Quando si tratta di insegnare corsi di scienze online, i college stanno diventando creativi. Le istituzioni utilizzano programmi di realtà virtuale per immergere gli studenti in simulazioni di laboratorio. Stanno anche inviando kit di laboratorio a casa degli studenti, consentendo loro di sezionare cadaveri sui tavoli della cucina, completi di interi esemplari di squali, uccelli e serpenti, oltre a quel vecchio classico, le rane.

Ma per ottime ragioni, c'è ancora un limite al tipo di corsi pratici di scienze che le università possono, ahem, consegna a distanza.

"L'USPS probabilmente ci ucciderà se proviamo a spedire acido solforico", afferma Ara Austin, professore assistente clinico e direttore senior dell'impegno online e delle iniziative strategiche presso l'Arizona State University (ASU).

Questo ostacolo logistico ha impedito ai college di offrire corsi di laurea online completi in materie scientifiche di base come chimica e biochimica. Dopotutto, se uno studente di scienze non ha passato del tempo a produrre effettivamente reazioni in un laboratorio, dice Austin, "probabilmente non verrà preso sul serio dal pubblico", limitando il suo successo nella scuola di specializzazione o nel mercato del lavoro. . In effetti, anche alcune scuole di medicina rifiutare di prendere in considerazione l'ammissione di studenti con corsi o lauree online.

Ma l'ASU ha una missione esplicita per aiutare più persone ad accedere all'istruzione superiore, inclusi, afferma Austin, studenti di famiglie a basso reddito e studenti di gruppi minoritari sottorappresentati. Una strategia per farlo è investire in corsi di laurea online. Queste opzioni possono rendere l'università più accessibile e flessibile, il che spesso piace a persone di età superiore ai 25 anni. Alcuni di questi studenti adulti si iscrivono a programmi online non essendo mai andati all'università prima, ma per molti altri è il loro secondo o terzo tentativo, perché loro in precedenza lasciato l'istruzione superiore senza conseguire una laureao per motivi finanziari o personali.

Gli studenti adulti che si iscrivono ai programmi online portano una ricca esperienza di vita nell'aula virtuale, afferma Austin. Sono Navy SEALs, ballerine, presidenti PTA, genitori, tecnici di laboratorio, ex professionisti finanziari e I baristi di Starbucks. E, aggiunge Austin, "Hanno grandi obiettivi per se stessi, proprio come gli studenti del campus".

“Tuttavia, come abbiamo ideato il sistema educativo tradizionale, non possono essere accettati così come sono. L'istruzione online apre le porte all'inclusione", afferma Austin. “Sono coraggiosi a tornare a scuola. Tutto quello che dobbiamo fare è essere disposti a cambiare un po', essere accomodanti, solo un po'".

E così, a partire dal 2016, accademico capi presso la School of Molecular Sciences dell'università ha deciso di sperimentare l'offerta di rigorosi programmi di biochimica a studenti remoti, completi di esperienze pratiche di laboratorio.

La facoltà aveva un'ipotesi: se gli studenti che si iscrivono al college online potessero imparare in condizioni di laboratorio reali, allora potrebbero diventare scienziati forti, pronti a fare ricerche avanzate e perseguire carriere, ad esempio, nella biotecnologia o nella medicina. Potrebbero riuscirci Lavori STEM che tendono a pagare bene nelle industrie che lo sono sottoposti a pressioni per aumentare la diversità della loro forza lavoro.

L'ASU non ha potuto testare questa teoria fornendo sostanze chimiche agli studenti che studiano online. Ma cosa succederebbe se invece l'università portasse gli studenti remoti ai prodotti chimici e al campus?

Nel 2018, quando Austin aveva appena conseguito il dottorato di ricerca. in educazione chimica presso l'ASU, ha accettato un nuovo ruolo come amministratore delegato dei programmi online all'università. Le è stato chiesto di modificare gli esperimenti dal laboratorio di biochimica di persona dell'ASU, della durata di un semestre, in un'esperienza condensata che gli studenti remoti potrebbero affrontare in pochi giorni.

Affinché questo modello funzionasse, ha anche dovuto escogitare un piano per portare dozzine di studenti che in genere studiano online nel campus in Arizona.

"OK, certo, questa è una sfida", ricorda di aver pensato Austin. "Nessuno l'ha mai fatto prima."

