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Reinstalación de educación STEM | revista de simetría

octubre 29, 2018
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Antes de que Lauren Aguilar comenzara su primer año en la universidad, soñaba con convertirse en neurocientífica. Recuerda haber estado sentada en una sala de conferencias para su primer curso, Química 101. El profesor había exigido a los alumnos que leyeran el primer capítulo del libro de texto antes de llegar. Como alguien con una pasión por STEM que se había destacado en la escuela secundaria, Aguilar había confiado en que el curso iba a ir bien.

Pero luego ella, una mujer latina, miró alrededor de la habitación. No vio muchas personas que se parecieran a ella, ni mujeres ni hombres ni mujeres de color. “La semilla de la duda se plantó en ese momento”, dice ella. “Si no hay personas como yo aquí, tal vez este campo no sea para gente como yo”.

El profesor comenzó la clase con una demanda: Cualquiera que no entendiera todo en el primer capítulo perfectamente debería abandonar inmediatamente la clase.

“Dije, bueno, no entendía todo perfectamente, así que esto no es para mí”, dice ella. “Y en ese mismo instante, abandoné ese curso y abandoné ese especial. Esa experiencia absolutamente cambió el curso de mi carrera “.

Esta sensación fuera de lugar no es poco común en STEM y contribuye a la falta de diversidad en los campos STEM. El Estudio de Inclusión STEM 2018 de la NSF mostró que las mujeres y las minorías raciales y étnicas, así como las que se identifican como LGBTQ y aquellas con discapacidad, informan más sentimientos de marginación y experiencias de exclusión en los campos de STEM en comparación con los hombres blancos.

La experiencia no descarriló los sueños de Aguilar de una carrera en STEM. En cambio, la impulsó a otro campo: la psicología social. Quería tratar de entender qué hace que algunas personas sientan que pertenecen en ciertos campos donde otros no lo hacen, y cómo esto lleva a cosas como el compromiso profesional, los resultados de aprendizaje, el trabajo en equipo y la innovación. Aguilar es ahora un consultor de diversidad e inclusión que ayuda a las organizaciones, muchas de ellas relacionadas con STEM, a crear culturas de inclusión y pertenencia.

Ilustración de una mujer que riega una planta donde normalmente estaría su cerebro

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago con Corinne Mucha

Rompiendo la mentalidad

De acuerdo con Micha Kilburn, directora de Outreach and Education del Instituto Conjunto de Astrofísica Nuclear de la Fundación Nacional de Ciencia para la Evolución de los Elementos, las personas han estado estudiando educación STEM durante todo el tiempo que hemos estado haciendo ciencia. Pero no fue hasta las últimas décadas que estos estudios se volvieron más formales. Desde entonces, el campo de estudios de educación STEM ha ido en aumento, con estudios realizados tanto en el mundo académico como en la industria, muchos de ellos relacionados con la diversidad, la inclusión y la intervención.

Como parte de su investigación postdoctoral en la Universidad de Stanford, Aguilar colaboró ​​con su asesor, Greg Walton, profesor asociado en el departamento de psicología, y el Premio Nobel Carl Wieman, profesor del departamento de física y en la Escuela de Graduados de Educación, para aportará información sobre la educación STEM al campo de la física y les dará a los educadores herramientas para aumentar la diversidad en el campo. En 2014, publicaron un documento llamado “Perspectivas psicológicas para una mejor enseñanza de la física” en Física hoy.

Una idea importante del documento, dice Aguilar, es la idea de una “mentalidad de crecimiento”, que se originó con la profesora de psicología de Stanford Carol Dweck en su libro. Mindset.

“La mentalidad de crecimiento es una serie de creencias según las cuales el talento, la inteligencia y la habilidad pueden crecer y ejercitarse como un músculo, en lugar de ser fijos o innatas, como el color de los ojos”, dice. “Si tienes una mentalidad fija, el objetivo más importante es demostrar tu inteligencia a toda costa. Cuando te topas con callejones sin salida o estás luchando y poniendo mucho esfuerzo en algo, amenaza tu visión de tu inteligencia y te hace temer que otras personas te descubran.

“Para las personas que tienen una mentalidad de crecimiento, el esfuerzo es una oportunidad emocionante para aprender y crecer. Significa que estás construyendo ese talento “.

En su investigación, Dweck descubrió que estos dos modos de pensar llevan a diferentes procesos y resultados de aprendizaje, lo que hace que las personas participen en el aprendizaje de maneras muy diferentes.

