Fysiklejren har bevist fordele for gymnasiepiger

Selv en lille indsats på forhånd kan booste pigernes evner og selvtillid, når de forventer at tage udfordrende naturvidenskabelige kurser.

Et langvarigt sommerprogram på Rice University og andre steder, der træner gymnasiepiger i grundlæggende fysikkoncepter, har vist sig at være en succes med at hjælpe dem med at trives, når de tager på hele kurser det næste år.

Da ledere af Rices to-ugers daglejr så på lignende programmer ud over Houston, de fandt, at deltagere scorede 3 % bedre i gymnasiefysik end deres kolleger, der ikke havde den tilsvarende sommeroplevelse.

"Det virker ikke af meget, men det er virkelig svært at flytte nålen på elevernes resultater, så 3% er signifikant, " sagde Carolyn Nichol, en assisterende forskningsprofessor i Institut for Kemi og direktør for Rice Office of STEM Engagement (R-STEM).

Resultaterne er beskrevet i en åben-adgang undersøgelse af Nichol, hovedforfatter Ericka Lawton, og medforfattere Carrie Obenland og Matthew Cushing fra R-STEM og Christopher Barr fra Rice Office of Research i tidsskriftet American Physics Society Fysisk gennemgang Fysisk uddannelsesforskning.

Undersøgelsen er en af ​​to ledet og for nylig udgivet af Nichol. Den anden analyserer effekten af ​​langsigtet faglig udvikling for lærere på ingeniøruddannelserne. Den undersøgelse af Nichol, hovedforfatter Christina Crawford fra R-STEM og medforfatter Obenland optræder i Journal of STEM Outreach.

Gymnasieundersøgelsen indsamlede års generaliserede data fra deltagende distrikter for elever, der studerede kemi, men ikke deltog i en lejr, og de samme data for dem, der gjorde det. Det gav forskerne en baseline til at sammenligne resultaterne for det samme sæt elever, efter at de alle tog gymnasiefysik.

"Der var ikke en bias til selvvalg, hvor folk kunne sige, 'Åh, piger, der tager på fysiklejr i juni, kan allerede lide fysik, '" hun sagde, bemærker, at Rice og dets modstykker typisk rekrutterer elever fra undertjente skoler. "Pigerne, der var en del af undersøgelsen, blev matchet, så deres kemiresultater var de samme. Vi baserede dette ikke på piger, der allerede accelererede i naturvidenskab."

Undersøgelsen var baseret på en filantropisk indsats fra Rice alumna og tillidsmand Wanda Gass '78, en ingeniør, der hjalp med at udvikle den første kommercielt levedygtige digitale signalprocessor i løbet af sin karriere hos Texas Instruments. Hun grundlagde efterfølgende nonprofitorganisationen Design Connect Create for at opmuntre piger til at forfølge STEM (videnskab, teknologi, ingeniørarbejde, matematik) studier.

Design Connect Create afholder sommerlejre for flere skoledistrikter over hele Texas. Nichol sagde, at undersøgelsen er stor validering for fysikprogrammet, der ideelt set vil føre til lignende kurser i andre videnskabsorienterede emner.

"Når jeg taler med disse piger på Rice, og ofte vil de virkelig ikke være her, " sagde hun. "De er meget stille i starten, fordi for det meste, de bliver tvunget til at komme af deres forældre. Men til sidst, de danner virkelig vidunderlige bånd med de andre piger. Inden for to uger, de deler færdigheder og bliver tillidsfulde over for hinanden.

"Jeg tror, ​​det er den virkelige grund til, at de går tilbage og har succes i fysik, " sagde Nichol. "De får bare denne tillid til, at de kan gøre det."

Den anden undersøgelse søgte at vise værdien af ​​professionel udvikling for lærere, hvis kurser berører tekniske emner, men som ikke er, dem selv, ingeniører. Forskerne fulgte op med lærere, der tog det 45-timers ph.d.-kursus på Rice i 2018 og 2019 for at se, hvordan de inkorporerede teknik i deres klasseværelser.

Undersøgelsen fandt, at baseret på et sæt egenskaber for voksen selvmotivation, lærere viste betydelig forbedring i den overordnede selveffektivitet – troen på deres egen evne til at lykkes – i ingeniørundervisningen.

"Jeg er ingeniør, fordi min far var ingeniør, " sagde Nichol, der har en doktorgrad i kemiteknik. "Vi vil have ingeniørarbejde i K-12 klasseværelser, fordi mange børn ikke har rollemodeller, og vi vil have dem til at forstå, at en ingeniør er en, der designer og skaber nye ting."

Hun sagde, at det program, der bedst eksemplificerer, hvad Rice tilbyder, er kurset NanoEnvironmental Engineering for Teachers, hvilket giver deltagerne rigorøs praktisk erfaring med at arbejde med vandbæredygtighedsprojekter. Kurset, et samarbejde med det risbaserede og National Science Foundation-støttede Nanotechnology Enabled Water Treatment Center, tilbydes også ved Arizona State og University of Texas i El Paso.

Lawton er associeret direktør for pædagogisk ledelse og STEM-initiativer, Obenland er underviser og assisterende direktør for opsøgende og forskning, Crawford er associeret direktør for videnskab og teknik, og Cushing er administrerende direktør for R-STEM. Barr er direktør for vurdering og evaluering af STEM-programmer i Office of Research.