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オンライン学生向けのサイエンス ラボへの驚くべきアプローチにより、STEM 分野へのアクセスが促進されます

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オンラインで科学コースを教えることになると、大学は創造性を発揮しています。 教育機関はバーチャル リアリティ プログラムを使用して、学生を研究室のシミュレーションに没頭させています。 彼らはまた、実験キットを学生の家に郵送し、サメ、鳥、ヘビ、そして昔ながらの古典的なカエルの全標本を備えたキッチンテーブルで死体を解剖できるようにしています.

しかし、非常に正当な理由により、大学でできる実践的な科学の授業にはまだ限界があります。 エーム、リモートで配信します。

アリゾナ州立大学 (ASU) の臨床助教であり、オンライン エンゲージメントおよび戦略的イニシアチブのシニア ディレクターである Ara Austin は、次のように述べています。

このロジスティクス上のハードルにより、大学は化学や生化学などの主要な科学科目の完全なオンライン学位プログラムを提供できませんでした。 結局のところ、理科系の学生が実験室で実際に反応を起こすことに時間を費やしていない場合、オースティンは、「彼らは公の場で真剣に取り上げられることはないでしょう」と述べ、大学院や就職市場での成功を制限します。 . 実際、一部の医学部では オンラインのコースワークまたは学位を持つ学生の入学を検討することを拒否する.

しかし、ASU には、より多くの人々が高等教育を受けられるよう支援するという明確な使命があります。オースティン氏によると、低所得層の学生や過小評価されているマイノリティ グループの学生も含まれます。 そのための戦略の 25 つは、オンラインの学位プログラムに投資することです。 これらのオプションは、大学をより手頃で柔軟にすることができ、XNUMX 歳以上の人々にアピールすることがよくあります。これらの成人学生の中には、大学に行ったことがないオンライン プログラムに登録する人もいますが、他の多くの人にとっては、XNUMX 回目または XNUMX 回目の試みです。彼らは以前 学位を取得せずに高等教育をやめた、いずれか 経済的または個人的な理由.

オンライン プログラムに登録する成人学生は、仮想教室に豊かな人生経験をもたらします、と Austin 氏は言います。 彼らは海軍特殊部隊員、バレリーナ、PTA 会長、保護者、検査技師、元財務専門家、 スターバックスのバリスタ. また、オースティンは、「キャンパス内の学生と同じように、彼らも大きな目標を持っています」と付け加えています。

「しかし、従来の教育システムをどのように考案したかというと、そのままでは受け入れられません。 オンライン教育は、インクルーシブへの扉を開きます」とオースティンは言います。 「彼らは学校に戻る勇気があります。 私たちがしなければならないことは、少しだけ変化することを厭わないことです — ほんの少しだけ、受け入れてください。」

2016年頃から アカデミック リーダー 大学の分子科学部では、遠隔地の学生に厳密な生化学プログラムを提供する実験を行うことにしました。

学部は仮説を立てました。オンラインで大学に入学した学生が実際の実験室で学ぶことができれば、強力な科学者に成長し、高度な研究を行い、バイオテクノロジーや医学などのキャリアを追求する準備が整う可能性があります。 彼らは成功することができました 給料の高いSTEM系の仕事 業界では 従業員の多様性を高めるというプレッシャーに直面している.

ASU は、オンラインで勉強している学生に化学物質を配布することで、この理論を検証できませんでした。 しかし、代わりに、大学が遠隔地の学生を化学物質やキャンパスに連れて行ったらどうなるでしょうか?

