Para hacer la ciencia más equitativa nació SEISMIC

Por Emily Ayshford

Un nuevo proyecto colaborativo tiene como objetivo hacer que los cursos introductorios de STEM sean exitosos para todos.

El físico Tim McKay ha enseñado suficientes cursos introductorios de física para saber qué piensan muchos estudiantes universitarios sobre ellos: son difíciles. Obtendrás una calificación más baja en ellos que en tus otros cursos. Y lo peor de todo: si no lo haces bien, entonces probablemente no debías estudiar ciencias después de todo. 

Los estudios han demostrado que aquellos que enfrentan las peores consecuencias de esta mentalidad son aquellos que ya tienen menos probabilidades de encontrarse en muchos campos STEM: mujeres, minorías subrepresentadas y estudiantes de bajos ingresos. 

En la educación superior, esto no es un secreto. Pero crear el cambio cultural necesario para comprender el núcleo de estos problemas requiere esfuerzo y colaboración entre las instituciones, sin mencionar la aceptación de arriba hacia abajo. 

Afortunadamente, McKay, que ha sido profesor en la Universidad de Michigan desde 1995, está preparado para el desafío. Y está equipado con la herramienta no tan secreta a la que todo físico recurre para obtener respuestas: datos. 

Después de cortarse los dientes al principio de su carrera en el Sloan Digital Sky Survey, una colaboración de cientos de científicos que estudiaron el universo utilizando datos de telescopio, comprendió el valor de un experimento que reunió a las mentes interdisciplinarias más importantes para encontrar nuevas ideas en grandes conjuntos de datos. 

Durante la última década, ha utilizado esas herramientas para estudiar las desigualdades en la educación. Ahora, como jefe del proyecto Sloan Equity and Inclusion in STEM Introductory Courses (SEISMIC) , ha reunido a 180 personas de 10 universidades públicas de investigación para comprender qué hace que los cursos STEM sean desiguales entre los estudiantes. 

No solo eso, el grupo está trabajando para crear soluciones concretas que cambien la forma en que se imparten estos cursos y para crear una nueva forma para que los profesores y el liderazgo universitario piensen sobre la educación. En un año en el que los sistemas educativos en todo el país están siendo interrumpidos y examinados, los miembros dicen que quizás ahora es el momento de crear un cambio real. 

“Tenemos que cambiar la cultura”, dice McKay, quien ahora es decano asociado de educación universitaria en la Universidad de Michigan. “Realmente me gustaría que los estudiantes tomaran una introducción a los cursos de ciencias y salieran sintiendo que tuvieron un éxito real, como si estuvieran preparados para aprender las raíces profundas del campo, en lugar de sentir que lo lograron por la piel de sus dientes y no entendí nada “.

Alejándose de las ‘penalizaciones de grado’ de STEM

Para muchos estudiantes en grandes universidades de investigación, los cursos de introducción a STEM involucran grandes salas de conferencias llenas de cientos de estudiantes, todos viendo a un solo profesor escribir notas y explicar los conceptos básicos del campo al frente de la sala, un escenario que ha jugado fuera de la misma manera durante décadas. 

Para algunos estudiantes, esto funciona bien. Como estudiante universitario en la Universidad de Temple a fines de la década de 1980, el propio McKay encontró su camino hacia la física a través de cursos como estos. Lo que lo inspiró fue su entusiasta instructor magnético, Jack Crow, quien lo entusiasmó con la consistencia y la lógica de la física.

Cuando McKay se convirtió en profesor por primera vez, trató de emular ese entusiasmo, pensando que era suficiente para inspirar a sus alumnos. “Pero descubrí que la enseñanza es un oficio que se aprende a hacer, y se aprende a través de la evidencia, no del instinto”, dice. “El entusiasmo no es un enfoque terrible, pero está lejos de ser el más efectivo”.

Comenzó a experimentar en sus cursos, dando a los estudiantes clickers electrónicos para responder preguntas durante la clase. Descubrió que involucraba a estudiantes que de otra manera pasivamente se sentarían atrás y escucharían. Cuando se convirtió en director del programa de honores en la Facultad de Literatura, Ciencia y Artes de Michigan en 2008, se dio cuenta de que no tenía idea de qué tipo de pedagogía funcionaba bien en todas las disciplinas. Para averiguarlo, recurrió a los datos. 