"Un senso di comunità"

Nel frattempo, a più di 2,000 miglia da dove Austin era al lavoro per reinventare il laboratorio di chimica, un giovane marine stava ripensando alla sua traiettoria.

Nel 2018, Nicola Osgood stava prestando servizio attivo e stava considerando di riprendere l'istruzione superiore che aveva interrotto anni prima. Si era iscritta all'ASU subito dopo il liceo, nel 2010. Ha preso lezioni nel campus e aveva in programma di specializzarsi in psicologia, ma non sapeva davvero cosa voleva fare della sua vita.

A 17 anni, dice, la sua motivazione per essere al college non era la fame di imparare cose nuove.

"Stavo andando", ricorda, "perché è la prossima cosa che fai."

Sentendosi senza meta, Osgood lasciò l'ASU e si unì al Corpo dei Marines. Durante il servizio militare, ha seguito un paio di corsi online presso l'Università di Phoenix a scopo di lucro, un'esperienza che non le è piaciuta molto.

"Non sembrava rigoroso", dice. “Non mi sentivo come se stessi ricevendo un'istruzione. Se è solo facile, cosa sto imparando?

Poi un giorno, Osgood si rese conto che voleva diventare un medico. Ha studiato quale corso di laurea potrebbe aiutarla a raggiungere quell'obiettivo. Ha deciso di cercare un programma di biochimica online che potesse affrontare mentre era ancora di stanza nella Carolina del Nord per la sua carriera militare, e uno che potesse accogliere la sua vita personale come madre e moglie di un collega marine.

La sua investigazione l'ha portata a un'opzione intrigante offerta dalla sua vecchia università, Arizona State.

Utilizzo dell'assistenza per le lezioni e successivi benefici del Fattura GI dopo l'9 settembre, Osgood si è iscritta mentre era ancora in servizio attivo nel 2018, prendendo lezioni virtuali part-time o full-time, a seconda delle sue responsabilità militari. Sembrava diverso dalla sua precedente esperienza di apprendimento online, dice, perché i suoi professori dell'ASU erano più presenti durante le lezioni e durante l'orario d'ufficio, e i loro esami erano supervisionati invece che a libro aperto.

Ha visto gli stessi studenti più e più volte nei suoi corsi a distanza, il che l'ha aiutata a costruire legami con i suoi compagni di classe. Per rafforzare questi legami, Osgood ha persino contribuito a fondare un club per sostenere e sostenere gli studenti dell'ASU che studiano scienze a distanza.

"C'era molto più senso di comunità anche se non eravamo lì" di persona, dice.

Esecuzione dell'esperimento

Tornata all'ASU, Austin si è preparata per tutto il semestre primaverile affinché la sua prima coorte di studenti online si recasse al campus nell'estate 2018. Ha raccolto i registri delle vaccinazioni degli studenti. Ha negoziato una tariffa scontata per parcheggiare le loro auto nel campus. Li ha aiutati a capire dove mangiare e dove alloggiare.

"A quel tempo sono diventato molto amico del direttore degli alloggi", scherza Austin.

E quando finalmente arrivarono 43 studenti, Austin, insieme a due assistenti, guidò il loro laboratorio di chimica organica. L'unità era stata condensata da un corso semestrale in una sequenza breve e intensa della durata di pochi giorni. Austin e i suoi colleghi hanno progettato la sequenza utilizzando teoria dell'equivalenza, l'idea che le esperienze di apprendimento possano produrre risultati comparabili senza operare in modi identici.

"Se le esperienze sono solide e ricche, dovrebbero portare a risultati simili o migliori", afferma Austin. "Tutti i componenti che finiscono gli studenti nel campus, finiscono anche gli studenti online."

Il laboratorio di biochimica di persona dell'ASU per studenti remoti impiega cinque giorni per essere completato, mentre i suoi laboratori di chimica organica di due semestri ne impiegano sette (a volte suddivisi in due segmenti di tre giorni e mezzo ciascuno). Gli studenti lavorano nei laboratori del campus dalle 8:5 alle XNUMX:XNUMX, con pause per i pasti e sessioni di ripasso. Quindi, dopo che gli studenti hanno lasciato il campus e sono tornati a casa, continuano a lavorare su incarichi relativi agli esperimenti che hanno condotto di persona.