2018 年、オースティンが博士号を取得したばかりの頃にさかのぼります。 ASU の化学教育で、彼女は大学のオンライン プログラムのマネージング ディレクターとしての新しい役割を受け入れました。 彼女は、ASU の XNUMX 学期間にわたる生化学実験室での実験を、リモートの学生がわずか数日で取り組むことができる凝縮された経験に変更するように依頼されました。

このモデルが機能するためには、アリゾナ州のキャンパスに通常はオンラインで学習する数十人の学生を連れてくるための計画も考案する必要がありました。

「わかりました。確かに、これは挑戦です」とオースティンは考えたことを思い出します。 「これまで誰もやったことがありません。」

「共同体の感覚」

一方、オースティンが化学実験室の改革に熱心に取り組んでいた場所から 2,000 マイル以上離れた場所で、若い海兵隊員が自分の軌道を再考していました。

2018 年、ニコラ オズグッドは現役で勤務しており、数年前に中断していた高等教育の再開を検討していました。 彼女は高校を卒業した直後の 2010 年に ASU に入学しました。彼女はキャンパスで授業を受け、心理学を専攻する予定でしたが、自分の人生で何をしたいのか本当にわかりませんでした。

17 歳のとき、彼女が大学に進学した動機は、新しいことを学びたいという欲求ではなかったと彼女は言います。

「私は行くつもりでした」と彼女は回想します。

目的がないと感じたオスグッドは、ASU を去り、海兵隊に加わりました。 兵役中、彼女は営利目的のフェニックス大学でいくつかのオンライン コースを受講しましたが、これはあまり好きではありませんでした。

「厳しさは感じませんでした」と彼女は言います。 「私は教育を受けているような気がしませんでした。 もしそれが簡単なら、私は何を学んでいるのか?」

そんなある日、オスグッドは自分が医者になりたいと思った。 彼女は、どの学部の学位がその目標を達成するのに役立つかを調査しました。 彼女は、軍人としてノースカロライナ州に駐留している間に取り組めるオンラインの生化学プログラムを探すことにしました。また、母として、また仲間の海兵隊員の妻としての私生活に対応できるプログラムを探すことにしました。

彼女の調査により、彼女は古い大学であるアリゾナ州立大学が提供する興味深い選択肢にたどり着きました。

授業料援助を利用し、その後の恩恵を受ける 9/11 後の GI 法案、オスグッドは2018年にまだ現役で入学し、軍の責任に応じて、パートタイムまたはフルタイムの仮想クラスを受講しました. ASU の教授は授業中やオフィスアワーにより多く出席し、試験は本を開く代わりに監督されたため、以前のオンライン学習の経験とは違ったように感じたと彼女は言います。

彼女は、リモート コースで同じ学生を何度も見て、クラスメートとの関係を築くのに役立ちました。 これらの絆を強化するために、Osgood はリモートで科学を勉強している ASU の学生を擁護し、サポートするクラブの設立を支援しました。

「私たちがそこにいなくても、より多くの共同体の感覚がありました」と彼女は言います.

実験の実行

ASU に戻ったオースティンは、2018 年の夏にオンライン学習者の最初のコホートがキャンパスに移動するために、春学期全体の準備をしました。彼女は学生の予防接種記録を収集しました。 彼女はキャンパス内に車を駐車するための割引料金を交渉しました。 彼女は彼らがどこで食事をし、どこに滞在するかを理解するのを手伝いました.

「その時、私はハウジングディレクターととても良い友達になりました」とオースティンは冗談を言います.

最終的に 43 人の学生が到着したとき、オースティンは XNUMX 人のティーチング アシスタントと共に有機化学の研究室を率いていました。 この単元は、XNUMX 学期分のコースワークを、わずか数日間の短い集中的な一連の授業に凝縮したものでした。 オースティンと彼女の同僚は、以下を使用してシーケンスを設計しました 等価理論、学習経験は、同じ方法で操作しなくても同等の結果を生み出すことができるという考え。

「経験がしっかりしていて豊かであれば、同様の、またはより良い結果が得られるはずです」と Austin 氏は言います。 「キャンパス内の学生が完了するすべてのコンポーネントは、オンラインの学生も同様に完了します。」

ASU の遠隔地の学生向けの生化学実験室は完了するまでに 8 日かかりますが、5 学期の有機化学実験室は XNUMX 日かかります (それぞれ XNUMX 日半の XNUMX つのセグメントに分割されることもあります)。 学生は午前 XNUMX 時から午後 XNUMX 時までキャンパスの研究室で働き、食事と復習のための休憩をとります。 その後、学生はキャンパスを出て帰宅した後も、自分が行った実験に関連する課題に取り組み続けます。