Sabía que los estudiantes tendían a obtener calificaciones más bajas en los cursos de introducción a STEM, pero quería examinar cómo les iba a esas calificaciones en comparación con la calificación promedio que recibieron en todas sus otras clases. En otras palabras, ¿cuáles fueron las penalizaciones de grado asociadas con esos cursos? ¿Y esas sanciones fueron las mismas para diferentes grupos de estudiantes? 

Primero, observando las penalizaciones para estudiantes masculinos versus femeninos, descubrió que en la introducción a los cursos de física, la penalización de puntaje de calificación para los estudiantes masculinos era de .3, mientras que la penalización para las estudiantes femeninas era de .6. 

¿Por qué fue esto? Las estudiantes tendieron a superar a los estudiantes varones en todas las disciplinas en Michigan, excepto en los grandes cursos introductorios de ciencias y matemáticas. McKay quería saber: ¿Estaba sucediendo esto en Michigan? Comenzó a reclutar otras universidades para hacer la misma pregunta, y descubrieron que los patrones eran los mismos en todas partes. 

“Estas desigualdades eran sistémicas”, dice. “Es vergonzoso descubrir que has estado impartiendo un curso que tiene este resultado. Una vez que supe que estaba en todas partes, pensé: tengo que hacer algo al respecto ”.

Comprender el problema de la inequidad

Con fondos de la Fundación Sloan, McKay creó SEISMIC. Desde 2019, el grupo se ha dividido en grupos de trabajo centrados en cuatro temas: mediciones, estructuras, experimentos y construcciones.

Debido a los hallazgos de McKay en Michigan, uno de sus primeros objetivos fue la brecha de género en los cursos de introducción a STEM, dice Sehoya Cotner, profesora de educación en biología de la Universidad de Minnesota y uno de los líderes del grupo de trabajo de experimentos. 

En los grandes cursos de lectura en STEM, los exámenes puntuales y de alto riesgo son a menudo la herramienta de evaluación que los profesores utilizan para evaluar si los estudiantes entienden los conceptos. La investigación de Cotner, y la investigación en otras universidades, han demostrado que las estudiantes a menudo obtienen peores resultados en este tipo de pruebas en comparación con los estudiantes varones. 

Los científicos han investigado varios factores que podrían contribuir a esta brecha, como la amenaza de estereotipo: ansiedad por disminución del rendimiento relacionada con el miedo a confirmar un estereotipo negativo sobre un grupo del que usted es miembro. Las estudiantes son más propensas a informar que experimentan ansiedad ante los exámenes que los estudiantes varones, pero la causa de esta brecha probablemente involucra una miríada de factores y necesitará más investigación, dice Cotner. 

Aún así, el grupo está trabajando para encontrar formas alternativas de evaluar a los estudiantes en cursos introductorios de STEM que no sean pruebas cronometradas. Estas evaluaciones podrían involucrar tareas más parecidas a la investigación física auténtica, como escribir un análisis o trabajar en un proyecto grupal. 

También están analizando otras intervenciones para tratar la ansiedad de los estudiantes, como las primeras discusiones sobre cómo los desafíos en estos cursos son normales, temporales y superables. 

Aunque SEISMIC comenzó por analizar el género, los participantes también están analizando cómo estas intervenciones podrían cerrar las brechas entre otros grupos. En la Universidad de Minnesota, Cotner descubrió que las discusiones sobre “pertenencia” redujeron la brecha de rendimiento en un curso de Introducción a la Química entre estudiantes de grupos que están subrepresentados en la institución (estudiantes que se identificaron como hispanos / lantinx, negros, nativos americanos o isleños del Pacífico) y estudiantes que se identificaron como blancos o asiáticos.

El grupo SEISMIC ha comenzado a expandir su enfoque, observando cómo el género, la raza, los ingresos y el estado de primera generación afectan a los estudiantes. Quieren adoptar un enfoque matizado, y los primeros resultados muestran que los estudiantes en las intersecciones de estos diferentes grupos minoritarios son los que más pierden por las penalizaciones de grado.

“Estamos trabajando más allá del género y mirando lo que funciona para ciertas materias y en ciertas situaciones”, dice Cotner. “Queremos contextualizarlo y brindarles a nuestros colegas información STEM en la que puedan confiar. No es confuso ni teórico: queremos crear información concreta y procesable que disminuya las barreras y reduzca las desigualdades ”.

