Zelfs een kleine inspanning vooraf kan de vaardigheden en het zelfvertrouwen van meisjes vergroten als ze anticiperen op het volgen van uitdagende wetenschappelijke cursussen.

Een langlopend zomerprogramma aan de Rice University en elders, waarbij middelbare scholieren worden opgeleid in elementaire natuurkundeconcepten, is succesvol gebleken om hen te helpen gedijen wanneer ze het volgende jaar volledige cursussen volgen.

Toen de leiders van het tweeweekse dagkamp van Rice naar soortgelijke programma's buiten Houston keken, ze ontdekten dat deelnemers 3% beter scoorden op de middelbare school natuurkunde dan hun tegenhangers die niet dezelfde zomerervaring hadden.

"Dat lijkt niet veel, maar het is echt moeilijk om de naald op de resultaten van studenten te verplaatsen, dus 3% is significant, " zei Carolyn Nichol, een assistent-onderzoeksprofessor bij de afdeling Scheikunde en directeur van het Rice Office of STEM Engagement (R-STEM).

De resultaten worden gedetailleerd beschreven in een open-accessonderzoek door Nichol, hoofdauteur Ericka Lawton, en co-auteurs Carrie Obenland en Matthew Cushing van R-STEM en Christopher Barr van het Rice Office of Research in het tijdschrift American Physics Society Physical Review Natuurkunde Onderwijs Onderzoek.

De studie is een van de twee die door Nichol zijn geleid en onlangs zijn vrijgegeven. De andere analyseert het effect van professionele ontwikkeling op lange termijn voor leraren in het technisch onderwijs. Die studie van Nichol, hoofdauteur Christina Crawford van R-STEM en co-auteur Obenland verschijnen in de Journal of STEM Outreach.

De studie op de middelbare school verzamelde jarenlange gegeneraliseerde gegevens van deelnemende districten voor studenten die scheikunde studeerden maar niet deelnamen aan een kamp, en dezelfde gegevens voor degenen die dat deden. Dat gaf onderzoekers een baseline om resultaten voor dezelfde groep studenten te vergelijken nadat ze allemaal natuurkunde op de middelbare school hadden gedaan.

"Er was geen voorkeur voor zelfselectie waarbij mensen konden zeggen:'Oh, meisjes die in juni op natuurkundekamp gaan, houden nu al van natuurkunde, '" ze zei, opmerkend dat Rice en zijn tegenhangers doorgaans studenten werven van achtergestelde scholen. "De meisjes die deel uitmaakten van het onderzoek werden gematcht, dus hun scheikundescores waren hetzelfde. We baseerden dit niet op meisjes die al aan het versnellen waren in de wetenschap."

De studie was gebaseerd op een filantropische inspanning van Rice alumna en trustee Wanda Gass '78, een ingenieur die tijdens haar carrière bij Texas Instruments hielp bij het ontwikkelen van de eerste commercieel levensvatbare digitale signaalprocessor. Vervolgens richtte ze de non-profitorganisatie Design Connect Create op om meisjes aan te moedigen STEM (wetenschap, technologie, Engineering, wiskunde) studeren.

Design Connect Create organiseert zomerkampen voor meerdere schooldistricten in Texas. Nichol zei dat de studie een geweldige validatie is voor het natuurkundeprogramma dat idealiter zal leiden tot vergelijkbare cursussen in andere wetenschappelijk georiënteerde onderwerpen.

"Als ik met deze meisjes in Rice praat, en vaak willen ze hier echt niet zijn, "zei ze. "Ze zijn in het begin erg stil, want voor het grootste deel, ze worden door hun ouders gedwongen om te komen. Maar tegen het einde, ze vormen echt geweldige banden met de andere meisjes. Binnen twee weken, ze delen vaardigheden en gaan elkaar vertrouwen.

"Ik denk dat dat de echte reden is dat ze teruggaan en succesvol zijn in de natuurkunde, Nichol zei. "Ze krijgen gewoon het vertrouwen dat ze het kunnen."

De tweede studie probeerde de waarde aan te tonen van professionele ontwikkeling voor leraren wiens cursussen technische onderwerpen raken, maar die dat niet zijn, zich, ingenieurs. De onderzoekers gingen in gesprek met docenten die in 2018 en 2019 de 45-uur durende cursus op graduate niveau bij Rice volgden om te zien hoe ze techniek in hun klaslokalen hebben geïntegreerd.

De studie vond dat, gebaseerd op een reeks attributen voor zelfmotivatie bij volwassenen, leraren vertoonden een significante verbetering in de algehele zelfeffectiviteit - het geloof in hun eigen vermogen om te slagen - in technische instructie.

"Ik ben ingenieur omdat mijn vader ingenieur was, " zei Nichol, die een doctoraat in de chemische technologie heeft. "We willen techniek in K-12-klaslokalen omdat veel kinderen geen rolmodellen hebben, en we willen dat ze begrijpen dat een ingenieur iemand is die nieuwe dingen ontwerpt en creëert."

Ze zei dat het programma dat het beste illustreert wat Rice biedt, de cursus NanoEnvironmental Engineering for Teachers is, waardoor deelnemers rigoureuze praktische ervaring krijgen met het werken aan projecten voor waterduurzaamheid. De cursus, een samenwerking met het op Rice gebaseerde en door de National Science Foundation gesteunde Nanotechnology Enabled Water Treatment Center, wordt ook aangeboden aan de Arizona State en de Universiteit van Texas in El Paso.

Lawton is associate director voor onderwijskundig leiderschap en STEM-initiatieven, Obenland is docent en associate director voor outreach en onderzoek, Crawford is associate director voor wetenschap en techniek en Cushing is uitvoerend directeur van R-STEM. Barr is directeur beoordeling en evaluatie van STEM-programma's in het Office of Research.