これは、ハイブリッド学習の古いスタイルにやや似たモデルであり、パンデミック時代にその用語が使用されるよりも前から存在し、低居住型の MBA や、社会人向けに設計されたクリエイティブ ライティングの大学院プログラムに共通しています。 アリゾナ州立大学を通じてオンラインで勉強している学生の多くは 20 代後半または 30 代前半 (それ以上の人もいます) であり、仕事や家族の義務から離れて過ごす時間が限られているため、この形式は理にかなっているとオースティンは言います。

「学生たちはこれに取り組むために休暇を取っています」とオースティンは言います。 「生徒の時間を有効に使っていることを確認したい。」

2018 年の夏の最初の研究室から XNUMX 年間、これらの学生にはクリステン クリップのような人々が含まれていました。クリステン クリップは、ASU を通じてオンラインで生化学を学びながら、XNUMX 人の子供をホームスクーリングしました。 クリップは高校卒業後、コミュニティ カレッジに通い始めましたが、退学して小売業や乳母として働き続けました。 その後、彼女は ASU からリモートで英語の学位を取得し、ペル グラントからの授業料のサポートを受けました。 次に、科学の学位を取得すると、より有望なキャリアの機会が得られるのではないかと考え、ASU を通じてオンラインで XNUMX つ目の学士号を取得することにしました。

「最初の学期は化学を取りました。 怖かったのを覚えています」とクリップは言います。 「私は高校で化学にほとんど失敗しました。 私は夫に『これは本当にひどくなるだろう』と言いました。」

それでも、クリップは成績がよかったので、他の学生の化学の家庭教師になりました。

「私は本当に良い勉強習慣を身につけることができました」と彼女は言います。 「当時、娘は2、3歳でした。 彼女はよく眠れませんでした。 私が学業をしている間、時々彼女は私の膝の上で寝ていました。 集中する方法を本当に教えてくれました。 これはオンライン学生ならではのスキルです。 私たちは人生の中でこのすべての仕事をしています。 建物に行ってすべてをシャットアウトして集中できるわけではありません。 私たちは自分たちが住んでいる場所でそれをやっています。」

科学実験室のクリステン・クリップ
研究室にいるクリステン・クリップ。 写真はクリップ提供。

クリップが最初のラボ シーケンスのために ASU キャンパスに移動するために、彼女と彼女の夫は高校の教師として働いており、クリップがさまざまな友人の家に子供たちを送り出すスケジュールを考え出さなければなりませんでした。あちらへ。 しかし、大学の研究室で働く機会は、必要な努力に見合うだけの価値があったと彼女は言います。

「この経験は完全に変革的だったと感じています」とクリップは言います。 「ああ、なんてこった、私は今では科学者だ」と感じたことを覚えています。

結果の分析

オズグッド — 海兵隊員 — がオンラインで生化学の研究を続けるにつれて、彼女の人生は動き出しました。 彼女と彼女の家族はカリフォルニアに引っ越しました。 彼女は軍を去った。 パンデミックが襲った。 彼女は第三子を出産した。

2021 年の夏、オスグッドはまだ赤ちゃんに母乳を与えていましたが、彼女が長い間待ち望んでいた経験をする時が来ました。ASU の研究室で学ぶためにキャンパスに移動することです。

家族を連れて、オズグッドはカリフォルニアからフェニックスの母親の家まで車で行きました。 それは、大学の有機化学と生化学の研究室でほぼ XNUMX 週間続けて、彼女の本拠地になりました。パンデミックにより、前年の対面式の研究室がキャンセルされたため、大学がその夏に提供した異常に長いセッションでした。

Osgood の日々は新しい日課になりました。 午前中、彼女はクラスメートとコーヒーを飲みながらメモについて話し合いました。 何時間もの研究室での作業の後、彼女は研究室のパートナーと簡単な昼食をとりました。 その後、ラボに戻ってさらに数時間の実験を行いました。 彼女の好きな有機化学活動は、成分化学物質から一般的な鎮痛剤であるアセトアミノフェンを作ることでした. 彼女のバッチは、高収率と高純度の両方を備えていたと彼女は指摘しています。