È un modello in qualche modo simile a un vecchio stile di apprendimento ibrido, che precede l'uso di quel termine nell'era della pandemia ed è comune agli MBA a bassa residenza e ai programmi di laurea in scrittura creativa progettati per adulti che lavorano. Il formato ha senso, afferma Austin, dal momento che molti studenti che studiano online attraverso lo stato dell'Arizona hanno tra i 20 ei 30 anni (anche se alcuni sono più grandi) e hanno poco tempo a disposizione da trascorrere lontano dal lavoro e dagli obblighi familiari.

"Gli studenti stanno prendendo le vacanze per venire a questo", dice Austin. "Vogliamo assicurarci di utilizzare il tempo degli studenti in modo efficace".

Nei cinque anni trascorsi da quel primo laboratorio nell'estate 2018, quegli studenti hanno incluso persone come Kristen Krip, che ha istruito a casa i suoi tre figli mentre studiava biochimica online tramite ASU. Krip aveva iniziato il community college dopo il liceo, ma se n'era andato e aveva continuato a lavorare nella vendita al dettaglio e come bambinaia. Successivamente, ha conseguito una laurea in inglese a distanza presso l'ASU con il sostegno delle lezioni di una borsa di studio Pell. Quindi, pensando che una laurea in scienze potesse offrire opportunità di carriera più promettenti, ha deciso di conseguire una seconda laurea online tramite ASU.

“Primo semestre, ho preso chimica. Ricordo di essere stato terrorizzato ", dice Krip. “Ho quasi fallito la chimica al liceo. Ho detto 'Andrà davvero male' a mio marito.'”

Eppure Krip ha fatto così bene che è diventata tutor di chimica per altri studenti.

"Ho finito per imparare ottime abitudini di studio", dice. “Mia figlia all'epoca aveva 2 o 3 anni. Non dormiva bene. A volte dormiva sulle mie ginocchia mentre facevo i compiti. Mi ha davvero insegnato a concentrarmi. È un'abilità unica per gli studenti online. Stiamo facendo tutto questo lavoro nel mezzo della nostra vita. Non è che possiamo andare in un edificio e chiudere tutto fuori e concentrarci. Lo stiamo facendo dove viviamo.

Affinché Krip potesse recarsi al campus dell'ASU per la sua prima sequenza di laboratorio, lei e suo marito, che lavora come insegnante di scuola superiore, hanno dovuto escogitare un programma per accompagnare i figli a casa di diversi amici durante i giorni in cui Krip era lontano. Dice però che l'opportunità di lavorare nel laboratorio dell'università è valsa lo sforzo richiesto.

"Sento che l'esperienza è stata assolutamente trasformativa", afferma Krip. "Ricordo di aver pensato, 'Oh mio Dio, sono uno scienziato adesso.'"

Analizzare i risultati

Mentre Osgood - il marine - continuava i suoi studi di biochimica online, la sua vita andava avanti. Lei e la sua famiglia si trasferirono in California. Ha lasciato l'esercito. La pandemia ha colpito. Ha dato alla luce il suo terzo figlio.

Nell'estate del 2021, mentre Osgood stava ancora allattando quel bambino, è arrivato il momento per un'esperienza che aveva atteso a lungo: viaggiare al campus per imparare nei laboratori dell'ASU.

Con la sua famiglia al seguito, Osgood ha guidato dalla California a casa di sua madre a Phoenix. Quella è diventata la sua base per quasi due settimane di fila dei laboratori di chimica organica e biochimica del college, una sessione insolitamente lunga che l'università ha offerto quell'estate perché la pandemia aveva cancellato i laboratori di persona dell'anno precedente.

Le giornate di Osgood presero una nuova routine. Al mattino, incontrava i compagni di classe davanti a un caffè per discutere degli appunti. Dopo ore di lavoro in laboratorio, ha preso un pranzo veloce con il suo compagno di laboratorio. Poi è tornato in laboratorio per qualche altra ora di esperimenti. La sua attività di chimica organica preferita era la produzione di paracetamolo, il comune antidolorifico, da componenti chimici. Il suo lotto, osserva, aveva sia un'elevata resa che un'elevata purezza.

