Lever les obstacles qui affectent l’entrée des étudiants universitaires dans les carrières STEM
Le Calcul 1 est souvent le premier cours auquel les nouveaux étudiants sont confrontés lorsqu’ils envisagent de poursuivre diverses carrières dans des domaines STEM et connexes aux STEM. Mais avant de pouvoir choisir une spécialité et s’inscrire à des cours STEM plus avancés, ils doivent réussir le Calcul 1. Cette exigence fait du Calcul 1 un cours d’entrée pour tout, de la faculté de médecine au master en apprentissage automatique.
Dans notre travail avec la Fondation Gates, nous étudions comment réimaginer les cours et l’évaluation du Calcul 1 pour les étudiants universitaires. Notre objectif est d’éliminer les obstacles à l’apprentissage et d’aider les étudiants à intégrer et à suivre les cours de niveau universitaire qui soutiennent leurs choix de carrière. Nous avons identifié trois axes d’intérêt.
- Créez des résultats pour le calcul différentiel universitaire accessibles aux élèves, quelle que soit leur expérience au lycée.
L’expérience des élèves en mathématiques peut varier d’un lycée à l’autre. Certains élèves ont pu avoir accès à tout ce qu’ils doivent savoir pour entrer en Calcul I, tandis que d’autres n’en ont pas eu l’opportunité en raison du statut socio-économique de leur lycée. Les élèves sans telles opportunités sont parfois présentés comme manquant de compétence plutôt que simplement comme manquant d’accès aux matériaux et à l’enseignement nécessaires. Cette variation dans la couverture des contenus au lycée contribue à ce que les élèves ne s’inscrivent pas, se désinscrivent et échouent à des cours de calcul de niveau universitaire à un taux élevé, en particulier pour les groupes minoritaires.
- Développez des résultats axés sur les concepts du calcul différentiel.
Le calcul différentiel I privilégie la compréhension des calculs (processus) plutôt que ce que les mathématiques nous disent (concept). L’accent mis sur la précision procédurale récompense les élèves qui excellent dans l’apprentissage par cœur et la mémorisation, et punit ceux dont les points forts résident dans les explications conceptuelles. Une telle division pousse finalement les élèves à s’éloigner du domaine des mathématiques simplement parce qu’ils n’ont peut-être pas eu l’occasion de démontrer leur compréhension au-delà de la fluidité procédurale.
- Changer la perception de qui appartient au calcul.
Lorsque les professeurs perçoivent que les étudiants manquent de compétences de base en mathématiques, ils peuvent les qualifier de « dans la mauvaise voie » ou « trop ambitieux » pour envisager une majeure STEM. Lorsque les étudiants se font dire qu’ils ne devraient pas être en cours et qu’ils ne comprennent pas pourquoi le calcul est important pour eux, ils peuvent être moins enclins à terminer ou à poursuivre le cours.
Dans cette optique, nous organisons des idées et compétences spécifiques sous des bases plus larges de concepts fondamentaux afin d’aider les élèves à comprendre pourquoi ils apprennent des concepts ou compétences spécifiques. Nous développons également des résultats d’apprentissage et des évaluations qui démontrent comment les compétences clés développées dans les cours de mathématiques s’alignent avec celles nécessaires à la réussite dans différents parcours professionnels. Ensemble, nous pouvons faire avancer les élèves au-delà de la porte d’entrée.
Études de terrain sur les évaluations ouvertes et l’intelligence artificielle dans les classes STEM, et Erin étudie l’apprentissage des enseignants et les simulations numériques en mathématiques. Field est associée de recherche, et Erin est chercheuse associée en mesure.