarakter, der kræves for at fortsætte i serien, de var mere tilbøjelige end deres jævnaldrende til at fortsætte den generelle kemiserie og fuldføre dette store skridt mod en STEM-grad.

"Generel kemi er ofte det første naturvidenskabelige kursus, som mange potentielle STEM-studerende tager på college, og det har et brutalt ry for at forårsage masser af nedslidning, " sagde seniorforfatter Scott Freeman, en UW hovedlektor emeritus i biologi. "Da vi undersøgte dette store datasæt, vi opdagede, at det ikke kun er sandt, men det har en uforholdsmæssig negativ indvirkning på underrepræsenterede studerende, og bidrager sandsynligvis til lavere diversitet inden for STEM-områder."

Kemi er studiet af stof - med fokus på strukturen, egenskaber og opførsel af atomer og mere komplekse forbindelser. Det er sit eget videnskabelige område, og også et grundlæggende emne for mange andre videnskabelige discipliner - inklusive biologi, medicin og teknik. På mange gymnasier og universiteter, før vordende læger kan tage et biologikursus, de skal bestå generelle kemikurser, som normalt varer et år.

Under UW's kvartalssystem, den generelle kemirække består af tre kurser. På universiteter med et semestersystem, serien er ofte to.

Til det første kursus i UW generel kemi-serien, holdet fandt, at karaktererne for underrepræsenterede elever i gennemsnit var lavere end deres jævnaldrende, spænder fra 0,13 karakterpoint lavere for kvindelige studerende til 0,54 karakterpoint for elever fra underrepræsenteret minoritetsbaggrund.

Studerende går ind på college med forskellige niveauer af forberedelse. Da forskerne kontrollerede for dette ved at tage højde for high school karaktergennemsnit og SAT-score, kløften indsnævret for alle grupper. For eksempel, forskellen indsnævredes til 0,16 karakterpoint for elever fra underrepræsenteret minoritetsbaggrund. Men for ingen gruppe forsvandt kløften, og holdet så lignende mønstre for resten af ​​den generelle kemiserie.

"Det faktum, at kløften fortsætter, selv efter at vi korrigerer for forskellige niveauer af akademisk forberedelse, betyder, at der foregår noget andet - noget, der aktivt straffer underrepræsenterede studerende i generel kemi, sagde Freeman.

Karakterforskellen har konsekvenser. I UW og mange andre institutioner, studerende skal have en minimumskarakter, ofte et C-minus eller tilsvarende, i det første generelle kemikursus for at tage det næste. Holdet fandt, at underrepræsenterede elever, der fik en karakter lavere end minimum-en D eller F-var mindre tilbøjelige end deres kammerater, der fik samme karakter, til at tage kurset igen og dermed fortsætte i STEM.

Men, holdet opdagede også, at studerende fra underrepræsenterede grupper er, hvad Freeman kalder "hyperpersistente." Underrepræsenterede elever, der fik C-minus eller bedre i det første generelle kemikursus, var mere tilbøjelige end kammerater, der fik samme karakter, til at fortsætte serien.

"Underrepræsenterede studerende viser robusthed, hvis de kan nå denne minimumstærskel, sagde Freeman.

Til undersøgelsen, forskerne undersøgte optegnelser fra 25, 768 studerende, der tog UW kemikurser mellem 2001 og 2016. Disse omfattede både generel kemi og organisk kemi, en mere avanceret år lang kursusserie, der følger generel kemi og er påkrævet for mange STEM-grader i kemi, sundhed og medicin. Holdet så lignende, men mindre, forskelle i karakterer og beståelsesprocenter for underrepræsenterede elever i organisk kemi.

Nu hvor holdet har identificeret en væsentlig årsag til, at færre underrepræsenterede studerende fortsætter i STEM, Freeman og hans kolleger vil gerne forstå hvorfor. En væsentlig årsag kan være undervisningsmetoder. I løbet af studieperioden, både generel kemi og organisk kemi blev undervist ved hjælp af traditionel, forelæsningsbaserede formater. Freeman og hans team har tidligere vist, at såkaldte "aktiv læring"-metoder skaber mere inkluderende læringsmiljøer og øger elevernes præstationer i STEM-kurser. Disse teknikker er ofte afhængige af diskussioner og problemløsningstilgange, og gavner uforholdsmæssigt underrepræsenterede studerende.

Der er sandsynligvis andre faktorer, herunder større socioøkonomiske og kulturelle spørgsmål, sagde Freeman. Men den hyperpersistens holdet opdagede, hvis bekræftet af andre undersøgelser, kan tilbyde en vej frem.

"Det kan være, at hvis du kan foretage ændringer i kurser og læring, der øger elevernes præstationer - som hjælper underrepræsenterede elever med at få mindst den minimumskarakter for at fortsætte - de kan gøre det, " sagde Freeman. "Disse elever kan gøre det hårde arbejde. De har, hvad der skal til."