30万美元的资助支持新方法，以吸引不同的学生参与工程
科学教育副教授Meredith Kier从美国国家科学基金会（NSF）获得了价值30万美元的资助，用于一项探索性研究，该研究将研究来自代表性不足背景的工程本科学生与中学STEM教师之间的合作关系如何吸引和激励学生学习工程。
在弗吉尼亚州和全国各地，学校部门正在将一种更加跨学科的方法纳入STEM教育，优先考虑让学生解决真实的、现实世界问题的工程经验。但是，科学和数学教师往往缺乏设计和实施这些学习体验的技能和经验。
“在为少数民族学生提供服务的高需求学校，这尤其具有挑战性，因为这些学校往往资源不足，而且存在基础设施障碍，”Kier说。“我想探索一种新的合作框架的潜力，这种框架不仅可以帮助教师获得这些技能，还可以将工程专业中代表性不足的本科生——年龄和经验与他们正在一起工作的中学生接近的导师——纳入其中。”
在该项目中，Kier将为当地大学工程专业的八名代表性不足的学生与纽波特纽斯公立学校所有八所中学的STEM教师领导进行匹配。本科生和教师将一起合作完成一个学期的课堂工程设计项目。Kier和一个研究生团队将分析大学生、教师和中学生是如何一起工作的——特别是他们如何沟通，如何克服障碍，以及每个群体如何受到这一经历的影响。该项目将历时两年，完成四轮工程设计项目。
该基金属于美国国家科学基金会“潜在变革”研究理念的一个特殊类别。这一类别的资金被称为EAGER，即探索性研究的早期概念资助，专门用于高风险和高回报的早期项目。
Kier非常清楚该项目有资格获得这类资助的潜在风险。她说：“大学水平的工程专业学生通常具有高度的分析能力，对科学和数学概念有深入的理解。”“他们可能以前从未教过书，所以当他们和老师一起设计和实施适合中学生年龄的工程项目时，不可避免地会遇到挑战。”
然而，参与者的潜在利益是巨大的。研究表明，与工程领域真实的榜样互动可以极大地增加学生在STEM领域的知识和身份。对于少数族裔学生来说尤其如此，而这些学生在工程和相关领域的代表性仍然明显不足。
“工程需要不同的视角，”Kier说。“未被充分代表的人群被排除在关于创新的讨论之外，他们的声音和观点没有得到考虑或利用。”
研究还表明，有色人种的榜样更能认同来自边缘背景的学生，使学习更相关，更有影响力。
纽波特纽斯公立学校大约70%的学生是少数种族/民族背景，超过60%的学生处于经济劣势。在与学校部门的合作中，Kier选择在中学阶段进行这个项目，因为这是学生开始考虑学科偏好和职业选择的关键时刻。
基尔正在与黑人工程师协会（Society of Black Engineers）合作，招募将参与该项目的本科生。黑人工程师协会是一个全国性组织，在许多地方大学都设有分会。学生将获得津贴，并报销往返于他们工作的学校的交通费。
每一轮项目都将以一个为期三天的协同规划孵化器开始，在这个孵化器中，大学生和教师将集思广益，设计和测试他们的工程项目。然后，本科生将在本学期的课程中与教师一起在课堂上进行六次课程，以实施该项目。
在整个孵化器和随后的学生会议中，Kier将使用视频和音频记录来研究大学生、教师和中学生之间的沟通方式。
“我们正在寻找每个小组的知识和经验连接的交汇点-帮助学生提高自己的创造力，概念化现实世界的问题，并开始像工程师一样思考和设计解决方案的时刻，”Kier说。
她预计这个项目也会给工科学生带来很大的好处。“教学和学习的互动过程将帮助这些学生培养他们表达问题和解决方案的能力，并在该领域和公众之间交流他们的工作。”
在项目结束时，Kier的目标是发表研究结果，概述一个创新和实用的模式，将职业榜样纳入课堂。对于Kier来说，特别重要的是开发一个可以应用于文化和语言不同的学校的框架。
“像这样的机会通常出现在stem专业学校，但我们将在八所不同的中学实施该项目，包括专业磁铁学校和普通教育学校，”Kier说。“我们的案例研究将研究这种合作在每种情况下的细微差别。”
Kier已经准备好应对管理两组截然不同的空间和知识类型之间的师友关系的挑战——事实上，她说这是她期待奇迹发生的地方。
她说：“我迫不及待地想看到它付诸实践。”“我很高兴看到学生和工程师一起在课堂上，发现创造性和协作性思考的新方法，并为他们的未来看到新的可能性。”