“Dweck ha demostrado cómo diferentes tipos de alabanza pueden producir diferentes mentalidades en los niños”, dice Wieman. “Una mentalidad fuerte y fija en un alumno, maestro o padre es en gran medida una profecía autocumplida si no se hace nada para intervenir. La creencia de que no puede tener éxito, y las figuras de autoridad prominentes que le dicen que no puede tener éxito, es muy efectiva para garantizar que la mayoría de las personas no tengan éxito en una tarea desafiante. Incluso las intervenciones relativamente pequeñas pueden desplazar a los estudiantes de todas las edades de una mentalidad fija a una mentalidad de mayor crecimiento, y su desempeño mejora en consecuencia “.

Ilustración de una mujer contemplando un póster de un hombre etiquetado como

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago con Corinne Mucha

Genius culture

Según Aguilar, los estudios han demostrado que las mentalidades fijas son mucho más frecuentes en los campos de STEM que en las artes liberales.

“Algo que es problemático para STEM es la idea de un científico genio solitario”, dice ella. “Es un estereotipo sobre cómo se hace el trabajo que realmente lleva a las personas que no se ajustan a ese estereotipo a sentir que no pertenecen”.

En ciencias más matemáticas como la física, dice Wieman, la idea de que las habilidades requeridas para tener éxito son innatas es particularmente persistente.

“Estas creencias están más fuertemente vinculadas a las matemáticas en nuestra sociedad”, dice Wieman. “En algún momento se puso de moda ser 'estúpido' en matemáticas y ciencias. En lugar de decir que usted o su hijo no está trabajando lo suficiente y es por eso que están teniendo problemas en matemáticas, puede decir 'simplemente no tiene un cerebro que es bueno para las matemáticas' “.

Allison Olshefke, un reciente graduado de física de la Universidad de Notre Dame, cree que la idea de que las habilidades físicas son innatas tiene mucho que ver con la historia del campo.

“Creo que simplemente existe esta idea histórica de que las personas que han logrado un gran éxito en física y han durado a través de las edades han sido intrínsecamente brillantes”, dice Olshefke. “Entonces eso se convirtió en lo que se valoraba como lo que se necesitaba para hacer ese tipo de contribuciones”.

“Y eso solo se refuerza a sí mismo”. Las personas que se muestran más prometedoras en física sin tener que trabajar tanto por la razón que sea, van a ser más alentadas desde el principio, y ese estímulo las mantendrá activas. Y luego aprendemos de esa experiencia para alentar a esos mismos tipos de personas en la próxima generación “.

Pero a pesar de la omnipresencia de la idea de que las habilidades STEM son innatas, los descubrimientos científicos son a menudo producto del trabajo duro y la colaboración, como lo demuestran los recientes descubrimientos de ondas gravitacionales y el bosón de Higgs por experimentos formados por miles de científicos. cada. Y, agrega Olshefke, no es como si las personas nacieran con la capacidad de hacer cálculos.

“La idea de que las matemáticas son el lenguaje que necesitas para aprender a hablar se corresponde con la mentalidad de crecimiento”, dice Olshefke. “Si estás aprendiendo un nuevo idioma, te parecerá y te parecerá completamente ininteligible cuando comiences, pero a medida que trabajes y practiques, será más fácil de entender”.

En un artículo titulado “El culto al genio”, Julianne Dalcanton de la Universidad de Washington dice que, en física, no hay una frase más condenatoria que decir que alguien es un “trabajador”. En general, dice Kilburn, nuestra sociedad es mucho más probable ver a los hombres blancos y asiáticos como brillantes, y las mujeres y otras minorías subrepresentadas como trabajadoras.

“Esta idea de que tienes que nacer como un genio o haber nacido con talento llega a los campos que están más inclinados matemáticamente, en particular la física”, dice Kilburn. “La física, en particular la teoría de partículas, se encuentra en el límite de la mentalidad de que la brillantez innata es la cualidad más importante que se requiere para tener éxito. Se han publicado estudios que muestran que cuanto más brillante es el valor de los campos o el talento innato sobre la dedicación, menos mujeres y minorías subrepresentadas tienen “.