Oltre a completare i corsi, Osgood ha apprezzato l'opportunità di incontrare di persona i suoi compagni di classe, e in particolare i suoi professori. (Tuttavia, con le temperature estive che superano i 100 gradi, ha deciso di non unirsi agli altri studenti per le escursioni nel deserto dell'Arizona.)

"Non ci siamo sentiti fuori posto, il che è stato bello", dice Osgood del suo tempo al campus. “Era una preoccupazione per alcune persone, che saremmo andati lì e ci saremmo sentiti strani. Sembrava naturale. Gran parte di ciò è dovuto al fatto che avevamo questa comunità.

Quando Osgood ha completato i suoi laboratori estivi nel 2021, il numero di studenti partecipanti era passato da circa quattro dozzine nel 2018 a circa 400, secondo Austin.

"È difficile mettere in discussione centinaia di studenti", riconosce. Ma, aggiunge, "è stato così gratificante, perché gli studenti online sono davvero unici".

La crescente popolarità di questi programmi scientifici online è un indicatore chiave del loro successo. Un altro è il risultato di un piccolo studio che Austin e i suoi colleghi hanno condotto, che ha scoperto che gli studenti online che partecipano ai laboratori estivi intensivi hanno ottenuto risultati pari o migliori rispetto alle loro controparti che partecipano a versioni regolari semestrali quando si tratta di conoscenza dei contenuti, identità scientifica e livello di motivazione .

Un terzo segno di successo è il fatto che gli studenti iscritti ai programmi di scienze online desiderano un apprendimento ancora più approfondito. Hanno chiesto opportunità per condurre ricerche, il tipo che i programmi di dottorato cercano tra i candidati. Il tempismo ha funzionato bene perché la pandemia aveva spinto alcuni professori a escogitare nuove modalità per condurre gli studi a distanza.

E così, nell'attuale ruolo di Austin nell'ufficio del preside, aiuta a supervisionare un nuovo programma che collega gli studenti online con progetti di gruppo progettati per soddisfare le esigenze della loro vita personale. Usano le webcam per osservare colonie di api e la comportamento dei tacchini. Sono analizzare le proprietà delle galassie con i dati dei telescopi. Loro sono studiare il fotovoltaico utilizzando un microscopio elettronico a scansione telecomandato.

Tra i 190 partecipanti al programma di ricerca della coorte dell'autunno 2022, afferma Austin, il 74% sono donne, il 41% si identifica come membri di gruppi minoritari sottorappresentati e il 57% ha diritto a Pell Grants per studenti provenienti da famiglie a basso reddito. L'età media di questi studenti è di 29 anni.

Osgood ha contribuito a ideare il nome dello sforzo: il programma Online Undergraduate Research Scholars - OURS in breve. L'ha lanciato perché voleva che lo stato dell'Arizona affermasse che “lo sono gli studenti online nostro anche gli studenti", dice Austin. "Non sono dei cittadini di seconda classe come tutti gli altri li fanno sentire."

E per quanto riguarda l'ipotesi originaria dell'università, quella di trasformare gli studenti remoti in scienziati? Austin riferisce che molti alunni dei programmi di chimica e biochimica online hanno ottenuto l'accettazione nella scuola di specializzazione in scienze e nella scuola professionale sanitaria.

"È stata una grande vittoria per noi", afferma Austin. «Anche per gli studenti.»

Osgood, ad esempio, si è laureata con lode presso l'Arizona State University nell'agosto 2021. Il mese successivo ha iniziato a lavorare presso un'azienda di biotecnologie e scoperta di farmaci. Nel suo lavoro quotidiano di elaborazione di campioni provenienti da studi clinici sui farmaci, utilizza tecniche che ha appreso durante i suoi laboratori estivi nel campus.

Il suo obiettivo finale, dice, è "usare la mia conoscenza e la mia educazione per restituire alla società e aiutare le persone". Mentre rifletteva su come realizzarlo, si trovò di fronte a un delizioso dilemma. Di recente ha fatto domanda - ed è stata accettata - sia in una scuola di medicina che in un programma di dottorato.

Ha scelto di perseguire un dottorato di ricerca. in biochimica e biofisica molecolare.

"Posso dire con grande passione che l'istruzione online non è da meno solo perché si tratta di istruzione online", afferma Osgood. “Quello che fa la differenza è la scuola, i professori e gli studenti stessi”.

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