コースワークを完了することに加えて、Osgood はクラスメート、特に教授に直接会う機会を高く評価しました。 (それでも、夏の気温が 100 度を超えるので、アリゾナの砂漠でのハイキングに仲間の学生に参加しないことに決めました。)

「私たちは場違いに感じませんでした。それは良かったです」と Osgood はキャンパスでの彼女の時間について語っています。 「一部の人にとっては、そこに行って変な気分になるのではないかと心配していました。 自然な感じでした。 その大きな部分は、私たちがこのコミュニティを持っていたことです。」

オースティン氏によると、オスグッドが 2021 年にサマーラボを完了するまでに、参加する学生の数は 2018 年の約 400 人から約 XNUMX 人に増えていました。

「何百人もの学生をまとめるのは大変です」と彼女は認めます。 しかし、「オンラインの学生は本当にユニークなので、とてもやりがいがありました。」

オースティンと学生
白衣を着た ASU の学生に囲まれた Ara Austin (着席)。 写真提供:アリゾナ州立大学。

これらのオンライン サイエンス プログラムの人気の高まりは、その成功の重要な指標の XNUMX つです。 もう一つは、 小さな研究 オースティンと彼女の同僚が行った調査では、集中的なサマー ラボに参加したオンラインの学生は、コンテンツの知識、科学的アイデンティティ、およびモチベーションのレベルに関して、通常の学期バージョンに参加した学生と同等かそれ以上の成績を収めたことがわかりました。 .

成功の XNUMX つ目の兆候は、オンライン サイエンス プログラムに登録している学生がさらに深い学習に飢えているという事実です。 彼らは、博士課程が志願者に求めるような研究を行う機会を求めました。 パンデミックにより、一部の教授はリモートで研究を実施する新しい方法を考案するようになったため、このタイミングはうまくいきました。

そのため、学長室でのオースティンの現在の役割で、彼女はオンラインの学生を、彼らの個人的な生活の要求に合うように設計されたグループベースのプロジェクトに結びつける新しいプログラムを監督するのを手伝っています. 彼らはウェブカメラを使って観察しています ミツバチのコロニー七面鳥の行動。 彼らは 銀河の性質を分析する 望遠鏡からのデータで。 彼らは 太陽光発電の勉強 遠隔操作の走査型電子顕微鏡を使用。

オースティン氏によると、190 年秋コホートの 2022 人の研究プログラム参加者のうち、74% が女性であり、41% が過小評価されているマイノリティ グループのメンバーであり、57% が低所得家庭の学生のためのペル グラントの資格を持っています。 これらの学生の平均年齢は 29 歳です。

Osgood は、この取り組みの名前を考案するのに役立ちました。それは、Online Under Graduate Research Scholars プログラム (略して OURS) です。 彼女は、アリゾナ州立大学に「オンラインの学生は 私たちの 学生も」とオースティンは言います。 「彼らは、他の誰もが感じているような二流の市民ではありません。」

また、大学の当初の仮説である、遠隔地の学生を科学者に変えることについては? オースティンは、オンラインの化学および生化学プログラムの多くの卒業生が、科学大学院および医療専門学校に受け入れられたと報告しています。

「それは私たちにとって大きな勝利でした」とオースティンは言います。 「学生のためにも」

たとえば、オスグッドは 2021 年 XNUMX 月にアリゾナ州立大学を優秀な成績で卒業しました。翌月、彼女はバイオテクノロジーと創薬の会社で働き始めました。 薬の臨床試験からのサンプルを処理する日常業務で、彼女はキャンパスでの夏の研究室で学んだ技術を使用しています。

彼女の最終的な目標は、「自分の知識と教育を使って社会に還元し、人々を助けることです」と彼女は言います。 どうすればそれを達成できるかを考えていたとき、彼女は楽しいジレンマに直面しました。 彼女は最近、医学部と博士課程の両方に出願し、受け入れられました。

彼女は博士号を取得することを選択しました。 生化学および分子生物物理学で。

「オンライン教育だからといって、オンライン教育が劣っているわけではありません」と Osgood 氏は言います。 「違いを生むのは、学校、教授、そして学生自身です。」

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