Studenti provenienti da ambienti diversi negli Stati Uniti entrano al college con uguale interesse nei campi STEM:scienze, tecnologia, ingegneria e matematica. Ma quell'uguale interesse non porta a risultati uguali. Sei anni dopo aver iniziato un corso di laurea STEM, circa il doppio degli studenti bianchi l'ha finito rispetto agli studenti afroamericani.

Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Washington mostra che le tecniche di insegnamento nei corsi STEM universitari possono ridurre significativamente i divari nelle prestazioni dei corsi tra studenti sovrarappresentati e sottorappresentati in STEM. In un articolo pubblicato la settimana del 9 marzo su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , il team riferisce che il passaggio da tecniche passive, come le lezioni tradizionali, ai metodi di "apprendimento attivo" basati sull'indagine ha un vantaggio sproporzionato per gli studenti sottorappresentati, un termine che comprende studenti a basso reddito e Latinx, Afroamericano, Nativo americano, e studenti nativi hawaiani e delle isole del Pacifico.

I ricercatori hanno utilizzato un approccio di meta-analisi, che ha combinato i dati a livello di studente provenienti da dozzine di studi individuali, per indagare su come le prestazioni degli studenti sono cambiate quando gli istruttori hanno incorporato metodi di apprendimento più attivi nei corsi STEM universitari. Hanno scoperto che il divario di rendimento tra studenti sovrarappresentati e sottorappresentati si è ridotto nei punteggi degli esami del 33% e nelle percentuali di superamento dei corsi del 45%. Per i corsi di apprendimento attivo "ad alta intensità", in cui gli studenti hanno trascorso almeno due terzi del tempo totale in classe impegnati nell'apprendimento attivo, il divario per i punteggi degli esami si è ridotto del 42% e del 76%, rispettivamente, per le tariffe di passaggio.

"Il nostro studio mostra che un'ampia implementazione dell'apprendimento attivo nei corsi STEM universitari può avere un effetto drammatico sulla riduzione dei divari di rendimento, con risultati più positivi per gli studenti che sono sottorappresentati nei campi STEM, " ha detto l'autore principale e co-corrispondente Elli Theobald, un ricercatore associato e istruttore presso il Dipartimento di Biologia UW.

La ricerca ha dimostrato che i divari di rendimento nei corsi di laurea STEM universitari si verificano in parte perché gli studenti provenienti da ambienti sottorappresentati tendono a ottenere punteggi più bassi agli esami e hanno tassi di superamento inferiori nei corsi STEM universitari di primo livello. Di conseguenza, gli studenti più sottorappresentati cambiano specializzazione o abbandonano il college. Sei anni dopo aver iniziato una laurea STEM, Il 43% degli studenti bianchi e il 52% degli studenti asiatici americani l'hanno finito. Ma i tassi di completamento scendono tra il 20 e il 30% per Latinx, Studenti afroamericani e nativi americani, secondo l'Accademia Nazionale delle Scienze. Esistono anche disparità nel conseguimento di diplomi STEM tra studenti provenienti da ambienti ad alto e basso reddito, disse Teobaldo.

I corsi STEM universitari sono in gran parte insegnati utilizzando metodi tradizionali, metodi passivi come le lezioni. In contrasto, tecniche di apprendimento attivo, che includono una varietà di metodi di insegnamento basati sulla discussione e sulla risoluzione dei problemi, non sono stati ampiamente adottati.

"Puoi riassumere la differenza tra metodi di insegnamento passivo e attivo in tre semplici parole:'Chiedi, non dire, '" ha detto l'autore corrispondente Scott Freeman, docente principale presso il Dipartimento di Biologia UW. "L'obiettivo dell'apprendimento attivo è coinvolgere gli studenti e convincerli a utilizzare le loro abilità cognitive di ordine superiore, invece di memorizzare semplicemente le definizioni".

Gli approcci di apprendimento attivo includono attività di gruppo in classe per lavorare in profondità su concetti specifici, usando il tempo della classe per l'interazione tra pari, compiti per la risoluzione di problemi e chiamate a caso degli studenti.

In un documento del 2014 un team UW guidato da Freeman ha utilizzato un approccio di meta-analisi più classico per dimostrare che i metodi di apprendimento attivo migliorano le prestazioni medie degli studenti. Per questo nuovo studio, hanno utilizzato un diverso approccio di meta-analisi che tiene traccia dei singoli partecipanti e abbatte l'impatto dell'apprendimento attivo tra studenti sovrarappresentati e sottorappresentati. I ricercatori hanno dovuto selezionare più di 1, 800 studi pubblicati e non pubblicati prima di trovare le poche dozzine che confrontavano tecniche attive e passive e contenevano anche dati sulla demografia degli studenti, secondo Freeman. I dati sui punteggi degli esami degli studenti utilizzati provenivano da 15 studi, che rappresentano più di 9, 000 studenti, mentre i dati sui tassi di superamento provenivano da 26 studi su più di 44, 000 studenti.

In media, il team ha visto che i metodi di apprendimento attivo hanno ridotto significativamente i divari di rendimento sia nei punteggi degli esami che nelle percentuali di superamento tra gruppi di studenti sovrarappresentati e sottorappresentati.

Sono necessarie ricerche future per capire perché l'apprendimento attivo avvantaggia in modo sproporzionato gli studenti provenienti da ambienti sottorappresentati. Queste tecniche di apprendimento potrebbero creare un ambiente più accogliente e inclusivo, che può essere particolarmente importante per gli studenti che spesso si sentono come se non appartenessero a STEM, o "sentirsi esclusi, " ha affermato Theobald. L'apprendimento attivo può anche aiutare gli studenti a comprendere meglio il materiale guidandoli passo dopo passo attraverso concetti complessi, con regolari momenti di check-in. Questo mirato, la pratica intensiva può aiutare in modo sproporzionato gli studenti provenienti da contesti educativi svantaggiati, assicurandosi che capiscano il materiale e non rimangano indietro.

"Questi sono rumorosi, stanze attive, con molte interazioni dinamiche e opportunità per discutere e imparare a un livello che semplicemente non ottieni usando una lezione tradizionale, " ha detto Freeman.

Sebbene abbiano visto i maggiori effetti di riduzione del divario nei corsi che dedicavano più di due terzi del tempo in classe all'apprendimento attivo, sia Freeman che Theobald mettono in guardia gli istruttori dal rallentare l'incorporazione dell'approccio.

"Se hai un corso a lezione che hai già insegnato anche solo poche volte, cambiarlo può richiedere molto lavoro, " ha detto Theobald. "Professori e istruttori universitari hanno già così tante richieste sul loro tempo:tutoraggio di studenti laureati, richiesta di contributi, condurre ricerche, carte da lettere, classificazione, insegnamento. Capisco che sia molto chiedere loro di capovolgere le loro classi in questo modo. Quindi consiglio alle persone di iniziare in piccolo e incorporare tecniche di apprendimento attivo nel tempo".

I vantaggi sempre più evidenti dell'apprendimento attivo possono significare che college e università, così come le società professionali, potrebbe fornire incentivi e assistenza a professori e istruttori che vogliono fare il grande passo, ha aggiunto Freeman.

"È il momento di premiare le persone che ottengono buoni risultati in classe, perché ora vediamo che i benefici sono anche maggiori di quanto pensassimo, " ha detto Freeman.