Ilustración de un estudiante levantando su mano en clase

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago con Corinne Mucha

Sesgos ocultos y estereotipos de combate

Olshefke, quien pronto comenzará un programa de posgrado en Notre Dame para convertirse en maestra de matemáticas de la escuela secundaria, pasó gran parte de su carrera de pregrado haciendo investigación en educación física. Olshefke conoció a Kilburn en un almuerzo y descubrió que las preguntas que hacía acerca de la diversidad de género en Física y STEM resonaban con sus propias experiencias como una mujer en busca de física.

Olshefke se involucró con un estudio que estaba haciendo Kilburn en el que evaluaron las cartas de recomendación escritas por los maestros de secundaria. Habían visto en investigaciones previas que en las cartas de recomendación académica, hay diferencias de idioma basadas en el género del solicitante.

“Queríamos averiguar si estos prejuicios implícitos se extendían también a las cartas de recomendación de la escuela secundaria, ya que estas cartas de recomendación se escriben en un momento crucial cuando los estudiantes solicitan admisión a universidades y programas”, dice Olshefke. “Queríamos asegurarnos de que todos fueran recomendados de una manera que creara un campo de juego equitativo para ser admitidos en los programas de STEM”.

Observaron las cartas de recomendación que los maestros de secundaria habían escrito para los programas de escuela secundaria de Notre Dame de 2013 a 2017. Revisaron más de 1700 solicitudes, sacando palabras de categorías que se habían señalado en investigaciones anteriores para tratar de identificar las diferencias entre las letras escrito para hombres y mujeres.

“Terminamos centrándonos realmente en dos de las categorías: palabras de molienda y palabras de habilidad”, dice Olshefke. “Las palabras de Grindstone describen que los estudiantes trabajan duro, poniendo mucho esfuerzo, mientras que las palabras de habilidades describen el talento natural y la habilidad innata. Se reflejó en las cartas que leímos la idea de que las mujeres son descritas como las que trabajan arduamente más a menudo y los hombres eran más propensos a ser descritas como talentosas innatas.

“Sin embargo, cuando miramos la parte cuantitativa de la recomendación en la que los maestros clasificaron a los estudiantes en diferentes categorías, las mujeres y los hombres fueron calificados de manera idéntica en todos los casos. Así que vimos esta desconexión entre cómo los maestros califican cuantitativamente a sus estudiantes y cómo describen cualitativamente a sus alumnos “.

Una mentalidad fija puede evitar que los programas admitan un grupo diverso de candidatos, y también puede alejar a los candidatos, dice Aguilar. Cuando un campo de STEM o un departamento de STEM en particular, centro de investigación o firma se adhiere a una mentalidad fija, la investigación muestra que las mujeres y las minorías subrepresentadas sienten menos confianza en esa organización.

“Están preocupados por no pertenecer”, dice ella. “Están preocupados de que los vean a través del lente de un estereotipo. Los estereotipos son en realidad percepciones fijas de las personas “.

Este sentimiento resuena fuertemente con Olshefke, quien fue una de las tres únicas carreras de física de mujeres en su año.

“Como mujer en STEM”, dice ella, “es menos probable que levante la mano y formule una pregunta durante la conferencia porque no quería reflejar mal a las mujeres en física”. Tendría más miedo de ir a horas de oficina. Te preocuparía que la gente pensara, 'Oh, las mujeres no entienden las cosas tan rápido como los hombres.' Aunque nadie te excluye abiertamente de hacer nada, todavía hay un poco más de miedo porque eres diferente de los demás. “

Olshefke recuerda un momento en la escuela secundaria cuando se le pasó por alto un “sobresaliente estudiante de física” debido a que su maestra sintió que no hizo suficientes preguntas en clase.

“Yo era la única niña de mi clase, así que no me sentía cómodo haciendo preguntas”, dice. “Simplemente había una falta de comprensión de lo que sentía en la clase. Creo que habla del mismo tipo de falta de conocimiento sobre cómo las mujeres y los hombres experimentan mundos diferentes a medida que pasan por la física “.

Una ilustración de científicos jugando un juego de tablero de tamaño real

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago con Corinne Mucha

Cambiando la cara de STEM

Una forma de enfrentar el problema de las desigualdades en STEM es teniendo conversaciones sobre las experiencias de las mujeres y las minorías subrepresentadas en la física.

“Es necesario que haya una discusión de experiencias y cuáles son realmente los problemas”, dice Olshefke. “Tener un aula abierta y un maestro de apoyo que esté dispuesto a hablar sobre los problemas que atraviesan sus alumnos marcará una gran diferencia. Se combina muy bien con la mentalidad de crecimiento “.

