本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
以下是由俄亥俄州雷诺兹堡eSTEM学院校长斯科特·贝内特撰写的客座文章
当我10年前刚开始教科学时，没有人谈论成就或考虑数据。你只是走进教室，教书，并认为你所做的是正确的事情。
有一天，我的校长叫我到她的办公室，问为什么我的学生中有更多人没有通过强制性的州科学考试。我知道我的学生，他们大多来自高危人群，正在参加这项考试，但过去没有人为此结果追究我们的责任。
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我回去对我的班级做了一些改变。当我完成时，我的学生通过俄亥俄州科学毕业考试的比例高于邻近地区更富裕的高中。当然，考试分数并不能完全反映教师的技能或学生的能力。我的学生喜欢在课堂上，这也对他们的成功做出了贡献。
您如何衡量教育中更无形的要素——一位特定的老师是否激发了他或她的学生对学习的热爱并激励他们取得成功？作为俄亥俄州哥伦布市郊外一所 STEM 高中的校长，我正在参与这些问题。鉴于最近全国范围内推动衡量教师效能的趋势，我们已开始寻找评估 STEM 教学的方法。
我们与大约 550 名 9 至 12 年级的学生合作，其中略多于 50% 的学生获得免费或减价午餐。我们县每个学生的支出金额最低，而且由于人员减少，今天的支出实际上比 10 年前还少。然而，我们的学生在强制性俄亥俄州毕业考试和其他评估中的分数使我们跻身州内学校的前 15%。我们很乐意声称我们的 STEM 教学方法是导致这些令人印象深刻的结果的变量，但这很难最终证明。最近，我们开始与芝加哥大学合作，作为一项更广泛研究的一部分，以确定哪些指标可用于评估 STEM 教学的有效性。以下是我们正在关注的一些因素
• 我们 STEM 教学的一个重要组成部分是找到我们社区中真实的问题，我们的学生可以尝试使用他们在课堂上学到的知识来解决这些问题。我们的老师在这些解决问题的努力中扮演教练的角色，并引导我们的学生找到回答他们的问题可能需要的新信息。就像工程师一样，他们被赋予了设计约束和预算，他们必须在这些约束和预算范围内工作以解决他们的问题。他们协作工作并完成设计过程，直到他们准备好报告他们的发现。我们相信这培养了能够进行复杂思考的独立学习者，但这是否是导致我们成功的变量？
• 我们有一个蓬勃发展的机器人项目，也嵌入到我们学生的课程中。我们参加 FIRST 机器人联盟竞赛，并在多项全国性比赛中名列前茅。我们的学生有机会直接应用微积分、化学和物理的概念，共同从头开始建造一个竞赛机器人。他们积极寻找有关编程和电路的信息，以便创造出他们能创造出的最佳产品。我们相信，这种知识的应用有助于我们的学生在学科之间建立联系，并发展更深层次的理解，但这是否是导致我们成功的变量？
• 我们增加了一个 MIT Fab Lab，并将我们的图书馆改造成一个设计和创意中心。这个区域已成为我们 STEM 学生的智囊团，他们可以在其中自由地实验和建造。我们已经看到了 Fab Lab 中建造的各种东西，从家具、积木到人手和手臂。我们相信，这种设计和创造能力培养了我们的学生对学习的热爱，使他们对学校充满热情，但这是否是导致我们成功的变量？
• 我们所有的 senior 学生都参加实习，然后与他们的导师一起开发一个顶点项目。他们的实习与 STEM 相关职业有关，让他们有机会了解他们的课程如何为他们高中毕业后的生活做准备。他们与专业人士互动，了解未来的职业，以及在该行业取得成功所需的培训。我们相信，这些经历让我们的学生在他们的教育中获得目标感和方向感，但再一次，这是否是导致我们成功的变量？
为了回答其中的一些问题，我们一直在与芝加哥大学的 Melanie LaForce 和 Outlier 研究小组合作。通过他们的研究，他们帮助我们确定了与他们的研究相关的包容性 STEM 高中中起作用的八个变量。这些变量包括教职员工基础、学习个性化、基于问题的学习、严格的学习、学校社区和归属感、职业技术和生活技能、外部社区和基本要素。所有这些变量都可以在他们的互动网站上进一步探索。
该项目的下一步是开始将这些变量与特定结果联系起来，例如大学入学和完成率、STEM 相关的职业选择和 STEM 相关领域的资格认证。一旦我们能够建立变量和结果之间的联系，我们将能够将这项工作推广到其他 STEM 学校，以帮助他们查明需要改进的领域。开发这些指标有可能对 STEM 教育产生巨大影响，并帮助所有 STEM 领导者开发更强大的项目。STEM 教学的有效性今天可能无法量化，但定义成功的衡量标准将在不久的将来出现。
斯科特·贝内特是俄亥俄州雷诺兹堡 eSTEM 学院的校长