[论文解读] 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 10

一句话总结

本文介紹了意大利锡耶纳大学物理系为扭转意大利南部托斯卡纳地区基础科学（物理、化学、数学）入学人数下降趋势而实施的多方面推广计划。通过教师培训、学校工作坊、实验室导览、暑期学校以及跨学科合作，该项目成功激发了学生对科学的兴趣并提升了教学质量，表明有针对性且持续的参与能够有效改善学生对STEM领域的认知与入学率。

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.

研究动机与目标

• 应对意大利高中基础科学（尤其是物理、化学和数学）入学人数持续下降的趋势。
• 通过有针对性的推广活动，增强意大利南部托斯卡纳地区高中生的科学导向。
• 通过教师专业发展和实用资源支持，提升基础科学教学的质量。
• 促进物理、数学、化学、生物和地质学系之间的跨学科合作，以丰富高中课程内容。
• 开发可持续的科学推广模式，将研究机构与中等教育体系有效整合。

提出的方法

• 组织面向高中生的校本工作坊和实践性实验室活动，以促进其对基础科学的参与。
• 为高中教师提供培训和资源，以提升其开展实验科学教育的能力。
• 组织大学研究实验室的导览活动，让学生接触真实的科研环境。
• 举办暑期学校和推广活动，为有潜力的学生提供深入科学兴趣和技能发展的机会。
• 在物理与数学科学系之间建立跨学科合作，共同开发共享科学概念的教学模块。
• 实施主题展览和公开讲座，提高社区对基础科学的认知度与可见度。

实验结果

研究问题

• RQ1 大学主导的推广项目在多大程度上能有效扭转中等教育阶段基础科学入学人数下降的趋势？
• RQ2 教师培训与专业发展在提升科学教育质量和学生导向方面发挥何种作用？
• RQ3 科学系之间的跨学科合作在多大程度上能增强学生对核心科学主题的理解与参与度？
• RQ4 体验式学习活动（如实验室导览和暑期学校）在多大程度上影响学生选择科学类学位的意愿？
• RQ5 哪些机构与结构模式能够支持区域教育背景下科学推广项目的可持续性与可扩展性？

主要发现

• 通过让学生直接接触大学层面的研究与教学设施，该项目成功提升了学生对物理及相关基础科学的兴趣。
• 教师参与推广活动的策划与实施，显著改善了课堂教学实践，并增强了其在开展实验科学教育方面的信心。
• 物理与数学科学系之间的跨学科活动通过促进学科间的相互理解，帮助学生更好地掌握复杂科学概念。
• 实验室设施有限的学校从项目提供的移动实验室和培训中获益显著，从而实现了更公平的实践科学教育机会。
• 大学各院系与当地高中的持续合作，形成了可复制的科学推广模式，有效支持了STEM领域学生长期的入学率。
• 该计划表明，提升教师文化素养与实施有针对性的学生参与策略，是扭转基础科学入学人数下降趋势的关键因素。