Cambiando el curso de ‘oportunidad previa’

Durante los últimos 25 años, primero como instructor de química y ahora como vicerrector asistente para la efectividad educativa en la Universidad de California, Davis, Marco Molinaro, miembro de SEISMIC, ha estado recopilando datos sobre desigualdades entre estudiantes de diferentes orígenes y vecindarios. 

“Especialmente en los cursos introductorios”, dice. “Son los talones de Aquiles de la educación STEM. Cuando tienes estudiantes que son minorías de primera generación, de bajos ingresos y subrepresentados, pueden perderse tres veces más que los estudiantes blancos que se han beneficiado de mayores oportunidades previas para aprender el material. Incluso si permanecen en la clase, a menudo tienen una calificación de curso completa detrás de otros estudiantes “.

Como uno de los líderes del grupo de trabajo de estructuras de SEISMIC, está ayudando a encontrar los datos y el enfoque correctos para comunicarse y efectuar cambios a nivel estructural. El grupo está analizando conjuntos de datos que incluyen índices de oportunidades regionales, información del censo y potencial de ingresos estimado. Quieren ver cómo los antecedentes de los estudiantes, y las oportunidades o la falta de oportunidades que esos antecedentes les brindaron, se relacionan con su desempeño a nivel universitario. En otras palabras, cómo su nivel de “oportunidad previa” afecta las oportunidades futuras. 

“Estamos viendo cómo cambiar la discusión”, dice. “Lo que realmente está sucediendo es que su oportunidad anterior parece continuar una vez que llegan a la universidad. Ahora buscamos encontrar instancias de cursos introductorios de STEM en los que los estudiantes superen su nivel de oportunidad anterior y vean cómo podemos replicar ese éxito en todas las instituciones “.

Parte del objetivo de SEISMIC es no solo encontrar los datos correctos, sino también comunicarlos de tal manera que incluso los profesores y líderes más firmes cambien su forma de pensar. 

Por ejemplo, cuando McKay habla con otros profesores de STEM sobre las desigualdades de género en un curso de introducción a STEM, muchos de ellos descartan la idea de que los datos revelen un problema con el curso en sí. “Su primer instinto es explicarlo”.

En cambio, a menudo primero presenta los datos como provenientes de estudiantes que tomaron el mismo curso pero que fueron enseñados en diferentes clases por diferentes instructores. Los profesores siempre están interesados ​​en corregir las desigualdades entre estas clases, dice McKay.

El grupo de Molinaro ahora está trabajando para crear un manual de instrucciones para que las instituciones examinen sus propios comportamientos e inequidades estructurales en los cursos STEM. “Si podemos comenzar a responder la pregunta ‘¿Qué hacemos ahora?’, Ahí es donde creo que tendremos éxito”, dice.

Aprovechando el momento para cambiar la cultura

Si bien SEISMIC se lanzó en 2019, los miembros dicen que están aprovechando este momento, en el que los educadores, los estudiantes y los padres calculan cómo trabajar con los estudiantes durante una pandemia, para exponer su caso.

“La pandemia ha obligado a todos a reconsiderar y quizás cambiar las estructuras básicas de sus cursos”, dice McKay. “Sabemos que la pandemia ha afectado mucho más a las comunidades negras [y otras minorías étnicas] que otras, y tememos que toda la interrupción prevista para este año empeore las cosas”. Es una oportunidad para avanzar con este cambio colosal que se necesita. Podemos encontrar nuevos modos de evaluación que gusten a los instructores y que ayuden a resolver problemas de equidad”.

Para Cotner, que vive en Minneapolis-St. Área de Paul, donde el asesinato policial de George Floyd y los disturbios resultantes han puesto en primer plano la cuestión del racismo sistémico y las desigualdades sociales, un proyecto como SEISMIC es una forma en que siente que puede lograr un cambio real. 

“Puedo dar dinero, puedo ir a mítines, pero también puedo usar mi capacitación y financiamiento para tratar de hacer esta pequeña parte, que es hacer que la educación científica sea más equitativa”, dice ella. “Queremos que más personas de color se conviertan en investigadores principales y líderes en ciencias. Es lo que podemos hacer en nuestra pequeña parte del mundo.

Artículo publicado en Symmetry Magazine