改变的杠杆 ： 评估改变 STEM 指令的进展

FOR 杠杆 Change 改变的杠杆 更改STEM指令的进度评估 AAAS的一份报告，得到NSF和HHMI的支持 编制人桑德拉·劳森(科罗拉多大学博尔德分校) 纪律审查泰莎·安德鲁斯，玛丽琳·斯坦斯，辛迪·J·菲内利和莫拉·博雷戈，大卫·麦康奈尔，埃斯特雷拉·约翰逊和凯瑟琳·富特 执行摘要 教育研究证明，促进积极合作学习的教学方法可以增强学生在科学、技术、工程和数学（STEM）教育路径上的学习、态度和坚持性。然而，大多数学生并未体验到这些互动式教学法，而来自代表性不足群体（如非白人种族和民族群体及 美国协会 科学的进步 在来自 评估 变化的进展STEM指令 低收入学生）的学生最不可能体验到这些方法，尽管他们更有可能从中受益。我们迫切需要了解如何积极降低障碍并推动教师采用有效证据支持的教学实践。 我们将这个问题以“变革之杠杆”这一比喻来探讨。为何使用“杠杆”？在机械学中，杠杆是一种简单的机械装置，通过在其他位置应用力来移动物体在某一处的位置。当我们尝试某种方法并发现其有效时，我们就获得了...杠杆针对这一问题。在这里，我们探讨了系统、结构和文化如何作为杠杆作用于STEM教学变革的过程，同时认识到这些杠杆在复杂且多层级环境下的运作特性。 国家科学基金会 orsituationofanysingleteacher.Weseasedscholship s -andcommunity-basedanswerstothefollowingquestions: 这六个STEM学科群中基于研究的改革在本科教育中的 当前状态是什么？ s每个领域是如何达到这一状态的？哪些变革杠杆——活动 、事件、影响、运动、团体、文件、背景——对达到这一状态至关重要？对于每个学科而言，这些杠杆有何相似之处或不同之处？ s是什么为这些变化轨迹提供了证据，为什么？ 我们旨在评估STEM本科教育改革的状态，并识别有效推动STEM本科教学和学习变革的杠杆，这涉及并跨越六个STEM学科集群：生命科学;化学与生物化学;工程与计算机 科学;地球科学; 数学科学，包括统计学;and物理学和天文学。我们使用术语“采用率”来指代教师对基于研究的教学策略（RBIS ）的整体采纳和使用程度——换句话说，是RBIS持续使用的稳定状态净度，而不是过程。 s从这些证据中可以学到如何在未来十年扩大和加深这些变化的影响？ 我们委托研究者们撰写关于六个学科群中教学与变革的研究论文。接着，为了收集并评估实践者的知识，我们召集了一场约有60人参加的工作会议，这些参与者涉及跨多所高等教育机构和专业组织的各种教学变革活动。然后，我们根据当前STEM教学的状态，探讨了未来十年或两十年的机会，并利用迄今为止学到的知识来提出未来的策略。通过强调这些关键点， 通过期刊和年度会议进行教育研究和教学最佳实践。 s政府的资金项目、指导方针和支援对于推动本科STEM教育中使用RBIS起到了关键作用。 我们希望这份报告对STEM高等教育领域的利益相关者有所助益，包括机构内、学科内以及跨机构领域的研究人员 s变革杠杆的纪律差异反映了变化在文化规范、教育实践和组织方面学科的结构。应考虑此类上下文当评估是否从一个 纪律作为改变他人的杠杆是有用的。 、实践者和变革推动者。讨论的每个杠杆可能都是整体变革策略的一部分——而没有一个单独有效。如果我们认识到STEM高等教育是一个由 相互嵌套的部分和子系统构成的复杂体系，那么显然解决 认识到STEM领域的差异，报告通常表明： sSTEM领域内，教职人员对RBIS（相关背景信息系统）的认识与使用有所增加，但对这些策略的采纳，特别是关注多样化的学生群体的教学，还未普遍普及。 sSTEM本科评估的改革滞后于其他教学实践的变化。支持规划本科实验室改革的教育研究领域发展相对不足，研究工具和方法用于研究实验室学习和体验的需求也是如此。 s变革的推动者、地方及国家层面的师资发展以及实践社群对于影响RBIS的应用具有高度的重要性。关键工作包括在各个部门内部和整个机构内培养并赋予变革推动者权力，以及在STEM学校和部门中培养能够作为科学教育倡导者的师资力量。此外，应给予更多关注于准备研究生学生和博士后研究员如何在当前和未来的教学中运用RBIS。 s高校和大学的教师发展活动通常会关注教学多元化的本科学生群体，但在日常部门运营和机构运作中融入支持STEM领域的多样性和包容性的实践方面所给予的关注较少。 s为了增加RBIS的采用和使用，并将注意力集中在公平和包容性上，需要进行文化变革——包括机构支持、部门调整、奖励机制以及内部和外部政策等方面的变化。 s影响STEM实践式学习策略（RBIS）使用和采纳的因素复杂且尚未完全理解；这些因素包括学生对这些策略的反应，以及教师需要的时间和支持以有效地实施并熟练运用RBIS。 s需要采取更好的方法来衡量在各类院校中本科STEM课程教学变革对学生和教师的影响。 sSTEM专业协会可以在推广RBIS的使用、开发教学材料、召集专家综合知识和发现、提供指导文件和职业发展，以及传播方面扮演关键角色。 接纳问题的方法必须战略性地结合使用。系统的不同部分会以不同的方式展现挑战和机遇，为了在整个系统中发挥影响力，将需要采用多种方法。 变革的杠杆应同时关注个体和环境层面，并应包含鼓励采用成熟实践、让人们参与数据分析、反思自身状况以及集体决策的多种策略组合。 综合研究结果表明，人们对于取得的进展感到满足，并对进一步实现进步抱有乐观态度。这种认知与对下一步STEM教学改进措施的深刻认识相结合，即需要采取合作、多层级的方法，并超越过去简单传播策略（这些策略假设方法可以开发并传递）。这反映了正在形成的组织视角，认识到改变理论的必要性，这些理论不仅需要关注STEM教师工作所在的系统和结构，还要关注教师本身。这一视角对于推动领导者的学习、培养新类型的协作至关重要，以将公平概念和课堂策略融入专业发展和校园关于STEM教学的讨论中。这一视角对于驱动领导者的学习、促进将公平概念和课堂策略融入专业发展以及校园关于STEM教学的讨论至关重要。 S编写的执行摘要安德拉·劳森、约兰达·乔治和贝丝·鲁迪