Vetenskap, teknologi, ingenjörs- och matematikutbildning (STEM) är en prioritet för regeringar runt om i världen. Till exempel, Storbritanniens nuvarande åtagande att öka investeringarna i forskning och utveckling till 2,4 % av BNP till 2027 innebär att vi måste utbilda 260, 000 fler forskare för att utföra detta arbete.

Det har länge funnits en brist på sådan kompetens och kunskap. Och detta driver politiska åtgärder inom utbildning, kompetens och invandring för att ta itu med situationen.

I sina STEM-strategier, regeringar fokuserar alltmer på att ta itu med de stora skillnaderna i deltagande mellan olika sociala grupper. Till exempel, i Storbritannien kommer endast 15 % av forskarna från arbetarklassens hushåll, bara 7 % av patenten lämnas in av kvinnor, och bland nystartade grundare är män fler än kvinnor fyra till en. Problemet diskuteras ofta i termer av en "läckande pipeline, "Idén att potentiella STEM-proffs går vilse vid vissa punkter längs definierade vägar.

Täppa till läckan

Detta sporrar regeringar runt om i världen att rikta aktiviteter mot unga människor, som syftar till att främja STEM-engagemang från ett tidigt stadium. "STEM inspiration" är ett sätt att göra detta, genom att erbjuda STEM-relaterade aktiviteter till barn i skolåldern utöver vanlig ämnesundervisning. Detta kan ske inom skolor, eller informellt genom besök på museer eller i hemmet eller samhället.

Affärsdepartementet, Energy and Industrial Strategy (BEIS) finansierar STEM-inspiration i Storbritannien, spenderar 103 miljoner pund årligen på program som levereras genom organ som STEM Learning Ltd, Wellcome Trust, och British Science Association.

Men har all denna aktivitet önskad effekt eller kan det till och med göra mer skada än nytta?

Först, vi vet att det helt enkelt inte finns tillräckligt med utbud. Till exempel, vår kartläggning av uppfinningsprogram visade att de når bara 1,5 % av den brittiska skolbefolkningen årligen. Övergripande, deltagande i STEM-karriäraktiviteter är lågt, med mindre än 30 % av 11- till 14-åringarna som uppgav att de deltagit under 2017. Mot bakgrund av bevis på att det krävs cirka fyra förebildsmöten för att effekter ska ses på elevernas ambitioner, det är sannolikt en mycket liten och utvald grupp som får effektiv försörjning.

Också, tillhandahållandet fortsätter att utesluta studenter och samhällen som behöver det mest – de som traditionellt sett är mindre benägna att delta i STEM. UCL:s ASPIRES-team har funnit att även om betydande andelar av skolans befolkning rapporterar att de aldrig har haft tillgång till STEM-inspiration, detta är särskilt fallet bland missgynnade grupper.

Konkurrens är lika med inspiration?

Vår egen forskning tittade mer i detalj på en viss typ av STEM-inspirationsaktivitet:tävlingar. STEM-tävlingar är en allt mer populär modell i Storbritannien och internationellt, utmana studenter individuellt eller i team att tillämpa STEM-färdigheter och kunskaper i praktiska projekt.

Det finns cirka 50 STEM- och innovationstävlingar i Storbritannien. Statliga departement driver sina egna – till exempel, tävlingen Youth Industrial Strategy Competition av BEIS, och CyberFirst av National Cyber ​​Security Centre. Modellen är också mycket populär i USA och Kina, och återspeglar ett strategiskt fokus på STEM för ekonomisk tillväxt. Dock, i vissa länder, som Finland, tävlingar behandlas mer som möjligheter att samarbeta och dela kunskap än som främjar individuell framgång; och i Singapore, det finns en märkbar betoning på kreativitet i STEM.

Vi tittade på deltagande i STEM-tävlingar i England och sammanställde en datauppsättning av 179 skolor som hade lag utvalda, från totalt 13 tävlingar. Medan två tävlingar, Leaders Award och IET Faraday, tillhandahållit fullständiga listor över alla deltagande skolor, endast utvalda skolor var tillgängliga för andra program.

Klassificering av skolor efter typ, vi fann att 21 % var fristående skolor, en stor överrepresentation (friskolor utgör bara 10 % av alla skolor i England). Detta beror förmodligen på att medan över 80 % av friskolorna erbjuder STEM-tävlingar som en fritidsaktivitet, bara hälften av alla statliga skolor gör det.

Efter att ha uteslutit fristående skolor, vi lade till data om statliga skolors bristande nivåer med hjälp av berättigande till elevpremien (extra finansiering tilldelas skolor för att stödja elever från missgynnade bakgrunder) som en indikator. Vi fann att nästan hälften (45 %) var i den minst utsatta femtedelen av alla statliga skolor. Med andra ord, det finns en stark snedvridning mot skolor som betjänar rikare befolkningar.

Andra studier visar att detta mönster gäller inom olika områden, för. Till exempel, friskolor är också överrepresenterade i företagstävlingar, och teoretiskt arbete tyder på att sådana tävlingar reproducerar ojämlikheter mellan deltagarna, skolor och samhällen. Akademiker ifrågasätter det pedagogiska värdet av tävlingar, observera att sådana övningar betonar den yttre belöningen av prestation, så att deltagarna engagerar sig i uppgifter för att vinna snarare än för att lära sig.

Dock, tävlingar kan utformas med ett engagemang för rättvisa, meningsfullt lärande, och långsiktiga resultat för samhällen, av organisationer som drar nytta av forskningsbevis och lärdomar från sin egen praktik. Till exempel, Leaders Award som drivs av Primary Engineer frågar barn, "Om du var ingenjör, vad skulle du göra?", utmana dem att tillämpa tekniska principer på ett problem de själva väljer. Programmet kör 16 distinkta regionala tävlingar, når 60, 000 studenter årligen, och betonar kopplingar till lokalsamhälle och industri.

Som någonsin, Finland är ett inspirerande exempel. StarT är ett internationellt program som drivs av LUMA Centre, ett nätverk av finska universitet som ägnar sig åt att säkerställa högkvalitativ vetenskap, teknik- och matematikundervisning.

Studenter utvecklar projekt utifrån sina egna intressen, med kravet att projekt är relaterade till vetenskap, matematik och/eller teknik (tvärvetenskapliga projekt, och de som innehåller andra ämnen som konst, uppmuntras), och att de tar upp ett av StarT-teman. Dessa projekt kan sedan delas vid evenemang, där barn kamratbedömer varandras arbete.

En nyckelfunktion i programmet är lärandegemenskapen:skolor, dagis, klubbar och till och med familjer registrerar sig som lärande gemenskaper för att stödja projekt och är inbjudna att dela bästa praxis inom detta nätverk.

Vad är bra praxis?

Från vår recension av STEM-tävlingar och forskningen bakom dem, vi har identifierat fyra principer för god praxis.

Först, rättvisa. Tävlingar bör utformas med de som är mest utestängda i åtanke, så att bestämmelsen är praktiskt och begreppsmässigt omfattande.

Andra, kongruens. Erbjudandet ska relatera till elevernas egna erfarenheter, och underlätta övergången till vidare studier.

Tredje, intensitet. Engångsupplevelser är sällan effektiva. Uthålligt och samlat stöd behövs för långsiktiga resultat.

Till sist, reflexion. För både deltagare och leverantörer, det är viktigt att bygga in möjligheter att reflektera över och integrera lärande i vidare studier eller ytterligare iterationer av program.

Om dessa fyra grunder sätts på plats, STEM-inspiration kan bättre tjäna eleverna, och genom dem, samhället i allmänhet.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.