Des étudiants de différents horizons aux États-Unis entrent à l'université avec le même intérêt pour les domaines STEM - sciences, La technologie, ingénierie et mathématiques. Mais cet intérêt égal n'aboutit pas à des résultats égaux. Six ans après avoir commencé un diplôme de premier cycle en STIM, environ deux fois plus d'étudiants blancs l'ont terminé que d'étudiants afro-américains.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Washington montre que les techniques d'enseignement dans les cours STEM de premier cycle peuvent réduire considérablement les écarts de performance des cours entre les étudiants surreprésentés et sous-représentés dans les STEM. Dans un article publié la semaine du 9 mars dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , l'équipe rapporte que le passage des techniques passives, comme les conférences traditionnelles, aux méthodes « d'apprentissage actif » basées sur l'enquête a un avantage disproportionné pour les étudiants sous-représentés, un terme qui englobe les étudiants à faible revenu et Latinx, Afro-américain, Américain de naissance, et les étudiants autochtones hawaïens et insulaires du Pacifique.

Les chercheurs ont utilisé une approche de méta-analyse, qui a combiné des données au niveau des étudiants provenant de dizaines d'études individuelles, pour étudier comment les performances des étudiants ont changé lorsque les instructeurs ont incorporé des méthodes d'apprentissage plus actives dans les cours STEM de premier cycle. Ils ont constaté que l'écart de réussite entre les étudiants surreprésentés et sous-représentés s'est réduit de 33 % aux résultats des examens et de 45 % des taux de réussite aux cours. Pour les cours d'apprentissage actif « à haute intensité », dans laquelle les élèves ont passé au moins les deux tiers du temps total de classe à s'adonner à un apprentissage actif, l'écart pour les notes aux examens s'est réduit de 42 % et de 76 %, respectivement, pour les taux de réussite.

"Notre étude montre qu'une large mise en œuvre de l'apprentissage actif dans les cours STEM de premier cycle peut avoir un effet dramatique sur la réduction des écarts de réussite, résultant en des résultats plus positifs pour les étudiants sous-représentés dans les domaines STEM, " a déclaré l'auteur principal et co-correspondant Elli Theobald, associé de recherche et instructeur au département de biologie de l'UW.

La recherche a montré que les écarts de réussite dans les programmes d'études collégiales en STIM se produisent en partie parce que les étudiants issus de milieux sous-représentés ont tendance à obtenir de moins bons résultats aux examens et à avoir des taux de réussite plus faibles dans les cours de premier cycle en STIM. Par conséquent, plus d'étudiants sous-représentés changent de majeure ou abandonnent l'université. Six ans après avoir commencé un diplôme STEM, 43% des étudiants blancs et 52% des étudiants américains d'origine asiatique l'ont terminé. Mais les taux d'achèvement tombent entre 20 et 30 % pour Latinx, Étudiants afro-américains et amérindiens, selon l'Académie nationale des sciences. Des disparités dans l'obtention des diplômes STEM existent également entre les étudiants issus de milieux à revenu élevé et faible, dit Théobald.

Les cours collégiaux STEM sont en grande partie enseignés à l'aide de méthodes traditionnelles, méthodes passives comme les cours magistraux. En revanche, techniques d'apprentissage actif, qui comprennent une variété de méthodes d'enseignement basées sur la discussion et la résolution de problèmes, n'ont pas été largement adoptés.

« Vous pouvez résumer la différence entre les méthodes d'enseignement passives et actives en trois mots simples : « Demandez, ne dis pas, '", a déclaré l'auteur co-correspondant Scott Freeman, maître de conférences au département de biologie de l'UW. « L'objectif de l'apprentissage actif est d'impliquer les élèves et de les amener à utiliser leurs compétences cognitives de niveau supérieur, au lieu de simplement mémoriser des définitions. »

Les approches d'apprentissage actif comprennent des activités de groupe en classe pour travailler en profondeur sur des concepts spécifiques, utiliser le temps de classe pour l'interaction avec les pairs, devoirs de résolution de problèmes et faire appel aux étudiants au hasard.

Dans un article de 2014, une équipe de l'UW dirigée par Freeman a utilisé une approche de méta-analyse plus classique pour montrer que les méthodes d'apprentissage actif améliorent les performances moyennes des élèves. Pour cette nouvelle étude, ils ont utilisé une approche de méta-analyse différente qui suit les participants individuels et décompose l'impact de l'apprentissage actif entre les étudiants surreprésentés et sous-représentés. Les chercheurs ont dû trier plus de 1, 800 études publiées et non publiées avant de trouver les quelques dizaines qui comparaient à la fois des techniques actives et passives et disposaient également de données sur la démographie des étudiants, selon Freeman. Les données sur les résultats des examens des étudiants qu'ils ont utilisées provenaient de 15 études, représentant plus de 9, 000 étudiants—alors que les données sur les taux de réussite provenaient de 26 études de plus de 44, 000 étudiants.

En moyenne, l'équipe a constaté que les méthodes d'apprentissage actif réduisaient considérablement les écarts de réussite dans les résultats aux examens et les taux de réussite entre les groupes d'étudiants surreprésentés et sous-représentés.

Des recherches futures sont nécessaires pour comprendre pourquoi l'apprentissage actif profite de manière disproportionnée aux étudiants issus de milieux sous-représentés. Ces techniques d'apprentissage pourraient créer un environnement plus accueillant et inclusif, ce qui peut être particulièrement important pour les étudiants qui ont souvent l'impression de ne pas appartenir aux STEM, ou "se sentir exclu, " a déclaré Theobald. L'apprentissage actif peut également aider les élèves à mieux comprendre la matière en les amenant à travers des concepts complexes étape par étape, avec des moments d'enregistrement réguliers. Cette cible, la pratique intensive peut aider de manière disproportionnée les étudiants issus de milieux défavorisés sur le plan éducatif, en s'assurant qu'ils comprennent le matériel et qu'ils ne prennent pas de retard.

"Ce sont bruyants, salles actives, avec de nombreuses interactions dynamiques et des opportunités de discuter et d'apprendre à un niveau que vous n'obtenez tout simplement pas avec une conférence traditionnelle, " dit Freeman.

Bien qu'ils aient vu les plus grands effets de réduction des écarts dans les cours qui consacraient plus des deux tiers du temps de classe à l'apprentissage actif, Freeman et Theobald mettent en garde les instructeurs pour qu'ils tardent à intégrer l'approche.

« Si vous avez un cours magistral que vous avez déjà enseigné même quelques fois, le changer peut demander beaucoup de travail, " a déclaré Theobald. " Les professeurs et les instructeurs des collèges ont déjà tellement de demandes sur leur temps - le mentorat des étudiants diplômés, demander des subventions, conduire une recherche, papiers à écrire, classement, enseignement. Je comprends que c'est beaucoup de leur demander d'inverser leurs cours comme ça. Je conseille donc aux gens de commencer petit et d'intégrer des techniques d'apprentissage actif au fil du temps."

Les avantages de plus en plus évidents de l'apprentissage actif peuvent signifier que les collèges et universités, ainsi que les sociétés professionnelles, pourrait offrir des incitations et de l'aide aux professeurs et aux instructeurs qui veulent franchir le pas, ajouta Freeman.

"Il est temps de récompenser les gens qui obtiennent de bons résultats en classe, parce que maintenant nous voyons que les avantages sont encore plus grands que nous le pensions, " dit Freeman.