Cuando las organizaciones tienen esta mentalidad de crecimiento, dice Aguilar, las personas de entornos poco representados sienten que serán vistos como individuos, no como estereotipos, y respetados y valorados por sus propias contribuciones. Sienten que tendrán la oportunidad de aprender y crecer.

“Décadas de investigación nos han demostrado que una mentalidad de crecimiento nos lleva a ser aprendices, docentes y gerentes más eficaces, y también a crear una cultura de inclusión y diversidad en nuestros centros de educación STEM”, dice ella. “Nuestros cerebros se desarrollan y desarrollan nuevas conexiones neuronales todos los días. Entonces, si creemos en la neuroplasticidad, debemos creer en la mentalidad de crecimiento “.

Aguilar agrega que la investigación ha demostrado que la diversidad conduce a una mejor toma de decisiones y más innovación. Ella cita un estudio de investigación realizado con jurados que comparó un jurado de todos los jurados blancos con otro de razas mixtas. A los jurados se les había pedido escuchar un caso y tomar una decisión al final. Los investigadores encontraron que los jurados más racialmente diversos realmente consideraron más hechos del caso en su deliberación y llegaron a una decisión más precisa o justa.

“La razón fue que cada persona sintió que no podían asumir la perspectiva de todos en la sala”, dice ella. “Tenían que pensar realmente en cada información desde todos los ángulos diferentes y no hacer suposiciones sobre lo que las personas pensarían o creerían. No solo trae más ideas a la mesa, sino que nos ayuda a desafiar nuestras propias suposiciones, ser mejores pensadores y discutir nuestros puntos más claramente. No se trata solo de una buena idea, la diversidad es imprescindible para garantizar que tomamos las mejores decisiones y creamos la ciencia más innovadora “.

Ilustración que representa nuevas formas de abordar la educación STEM

Ilustración de Sandbox Studio, Chicago con Corinne Mucha

Aprendiendo a apreciar la física

En física en particular, dice Kilburn, tener más diversidad e inclusión podría conducir a nuevos marcos de pensamiento y revoluciones en nuestra comprensión del universo.

“Pensamos en la física como una ciencia muy objetiva, pero para que algo sea verdaderamente objetivo, tienes que hacer todas las preguntas y verlo desde todas las perspectivas”, dice. “Si estás entrenando a todos a través del mismo sistema y eligiendo el mismo tipo de personas, entonces vas a hacer el mismo tipo de preguntas. Es posible que se pierda algunas de esas preguntas del jardín izquierdo que conducen a grandes avances. Si queremos ser una ciencia realmente objetiva, tenemos que hacer preguntas desde todos los ángulos, lo que requiere personas de diferentes orígenes “.

Kilburn agrega que crear una cultura más inclusiva en STEM no solo aumentará la diversidad en los campos, sino que también permitirá que otros también lo aprecien.

“Tan pronto como le dices a alguien que eres físico”, dice, “algunas de las respuestas más comunes son 'Odiaba esa clase' o 'Nunca podría hacer eso, eres tan inteligente'. Todos los estudiantes entre y salga del campo con diferentes competencias, pero todos son capaces de aprender y apreciar más el tema.

“Las artes hacen esto: el hecho de que no puedas tocar la flauta no significa que dejaste de escuchar y apreciar la música. Creo que no nos enfocamos en la apreciación de la física tanto como podríamos para combatir ese estereotipo de genio solitario socialmente torpe “.

Según Wieman, todos, independientemente de su carrera, podrán tomar mejores decisiones si conocen algo de STEM y cómo usarlo.

“Nuestra forma de vida se basa tanto en la tecnología que uno se enfrenta regularmente a problemas en el trabajo y en el hogar, donde STEM puede ayudar a una persona a tomar mejores decisiones”, dice.

“Más importante aún, la humanidad se enfrenta a decisiones críticas sobre cosas como las fuentes de energía y el uso de recursos que impactarán nuestro mundo y especies en el futuro. Estos problemas son fundamentalmente técnicos en su corazón, por lo que una persona no puede tomar decisiones acertadas sobre estos temas sin una comprensión de STEM. Si queremos preservar la democracia y nuestro mundo, debemos hacer que todos los estudiantes aprendan STEM mejor, lo que la investigación muestra es bastante posible si mejoramos la manera en que enseñamos “.