Utmaningen att diversifiera STEM-fält kan få ett uppsving från resultaten av en ny studie som visar att fältkurser hjälper till att bygga upp självförtroende bland studenter - särskilt de från underrepresenterade grupper.

Fältkurser bygger självförtroende och "vetenskaplig kompetens" hos alla studenter, men fördelarna är särskilt anmärkningsvärda för studenter från grupper som är underrepresenterade inom STEM-områden, som är mer benägna att byta huvudämne eller hoppa av college, enligt forskare vid UC Santa Cruz som har publicerat resultaten av studien i tidskriften Ekologi och evolution .

Artikeln, "Fältkurser minskar demografiska prestationsluckor i ekologi och evolutionsbiologi, " kastar ljus över fördelarna med fältkurser för studenter och vilken roll de skulle kunna spela för att öka behållningen och framgången för underrepresenterade studenter.

Studien jämförde UCSC-studenter antagna från 2008 till 2019 som deltog i en fältkurs med de som inte gjorde det. Demografisk data för ras/etnicitet, socioekonomisk status, första generationens högskolestudent, och kön samlades in. Förutom ökat självförtroende, resultaten visar att studenter som går fältkurser är mer benägna att ta examen från college, ha högre GPA vid examen, och är mer benägna att stanna kvar i ekologi och evolutionsbiologi. Även en blygsam, fältkurs med två enheter ger fördelar för studenter:vid UCSC, Biologi 82:Introduktion till fältforskning träffas en gång i veckan med två övernattningsresor på helger.

"Fältkurser erbjuder några potentiellt högeffektiva tjänster som inte är tillgängliga i traditionella föreläsningskurser, ", sa postdoktorn och förstaförfattaren Roxanne Beltran. "Studenter i fältkurser arbetar som ett team och samarbetar snarare än att tävla om det bästa betyget. De får sitta runt en lägereld och känna sig som en del av en gemenskap. Och de interagerar med lärare som inte står bakom en talarstol, vilket kan vara skrämmande."

När deltagarna bygger upp förtroende för fältkurser, upplevelsen skapar "en självuppfyllande profetia om framgång, " sa hon. "Det är en återkopplingsslinga. Eleverna ser att de kan bli framgångsrika, som bygger upp deras självförtroende, vilket leder till ytterligare framgång."

Beltran, som slutför ett tvåårigt stipendium finansierat av National Science Foundation och UC President's Postdoctoral Fellowship Program, säger att fältkurser är en av de bästa investeringar högskolor och universitet kan göra för att "rädda drömmar" för blivande forskare.

"Mångfald inom STEM-områden är avgörande, ", sade Beltran. "Forskare kan hjälpa till att lösa globala utmaningar som sjukdomsutbrott och klimatförändringar. Men vi kan inte göra det utan mångfalden av idéer som kommer från olika erfarenheter. Vår framgång är otvetydigt knuten till mångfalden av forskarna som utför arbetet."

Rädda drömmar och täppa till demografiska klyftor

För blivande biologi-major, de första två åren av högskolekurser domineras av vad vissa kallar "den mattevetenskapliga dödsmarschen":en serie obligatoriska kurser i matematik, kemi, fysik, och biologi som är långt ifrån den vision som driver de flesta studenter.

"Elever som vill göra biologi på college har en vision om att studera träd, eller fåglar, eller jordar, eller marina ryggradslösa djur i tidvattenzonen, " sa seniorförfattaren Erika Zavaleta, professor i ekologi och evolutionsbiologi vid UCSC. "De har en vision om upptäckt, att vara ute, att göra datainsamling."

Fältkurser ger eleverna praktisk erfarenhet av att göra vetenskap i samarbete med sina kamrater:att identifiera arter, designa och genomföra experiment, analysera data, och göra muntliga presentationer av resultat. "Fältkurser har en stor positiv inverkan på studenters känsla för sin vetenskapliga kapacitet, " sa Zavaleta. "Det är sant för alla studenter, men det är större för underrepresenterade grupper än någon annan."

I studien, som fokuserade på fördelarna med själveffektivitet med fältkurser, underrepresenterade studenter rankade sin egen känsla för förmåga lägre innan de deltog i fältkursen, men de kom ut från kursen med sin känsla av själveffektivitet i nivå med eller före sina icke-underrepresenterade kamrater, noterade hon.

"Kursen stängde en demografisk klyfta, sade Zavaleta. Det är så spännande.

Fältkurser kan vara dyrare än stora föreläsningskurser, som Zavaleta sa är "mycket effektiva." "Men du får vad du betalar för, ", sa hon. "Inverkan på studenter är större. Vi måste tänka om hur mycket vi investerar i dessa erfarenheter."

