当你教科学和工程的时候,你会讲谁的故事?牛顿?伽利略?也许居里夫人?
这个问题被提交给了普林斯顿大学科学和工程学院的8名成员,作为他们在实践社区小组工作的一部分,该小组致力于为课程材料添加不同的声音。教授和讲师们收集了他们所讲授的科学家的照片,许多人惊讶地发现,在他们的讲座和阅读清单中,女性和有色人种科学家得到承认的竟然如此之少。
然后,他们开始识别更多不同的声音,以吸收和提升,从哈桑·伊本·海萨姆(965-1040),他在伽利略之前500年基本上发明了科学方法、针孔相机和现代光学,到玛丽·梅纳德·戴利(1911 -2003),齐亚·米安(Zia Mian)是普林斯顿大学科学与全球安全项目(Princeton’s Program in Science and Global Security)的联合主任,发表过有关核武器危险的文章。
普林斯顿大学负责多样性和包容性事务的副教务长肖恩·马克姆(Shawn Maxam)说:“让课程多样化,可以让我们确保我们向学生讲述的故事反映真相,尽可能全面、全面、包容。”“不仅是确保我们所有的学生可以把自己的课程,不过这是一个至关重要的部分形成一个科学家或工程师的身份,但这也表明,我们承认,崇敬和庆祝的贡献——不仅仅是那些老套的关于谁是一个科学家。”
凯西·瓦格纳,物理101/102课程的讲师她是实践社区小组的成员,她联系了世界各地的女性或有色人种的物理学家,请他们写一份简短的自传,包括他们的职业道路,他们的奋斗历程,他们对物理的喜爱,他们给年轻科学家的建议,以及他们不工作的时候都做些什么。
物理学家Felipe Maldonado写道:“我认为,年轻人看到教授和科学家时,会认为他们一定天生具有惊人的才能。事实上,即使最聪明的人也会犯错,而这条路对每个人来说都是坎坷的。不同的是,这些人从不放弃。”
量子物理学家拉托亚·安德森(LaToya Anderson)写道,“既然物理很难,最好相信我一开始就挣扎过。”是我作为一名黑人女性的经历以及学习小提琴和芭蕾所带来的创造力、纪律性、谦逊和毅力帮助我度过了难关。现在,它们被用来研究宇宙的基本原理。随着时间的推移,我意识到这个领域比以往任何时候都更需要我们去做新的发现,改进旧的发现,成为宇宙的探索者。”
期末考试时,瓦格纳问学生最喜欢这门课的哪一部分。有几个学生提到了这些传记。其中一位写道:“看到来自不同背景的人的传记令人鼓舞,尤其是少数族裔,因为很多少数族裔没有追求STEM,因为他们在这个领域没有看到很多像自己的人。”
这种恶性循环阻碍了我们解决世界上最重大问题的能力。
他说:“如果不动员所有最优秀、最聪明的人才,我们就无法解决人类面临的最重大、最关键的挑战。”“应对疫情、气候变化、环境种族主义——如果我们要解决这些重大挑战,迎接‘为国家服务、为人类服务’的时刻,我们需要使领域多样化,让来自不同背景的人参与进来。”
物理学讲师杰森·普查拉(Jason Puchalla)教授一门名为“未来领袖物理学”(physics for Future Leaders)的课程,他说,投射到教室屏幕上的科学家照片应该代表所有从事科学研究的人,这“似乎是显而易见的”。“但人们往往会从各种来源继承幻灯片,而不去想它。所以这些对话帮助我退一步,并意识到这一点。”
他和他的合作老师Ali Yazdani, 1909届物理学教授,邀请了来自普林斯顿大学教职员工的不同的客座演讲者给他们的学生演讲,包括科学和全球安全项目的Mian和Laure Resplandy,他是研究气候变化的地球科学和高草甸环境研究所的助理教授。
亚兹达尼十几岁时从伊朗移民到加州奥克兰,在那里他亲眼目睹了富裕地区和低收入地区学校之间的巨大差距。“我在奥克兰一个非常非常穷的地方长大,”他说。“我上的是一所非常有挑战性的高中。我不是第一代大学生——我的父母都受过教育——但我肯定经历过美国给某些人提供的糟糕机会。”
他继续说道:“我们需要多样化STEM人才输送渠道,因为简单地说,你不想错过聪明人。有聪明想法的人来自各行各业。”
创建实践社区
普林斯顿大学科学与技术委员会(CST)于去年创建了第一个实践社区小组,作为帮助来自弱势群体的学生参与STEM课程并取得成功的一步。前八名理工科教师在2021年春季学期举行了会议,并对2021-22学年的课程进行了重大改变。不久将选出第二届实务共同体的成员;简短的申请截止日期为1月28日。
CST执行董事萨米•卡恩(Sami Kahn)表示,这种方法的独特之处在于,它关注的是课程,而不是教学改革。大多数旨在促进STEM多样性的项目关注的是教学方法——她称之为教学方法。“我们想探索课程本身,探索教学的意义,”她说。因为最终,课程中使用的阅读材料、案例和例子传达了课程的价值。谁被代表(或不代表)?谁的故事正在被讲述?”
