Calculus-instruktionsmetoder afslører mekanismer, der modvirker BIPOC-deltagelse i STEM

Luis Leyva, assisterende professor i matematikuddannelse ved Vanderbilt University og direktør for PRISM (Power, Resistance &Identity in STEM) på Peabody College, ledet et forskerhold, der for nylig har identificeret mekanismer i bachelor-kalkulusinstruktion, der bidrager til funktionen af ​​indledende matematik som en gatekeeper til STEM-major blandt sorte studerende, Latinstuderende og hvide kvinder.

Resultaterne fra denne forskning præsenteres i et papir, "Detaljerende racialiserede og kønsbestemte mekanismer for bachelorundervisning i præcalculus og calculus i klasseværelset, " udgivet i januar 2021-udgaven af Erkendelse og instruktion . Denne forskning er en del af et større projekt, hvor Leyva fungerer som hovedefterforsker. Projektet, MOD (Udfordrende, Operationalisering, og Understanding Racialized and Gendered Events) i bachelormatematik, modtaget finansiering fra National Science Foundation's Division of Undergraduate Education (Improving Undergraduate STEM Education).

Leyva og andre forskere ved Rutgers University gennemførte en undersøgelse, der undersøgte underrepræsenterede studerendes opfattelse af calculusinstruktion i et stort, offentlig, og et historisk hvidt forskningsuniversitet i det nordøstlige USA. Ved at bruge individuelle interviews med 20 bachelorstuderende, der er underrepræsenteret med hensyn til race og køn, forskerholdet udforskede træk ved calculusinstruktion, der bidrog til oplevelser med race- og kønsundertrykkelse.

Holdet centrerede interviews omkring stimulusprompts af instruktionsbegivenheder indsamlet gennem undersøgelsesdeltageres journalisering af calculus klasseværelseserfaringer. En begivenhed kaldet "kursusfald, " for eksempel, indeholder en instruktør, der råder en hel klasse til at overveje at droppe et kursusniveau eller ikke fortsætte til Calculus 2, hvis eleverne ikke kunne løse et problem hurtigt. Deltagerne opfattede denne type begivenheder som hyppigt forekommende i calculusinstruktion. Leyva og hans team dokumenterede, hvordan deltagernes bevidsthed om sorte mennesker, Latinfolk og hvide kvinder, som var underrepræsenteret inden for videnskabelige områder, bidrog til at stille spørgsmålstegn ved deres følelse af tilhørsforhold og evner som håbefulde STEM-majore.

Ud over at aktivere snævre ideer om, hvem der hører til i STEM, Leyva fandt en anden fælles mekanisme på tværs af underrepræsenterede elevers opfattelse af calculusinstruktion som en undertrykkende oplevelse. Denne mekanisme opstod under undervisningsøjeblikke, hvor elevernes bidrag afvises eller forsømmes i calculus klasseværelser. Underrepræsenterede elever opfattede sådanne tilfælde som at stemme overens med race- og kønsstereotyper af matematik, hvilket begrænsede deres komfortniveau til at stille spørgsmål eller dele deres ideer i calculus klasseværelser.

Taget sammen, de nedslående mekanismer, som Leyva og hans team dokumenterede, afslører, at stereotyper, underrepræsentation, og andre bredere påvirkninger af undertrykkelse er ofte uanfægtede i traditionelle former for calculusinstruktion. Leyva foreslår, at instruktører af disse kurser skal nærme sig undervisningen med bevidsthed om, hvordan disse påvirkninger unikt påvirker underrepræsenterede elevers klasseværelsesoplevelser, som har store konsekvenser for diversificering af STEM-områder.

"Med større bevidsthed om, hvordan stereotyping former instruktionsmekanismer, Leyva sagde, "instruktører kan udvikle normer for engagement med deres elever for at undgå utilsigtet at fastholde racemæssige og kønsbestemte hierarkier af matematiske evner, der producerer ulige læringsmuligheder i calculus."