För många unga högskolestudenter, de första åren är en tid av förundran och spänning och tidiga steg mot långsiktiga mål. Dessa år, för vissa elever, är lika fyllda av ångest, när verkligheten i rigorösa läroplaner sätter in tillsammans med känslor av oförbereddhet och bedragares syndrom. I STEM-fälten, detta resulterar i att ungefär 50 % av förstaårsstudenterna lämnar sin ursprungliga studiegång.

Detta är en nedslående statistik, särskilt med tanke på det förväntade behovet av en ökning med 33 % av antalet STEM-examensinnehavare i hela landet för att stödja framtidens industrier. Också nedslående:De som lämnar sina huvudämnen är oproportionerligt första generationens och underrepresenterade studenter, vilket bidrar till bristande mångfald inom både industrin och på avancerade forskningsnivåer.

Det behöver inte vara så här, säger Mike Wilton och Eduardo Gonzalez-Niño, föreläsare vid UC Santa Barbara Department of Molecular, Cellulär, och utvecklingsbiologi. I en artikel publicerad i tidskriften CBE-Life Science Education , paret och deras kollegor visar att en aktiv inlärningsmetod – användning av taktik som iClickers i klassen, små gruppdiskussioner och refereegranskade skrivuppgifter – tidigt i biologiska vetenskaper förbättrar betygen på kort sikt och ökar elevernas retention i biologi på lång sikt.

"Alla studenter som är antagna här till UC Santa Barbara är kapabla att studera biologi, annars skulle universitetet inte ha antagit dem, sa Wilton, WHO, med resten av hans team, har drivit BioMentors-programmet för grundexamen i biologi sedan 2015.

Tyvärr, forskarna sa, att känslan av tillhörighet ofta går förlorad i blandningen när studenter – av vilka många är de första i familjen som går på universitetet – navigerar i stora klasser, ett snabbt kvartssystem och en mängd hinder som de inte förväntade sig på vägen.

"Jag stod också inför den gåtan, " Gonzalez-Niño sa, tänker på sina första år som biologi som huvudämne. "Ibland är bakgrunden som dessa elever har inte idealisk - de kom från gymnasieskolor som inte förberedde dem för den stränghet som du möter på college." Förutom att känna sig malplacerad i en helt ny miljö och inte veta vem man ska vända sig till för att få hjälp, han sa, dessa elever presterar ofta dåligt, vilket leder till att de tappar förtroendet för sina förmågor och att ompröva sitt huvudämne.

På UCSB, ungefär 1, 100 nya studenter antas till huvudämnet biologi varje år; dock, cirka 600 har tenderat att lämna majoren efter sina två första studieår. Wilton och Gonzalez-Niño ville se om de kunde hindra studenter från att lämna i förtid genom att involvera dem i en mer delaktig inlärningsstil.

I deras treåriga forskningsprojekt, kohorter av studenter deltog i en alternativ och parallell – men inte mindre rigorös – introduktionskurs i biologi som löpte parallellt med den traditionella föreläsningskursen. Förutom aktiva lärandestrategier, interventionskursen ersätter en veckovis föreläsning med en handledning som fokuserar på historiskt svåra kurskoncept. Dessa diskussionsbaserade handledningar leds av Wilton och Gonzalez-Niño med hjälp av biologistudenter i övre divisionen, kallas BioMentors, som modellerar tillvägagångssätt och strategier för framgång.

"Det som vi försöker ingjuta mest är att vi alla är i det här tillsammans, " sa Wilton.

Efter tre års introduktionsbiologistudenter i båda versionerna av kursen, forskarna fann betydande fördelar för dem i interventionssektionen. Till exempel, de i interventionskursen överträffade sina kamrater i den traditionella föreläsningskursen med cirka 12 % på vanliga tentafrågor, och deltagande i programmet för aktivt lärande resulterade i högre slutbetyg på kursen totalt sett.

Eleverna som deltog i programmet för aktivt lärande rapporterade också en "betydligt högre uppfattning om studenttillhörighet jämfört med kamrater i den traditionella delen, " enligt studien. Studenter tillskrev detta till "högre uppfattningar om fakultetsstöd" och klassrumsmiljön – dvs. hur lätt det är att dela idéer och ställa frågor under föreläsningen.

"Eleverna i kursen för aktivt lärande var bekväma med att närma sig oss, " Sa Gonzalez-Niño. "De kan säga att vi är på deras sida."

Tagen tillsammans, den förbättrade prestandan och den större känslan av tillhörighet, forskarna sa, ökade sannolikheten för att eleverna skulle stanna kvar på biologiinriktningen. Faktiskt, studenter i interventionskursen var 10 % mer benägna än sina kamrater i den traditionella föreläsningskursen att delta i den efterföljande introduktionskursen i biologi som erbjöds följande kvartal.

En biologiexamen är tillräckligt bred och mångsidig för att göra det möjligt för individer att arbeta inom olika områden som behöver dessa STEM-utexaminerade. Enligt forskarna, det finns en växande efterfrågan på biologer inom de biomedicinska områdena, miljövetenskap, jordbruk och näring, och i forskning som inte bara breddar vår kunskap, men kan också översättas till innovation.

"Ett stort efterfrågansområde för närvarande som bara förväntas växa är sjukvård, " Wilton noterade. "Om vi ​​kan lära dessa studenter att navigera genom deras första gateway-biologikurser och hjälpa dem att göra karriär inom sjukvården, det kommer att bli en produktiv framtid för många elever som är första generationen."

Dessutom, Gonzalez-Niño sa, Att hjälpa underrepresenterade studenter att övervinna hinder för att lära sig biologi kommer att öka mångfalden inom området.

"När du har människor med samma bakgrund tänker alla på samma frågor, ofta finns det ett begränsat antal svar som du kan komma med, " sa han. "Men när du har en mångfaldig grupp människor som tänker på samma frågor, då blir svaren på dessa frågor mer kreativa och mångsidiga."