"Om studenter har en tidig möjlighet som bekräftar vad det är att vara vetenskapsman, som kan bära dem och hålla dem igång tills de får möjligheter i den övre divisionen att göra praktik, eller ett forskningsprojekt, eller en senioruppsats, " sa Zavaleta. "Låt oss ge dessa studenter möjlighet att göra det de kom hit för att göra innan de kommer till årskurs tre av sin collegeerfarenhet."

Att behålla mångfalden i STEM

Studenter från olika demografiska bakgrunder kommer till college lika intresserade av att studera biologi, men studenter från grupper som är underrepresenterade inom STEM-områden är betydligt mindre benägna att få en biologiexamen, antingen för att de byter huvudämne eller lämnar campus helt, sa Zavaleta. Det fenomenet, som äger rum på högskolor och universitet över hela landet, har lagt fokus på att behålla STEM-studenter.

"De kommer till oss över hela linjen och vill göra biologi, och det är upp till oss att behålla dem och hjälpa dem att lyckas, sa Zavaleta, noterar att de flesta studenter lämnar huvudämnet Ekologi och Evolutionsbiologi under sitt första år eller två.

Att öka själveffektiviteten är en del av en retentionsstrategi, men ansträngningarna måste också inriktas på att bygga en känsla av tillhörighet och en känsla av gemenskap för underrepresenterade elever, noterade Zavaleta, en veteran fältkursinstruktör. "Fältkurser är ett så viktigt verktyg eftersom de tar itu med både, " sa hon. "Det finns inget som att laga en måltid tillsammans på en campingtur, eller identifiera ett gräs, eller skvalpar i en bäck, eller sitta runt en lägereld för att skapa en känsla av gemenskap."

Beltran, en UCSC alumn, påminde om att hon kämpade för att hitta sin plats på föreläsningskurser med 400 studenter innan hon anmälde sig till en kvartslång fältkurs med Zavaleta. "Jag studerar dessa studenter, eftersom jag var en av dem, " sa Beltran. "Jag ifrågasatte om jag förtjänade att gå på college, och om jag skulle kunna göra en karriär inom naturvetenskap." Fältkursen väckte åter lusten hon hade haft i gymnasiet, och i juli, hon kommer att ansluta sig till UCSC-fakulteten som biträdande professor i ekologi och evolutionsbiologi (EEB).

"Betoningen var verkligen annorlunda när jag var student, ", sa hon. "Vi har lärt oss mycket sedan dess om vikten av att undervisa på otraditionella sätt."

Uppmuntra alla elever att känna sig välkomna

I studien, forskarna fann att underrepresenterade studenter är mindre benägna att anmäla sig till fältkurser. Det problemet, dock, är inte oöverstigligt.

"Vi har ägnat fem år åt att vända på det, sa Zavaleta, en hängiven förespråkare för STEM-mångfald som fick ett anslag på 1 miljon dollar 2017 från Howard Hughes Medical Institute för att finansiera en femårig insats för att stödja studenter i ekologi och bevarandebiologi hela vägen fram till examen. Hennes program ger ökad tillgång till forskningsbaserade fältkurser och praktikplatser, såväl som mentorskap och en stödjande gemenskap, med målet att lansera en mångsidig ny generation av naturvårdsledare.

"Vi tänker på fältkurser som gated och kanske elitistiska, eftersom de kan vara dyra, eller så tror vi att de bara är för studenter som redan har campingutrustning och erfarenhet, sade Zavaleta. Men de här hindren kan övervinnas, Hon sa. När Biology 82 introducerades, instruktörerna Don Croll och Gage Dayton gjorde en samlad ansträngning för att få ut ordet till alla studenter genom UCSC:s tio högskolor, studentgrupper och organisationer, och akademiska rådgivare. Stipendier tar bort kostnadsbarriärer, och det relativt lilla åtagandet om helgtid hjälper till att göra kursen tillgänglig för studenter som arbetar, noterade hon.

"Över tid, ordet kommer ut, och nu har vi studenter över hela campus som deltar – inte bara vita studenter, inte bara rika studenter, inte bara biologistudenter, och de flesta har inte slagit läger förut, sa Zavaleta, noterar att Biology 82 erbjuds sex gånger per år men fortfarande inte kan möta studenternas efterfrågan. "Om du tar itu med de relativt enkla barriärerna, Fältkurser blir en motor för inkludering och rättvisa."

Zavaleta är exalterad över resultaten av studien "eftersom de visar oss att det är sant."

"Varför kan inte varje student i majoren ha en fälterfarenhet?" hon frågade. "Varför kan inte alla studenter i divisionen? Varje student på campus? Så här började UCSC:Det handlade om förfrågningar i kamratgrupper. Vi vet hur man gör detta, och vi gör det. Vi behöver bara göra det för alla."