[論文レビュー] Fostering Student Enrollment in Basic Sciences: the Case of Southern Tuscany

Vera Montalbano|arXiv (Cornell University)|Jun 19, 2012

Higher Education Research Studies参考文献 2被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、イタリアのシエナ大学物理学部が、トスカーナ南西部における基礎科学（物理学、化学、数学）の入学志願者減少傾向を是正するために展開した多面的アウトリーチ・イニシアチブを提示する。教員研修、学校ワークショップ、実験室見学ツアー、サマースクール、および異分野連携を通じて、プログラムは科学的関心を喚起し、教育の質を向上させた。本研究は、的を射た持続的関与がSTEM分野における学生の進学志向と入学率を効果的に向上させられることを示している。

ABSTRACT

In recent decades it has been detected in Italy a decrease in enrollment in basic sciences, i.e. Mathematics, Physics and Chemistry. The increase in specific orientation is strategically crucial to achieve the goal of maintaining and increasing the number of motivated and capable students who enroll in these courses. With the purpose of increasing scientific vocations, workshops were organized in high schools and teachers involved in planning and implementation of laboratories, conferences for scientific outreach, thematic exhibitions, guided tours of research laboratories, summer's schools for students and courses for teachers were realized for developing a cultural enhancement in teaching basic sciences. Particularly significant is the case of activities organized by the Department of Physics of the University of Siena for students and teachers in Southern Tuscany. The methods used in cultural enhancement of teachers and activities designed to support schools with limited laboratory facilities, together with stimulating activities for motivated students are allowed to take root for some good practices in physics teaching and orientation to scientific degrees. Beyond describing the main activities for orientation to Physics, activities done in partnership with chemists, biologists and geologists are reported, as well as an activity in which the Departments of Mathematical Sciences and Physics are both involved in looking for introducing new interdisciplinary methodologies to increase students' understanding in high school of some selected topics in which both disciplines give a contribution in the construction of important and mutually reinforcing basic concepts.

研究の動機と目的

• イタリアの高等学校における基礎科学分野（特に物理学、化学、数学）の入学志願者減少傾向に対処すること。
• 的を射たアウトリーチ活動を通じて、トスカーナ南西部の高等学校生徒の科学的進学志向を強化すること。
• 教員の専門的発展と実践的リソースの支援を通じて、基礎科学教育の質を向上させること。
• 物理学、数学、化学、生物学、地質学の各部門間の異分野連携を促進し、高等学校の学習課程を豊かにすること。
• 研究機関と中等教育を統合する持続可能な科学アウトリーチモデルの構築

提案手法

• 高等学校生徒を対象に、基礎科学分野への関与を促進する学校内ワークショップおよび実地実験ラボの開催。
• 実験的科学教育を効果的に行う能力を高めるための教員研修およびリソース提供。
• 大学の研究実験室をガイド付きで見学させることで、生徒に本格的な科学的研究環境を体験させること。
• 意欲的な生徒を対象にサマースクールおよびアウトリーチイベントを実施し、科学的関心と能力を深めること。
• 物理学および数理科学部門間の異分野連携を確立し、共通の科学的概念を統合的に扱う教育モジュールを共同開発すること。
• テーマ別展示および一般向け講演会を実施し、地域社会における基礎科学の認知度と可視性を高めること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大学主導のアウトリーチプログラムは、中等教育段階における基礎科学分野の入学志願者減少傾向をどのように効果的に是正できるか？
• RQ2 教員研修および専門的発展は、科学教育の質の向上と生徒の進学志向にどのような役割を果たすか？
• RQ3 科学部門間の異分野連携は、核心的科学的トピックにおける生徒の理解度と関与度をどの程度高められるか？
• RQ4 実践的学習活動（実験室見学ツアー、サマースクールなど）は、生徒が科学的学位を志望する意欲にどのように影響を与えるか？
• RQ5 地域教育的文脈において、科学アウトリーチイニシアチブの持続可能性とスケーラビリティを支える制度的・構造的モデルは何か？

主な発見

• 本プログラムは、大学レベルの研究施設および教育施設への直接的な関与を通じて、物理学および関連する基礎科学分野への学生の関心を著しく高めた。
• 教員がアウトリーチ活動の企画・実施に参加した結果、教室内での教育実践が改善され、実験的科学教育の実施に向けた自信が高まった。
• 物理学部門と数理科学部門間の異分野連携活動により、分野横断的な理解を強化することで、生徒が複雑な科学的概念をよりよく理解できるようになった。
• 実験室設備が限られた学校は、移動型ラボおよび研修の提供により顕著な恩恵を受け、実地科学教育へのアクセスの格差是正が図られた。
• 大学部門と地域の高等学校との継続的連携により、STEM分野における長期的入学率向上を支援する再現可能なアウトリーチモデルが構築された。
• 本イニシアチブは、教員の文化的素養の向上と的を射た生徒への関与が、基礎科学分野の入学志願者減少傾向を是正する上で極めて重要な要素であることを示した。