为了吸引更多女孩进入 STEM 领域,将更多故事讲述融入科学

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


新泽西州林克罗夫特高科技高中的一名学生 信用:玛丽莎·黑泽尔

乔纳森·奥尔森的客座文章莎拉·格罗斯,新泽西州林克罗夫特高科技高中的教师

历史上,女性和女孩在 STEM(科学、技术、工程和数学)领域中的代表性不足,最近有很多文章讨论了为什么学校里的女孩似乎对这些领域不感兴趣。随着 STEM 在我们日益互联的全球社会中变得越来越重要,教育工作者必须找到方法来鼓励女孩参与这些领域。


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几周前,匹兹堡大学和密歇根大学的研究人员公布了一项研究结果,该研究反映了许多女孩对 STEM 所有事物的反感。这项发表在《心理科学》杂志上的研究跟踪了大约 1500 名即将进入大学的学生十多年,发现女性在 SAT 考试的数学和语言部分都获得了比男性更高的分数。这些女性在毕业后更倾向于从事非 STEM 职业,尽管她们在学校的这些领域表现出色。正如该研究的主要研究员王明德(音译)总结的那样,“这突显了教育工作者和政策制定者需要将重点从试图加强女孩的 STEM 相关能力转移开,而是要利用这些在数学和语言领域都非常熟练的女孩的潜力进入 STEM 领域。”我们完全同意。

作为一所专注于 STEM 的高中的教育工作者,我们每天都会接触到才华横溢的年轻女科学家,尽管她们还很年轻。我们也知道她们的数量还不够多。作为一所学校,我们很难吸引那些一开始就想进入以工程为主的高中的年轻女性。在我们在这里的时间里,我们从未在任何一个班级中拥有比男生更多的女生。通常,我们的性别比例是不平衡的。我们知道这不是能力不足造成的。正如匹兹堡-密歇根的研究表明的那样,以及我们在课堂上每天经历的情况,并不缺少能够成功追求任何她们想做的事情的女孩。我们学校的女孩都很聪明,很多人确实从事 STEM 相关领域的工作。然而,有些人选择不这样做,而其他聪明的女孩甚至从未踏入我们的大门。为什么不呢?

也许语言成绩高的女孩会选择 STEM 以外的职业,因为她们在这些课程中的热情没有被点燃。我们知道这不是她们老师的错,而是流程的问题。对于许多学校来说,艺术和科学很少融合在一起。教师之间彼此隔离,很少有时间合作。

如果确实发生了融合,通常是人文教师希望将 STEM 的方面纳入他们的课程。最近,四十五个州采用了共同核心标准,呼吁加强科目之间的融合。然而,询问大多数人文教师,他们会告诉你,他们被告知要将 STEM 内容融入他们的课程,用非小说取代文学,而不是有机会与他们的 STEM 同事合作。融合效果非常好,而且肯定是教育的未来,但它是双向的。我们认为学校应该在艺术和科学之间使用相互融合来抓住这些顶尖女学生的想象力。

有多少工程教师在他们的教学大纲中包含像库尔特·冯内古特的《自动钢琴》这样的虚构书籍?有多少数学教师与他们的学生一起分析 M. C. 埃舍尔艺术作品的复杂性,或者阅读凯瑟琳·布的《美丽背后》?有多少科学教师大声朗读大卫·乔治·哈斯克尔博士的诗意观察?有多少生物学教师分享海拉细胞的故事?我们认为像这样的想法应该成为所有 STEM 课程的一部分。专家们也同意。《下一代科学标准》上周发布供公众讨论,要求教师向学生展示来自多个学科的见解如何组合成一幅连贯的世界图景。我们认为,将更多的故事讲述融入科学可以帮助做到这一点。

研究表明,故事讲述激活大脑的功能超越了单纯的文字识别。2006 年,西班牙的研究人员发现,故事可以刺激大脑,甚至改变我们在生活中的行为方式。去年,来自埃默里大学的一组研究人员在《大脑与语言》中报告说,明喻和隐喻可以激活大脑的感觉部分,而法国的语言动力学实验室发现,动作词可以刺激运动皮层。因此,如果正如最近在《心理科学》上的研究表明的那样,在数学和语言领域都具有高能力的女生倾向于避开 STEM 职业,那么也许是时候为了这些学生的利益,将更多的语言技能带入 STEM 课程了。

随着科学家努力与公众沟通并激发对重要问题的更多批判性思考,故事讲述在科学中的重要性在过去几年中不断增长。康奈尔大学的传播学教授布鲁斯·莱文斯坦领导一个年度研讨会,教科学家讲述科学故事。今年,世界科学节将举办一个名为“科学与故事:跨媒体传播科学的艺术”的特别活动。科学家们认识到科学和故事讲述是相互交织的。不幸的是,学生们常常是通过乏味的教科书和老师们充满事实的讲座来接触科学的,这些老师的本意是好的,但必须坚持标准化考试规定的课程。在我们接收学生的许多学校中,科学已被降为半学年课程或每周几天。这些教师面临的挑战是将科学的故事挤入教科书阅读和练习册页面中。

想想典型的高中生物课。仅在过去的五年中,细胞生物学的进展就可以写成一本书。教科书在印刷时就已经过时了。因此,与其担心教学生关于细胞生物学的每一个事实,为什么不拥抱细胞生物学的故事,并教学生像生物学家一样思考呢?共同核心标准和下一代科学标准都要求教师帮助学生深入研究较少的主题,但要教学生批判性地参与科学和技术。生物学教师可以通过将阅读和写作带入课堂来实现这一点。丽贝卡·斯克鲁特的《海瑞塔·拉克斯不朽的生命》讲述了一个贫穷的黑人农民的真实故事,她的细胞——在 1951 年未经她同意的情况下被提取——已成为医学中最重要的工具之一。这些细胞帮助开发了脊髓灰质炎疫苗,并且对于克隆、基因测绘、体外受精等方面的进展至关重要。阅读这本书不仅可以让学生了解细胞生物学,还可以了解阶级、种族和生物伦理等问题。他们将不再阅读教科书,而是会作为能够批判性思考的全球公民参与其中并成长,因为他们分析的是科学的叙事,而不仅仅是数据。

历史上充满了我们现在称之为博学家的人的例子。我们熟悉奥马尔·海亚姆、列奥纳多·达·芬奇和本杰明·富兰克林。但是,希帕提娅、玛丽亚·加埃塔纳·阿涅西或宾根的希尔德加德呢?在这些人的任何一人身上,艺术都不是从属于其他 STEM 相关的热情的。相反,艺术和科学都得到了同等的拥抱,一个推动另一个。如果教师通过故事的视角来教授 STEM 科目,我们认为那些语言成绩极高的高材生女孩可能会更感兴趣。这肯定比粉红色的显微镜要好。

乔纳森·奥尔森(Twitter 上的@jonathanaolsen)和莎拉·格罗斯(Twitter 上的@thereadingzone)在新泽西州林克罗夫特的高科技高中为九年级学生联合教授一门综合人文、科学和技术课程。高科技高中被《美国新闻》评为全国#1 STEM 高中。乔纳森和莎拉是《纽约时报学习网络》的定期撰稿人,他们的作品曾发表在 Edutopia、ASCD 和《华盛顿邮报》的答疑栏中。莎拉还通过蒙茅斯大学的 STARS 挑战计划帮助教授一门初中科学强化课程。乔纳森担任他所在地区的课程主管。

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Anna Kuchment is a contributing editor at 大众科学 and a staff science reporter at the Dallas Morning News. She is also co-author of a forthcoming book about earthquakes triggered by energy production.

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