Ein positives Zeichen für die Bemühungen, die Wettbewerbsfähigkeit der USA in Wissenschaft und Technologie zu steigern, stellt eine neue Studie fest, dass Kurse, die College-Studenten frühzeitig in die Durchführung wissenschaftlicher Forschung einbeziehen, die Chancen der Studenten auf einen Abschluss in Naturwissenschaften, Technologie oder Ingenieurwesen dramatisch erhöhen können oder Mathematik (STEM) Abschluss.
Die Studie, die in der heutigen Ausgabe von CBE-Life Sciences Education veröffentlicht wurde, ist die bisher größte und am sorgfältigsten kontrollierte Analyse darüber, wie sich die Teilnahme an kursbasierten Forschungserfahrungen im Grundstudium auf die Ergebnisse der Studenten auswirkt. Es stellte sich heraus, dass Studenten, die an einem Programm namens Freshman Research Initiative teilnahmen, in allen demografischen Gruppen mit größerer Wahrscheinlichkeit einen College-Abschluss machten und Abschlüsse in MINT-Fächern an der University of Texas in Austin erwarben.
"Wir konnten die MINT-Retention um fast 25 Prozent steigern", sagt Erin Dolan, Executive Director des Texas Institute for Discovery Education in Science an der UT Austin und Seniorautorin der neuen Studie. "Dies ist eine echte Lösung, um den Mangel an MINT-Arbeitskräften zu beheben, den wir für das nächste Jahrzehnt erwarten."
Laut einem Bericht des President's Council of Advisors on Science and Technology aus dem Jahr 2012 müssen die USA in den nächsten zehn Jahren ungefähr 1 Million MINT-Fachkräfte mehr hervorbringen als derzeit prognostiziert, aber "weniger als 40 Prozent der Studenten, die ein College besuchen, das beabsichtigt, einen MINT-Bereich zu studieren, ein MINT-Studium absolvieren." Der Bericht wies darauf hin, dass die landesweite Steigerung des Verbleibs von MINT-Studiengängen auf 50 Prozent drei Viertel des erforderlichen Anstiegs der MINT-Arbeiter bereitstellen würde, und er schlug vor, dass die Verbesserung der naturwissenschaftlichen Bildung durch mehr praktische Forschungsmöglichkeiten eine gute Strategie wäre.
Die jahrzehnte alte Freshman Research Initiative (FRI) am College of Natural Sciences der UT Austin bringt Studenten im ersten und zweiten Studienjahr in fakultätsgeführte Labore, ein Modell, das an Forschungsuniversitäten unkonventionell ist. Die neu veröffentlichte Studie stellt fest, dass FRI:
- Erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Studenten, mit einem Bachelor-Abschluss abzuschließen, von 66 auf 83 Prozent und
- Erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Studenten, einen MINT-Abschluss zu machen, von 71 auf 94 Prozent.
Das bedeutet, dass auf je 10 Studierende, die das College of Natural Sciences betreten und am FRI teilnehmen, zwei absolvieren, die andernfalls abgebrochen hätten oder länger als sechs Jahre gebraucht hätten, um einen Bachelor-Abschluss zu erh alten, und fast drei weitere Studierende werden mit einem MINT-Abschluss abschließen, im Gegensatz zu einem Studienfachwechsel, weil sie am FRI teilgenommen haben.
Frühe Erfolge an der UT Austin haben sechs Universitäten, darunter drei weitere im UT-System, dazu veranlasst, den Ansatz zu replizieren, bei dem Studenten in Teams zusammenarbeiten, um Forschungsprojekte unter Anleitung etablierter wissenschaftlicher Mentoren durchzuführen. Studenten der UT Austin wählen Projekte aus mehr als 25 verschiedenen Forschungsbereichen in den Biowissenschaften, Naturwissenschaften und Informatik aus. Zu den Projekten gehörten die Entwicklung von Diagnosewerkzeugen für das Zika-Virus, die Programmierung autonomer Roboter, der Versuch, Biokraftstoffe zu entwickeln und die Identifizierung von Weinsorten anhand ihrer chemischen Zusammensetzung.
"Studenten, die am FRI teilnehmen, machen mit größerer Wahrscheinlichkeit einen College-Abschluss und schließen mit größerer Wahrscheinlichkeit ein MINT-Hauptfach ab", sagt Dolan. „Sie machen spannende Dinge wie Graduate School, Medizinstudium, arbeiten in der Industrie und gründen sogar ihre eigenen Unternehmen.“
Dolan und ihre Kollegen analysierten Daten von mehr als 4.000 Studenten, die am FRI-Programm teilgenommen haben. Sie haben diese FRI-Studenten sorgfältig mit Gleich altrigen abgeglichen, die nicht teilgenommen haben, aber ansonsten in Bezug auf sozioökonomischen Hintergrund, Geschlecht, Rasse, ethnische Zugehörigkeit, Ergebnisse bei standardisierten Tests und anderen Faktoren vergleichbar waren.
Studenten, die unterrepräsentierten Minderheiten angehören oder in ihren Familien die ersten sind, die aufs College gehen, verlassen mit größerer Wahrscheinlichkeit die MINT-Fächer und das College, wie frühere Untersuchungen ergeben haben. Dolan und die anderen Autoren fanden heraus, dass FRI die Bindung und den Abschluss von Studenten unabhängig von ihrem sozioökonomischen Hintergrund oder ihrer Rasse und ethnischen Herkunft fördert.
"Viele naturwissenschaftliche Pädagogen haben vermutet, dass es pädagogische Vorteile haben würde, Studenten frühzeitig mit dem Prozess echter Wissenschaft vertraut zu machen", sagte Nobelpreisträger Carl Wieman, Professor für Physik und Pädagogik an der Stanford University, der nicht an der Studie teilnahm aber war ein Verfechter für die landesweite Verbesserung der Grundwissenschaften. „Diese Studie liefert mit einer großen und vielfältigen Population von Studenten den ersten guten Beweis dafür, dass eine solche Exposition durch die Forschung im Grundstudium dramatische Vorteile für alle Studenten hat und sowohl die Abschlussquoten in MINT als auch die Gesamtabschlussquoten erheblich verbessert. Jede Universität sollte genau hinschauen auf diese Ergebnisse, wenn sie darüber nachdenken, wie sie die Qualität der MINT-Ausbildung für ihre Schüler verbessern können."