教师和他们的CST主持人在本学期初与Maxam会面,以熟悉普林斯顿大学当前的股权相关举措。“我们谈到了在课程设计中引入与我们自己的科学和学术相同水平的好奇心和探究,”马克姆说。
实践共同体回顾了以研究为基础的策略,以丰富课程材料,例如向学生介绍对科学发现作出贡献的各种各样的人,在社会和历史背景下构建科学发现,用与学生个人或文化相关的例子来说明核心概念。
这些方法中的每一种都被证明可以帮助学生坚持并在科学和工程课程中取得成功。
对普查拉来说,最有价值的部分是他可以进行头脑风暴和学习的共享社区。他说:“有一群人专注于同一件事,有一群人相互交换意见,分享前进的方法,这是非常有帮助的。”“最实用的方面是听到即时反馈,比如‘也许可以尝试一个不同的方向,’或‘太好了,我要在我的课程中加入类似的东西。’”
机械和航空航天工程讲师Lamyaa El-Gabry指出,让学生多样化的一个方法是关注最近的发展,而不是某个领域的起源。她在自己的课程中开设了一个为期两周的生物燃料实验室,这样她就可以介绍一些在生物燃料研究方面取得新进展的有色人种,比如海带科学家黛安•金(Diane Kim)、生物燃料工程师汤帕•萨克(Tumpa Sarker)和一家泥炭生物燃料公司的首席执行官迈克尔•哈林顿(Michael Harrington)。
她说:“除了课程的改变和增加之外,我更加意识到这些问题,并通过指导,尽我最大的努力来支持那些未被充分代表的学生,包括参加‘带教授去吃晚餐’,以及与学生们共进午餐。”“通过这些非正式的互动,我意识到困难是真实的,我认为,通过实践社区,我意识到这一点,使我成为一个更有效的导师。”
在春季学期结束时,每个学生都提出了他们将对自己的课程做出重大改变,以促进多样性。提议的改变包括引入现实世界和学生生成的例子,讨论影响西方文化以外的人的全球问题,关注被低估的创新者,使阅读材料的作者和讲座中的研究人员多样化,以及探索公共政策对公平和技术的影响。
学生实习生建立了一个各种材料的仓库
当实践共同体的教员们在夏天进行他们提出的课程修订时,CST也雇佣了五名本科生研究实习生。除了支持教师的努力,学生们还开发了一个多样化的材料库,包括现代和历史的案例研究和学科特定的例子。
作为他们工作的一部分,学生们正在创建一个科学家聚焦数据库,突出科学和工程领域的多样性。它包括ibn Al-Haytham和Daly,以及William Augustus Hinton(1883-1959),一个黑人医生,他开发了一种用于美国公共卫生服务的梅毒测试;跨性别男子艾伦·哈特(Alan Hart, 1890-1962)是利用x光检测肺结核的先驱;海蒂·拉玛(heidi Lamarr, 1914-2000),女演员和发明家,她在二战期间为盟军鱼雷开发了跳频技术;和许多其他人。
“这个夏天极大地帮助我获得了一个新的视角,来看待STEM多元化的挑战和可能性,”物理专业的大四学生托里·爱丁顿(Tori Edington)说。“我很高兴能利用这次实习所学到的东西来播下改变的种子。”
马克姆说:“学生们收集的课程材料和教师们实施的课程改革都是朝着正确方向迈出的一步。”“坦率地说,这是一项艰巨的工作,”他说。“这需要很多努力来打破现状,改变旧习惯,改变规范,改变惯例。但在普林斯顿,我们不会回避严格。我们愿意正视困难的问题。我相信并知道我们致力于这样做。”