大學科學教授們宣揚透過資料和嚴謹實驗尋求真理的信條，然而當他們走進教室時，卻使用過時且無效的方法。絕大多數本科科學課程都是由教授給學生講課的方式教授的，儘管有數百項研究表明，替代教學方法能夠顯著提高學生的學習效果並降低失敗率。
這些不同的方法有很多名稱，包括主動學習。它們的共同特點是，學生們不是被動地聽講，而是將課堂時間用於積極參與回答問題、解決問題、與同伴討論解決方案以及推理他們正在學習的材料，同時還能從老師那裡獲得定期的反饋。正如美國國家科學院2012年的一項研究以及5月份在《美國國家科學院院刊》上線上發表的一篇詳細綜述中所報告的那樣，這種方法可以提高科學和工程學科以及入門和高階課程的學習效果[參見反頁圖表]。
實施主動學習有很多不同的方法。在較小的班級中，學生通常分組工作，完成構成一個更大問題的一系列步驟。在100到300人的班級中，教師通常使用“答題器”，這是一種允許學生透過按下座位上的按鈕立即將答案傳輸給老師的裝置。這使得教師可以立即看到有多少學生理解了該材料。最好的問題是具有挑戰性的，並且涉及理解和使用基本概念，而不是簡單的死記硬背。當大多數學生回答錯誤時，老師會讓學生與鄰座討論並重新投票。同時，老師會傾聽這些對話，併為學生提供有針對性的幫助。使用任何這些方法，教師仍然會花費大量時間講話，但聽眾是已經準備好學習的學生。他們理解為什麼這些材料有價值，以及如何使用它來解決問題。這些材料現在處於有意義的上下文中，而不是作為一組毫無意義的事實和程式給出，他們只能死記硬背而無法理解。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
針對K-12課程的教育研究對於主動學習的支援不太明確。這是因為K-12階段的研究更加困難，研究人員無法控制的事情更多。也許最重要的變數是教師對學科掌握程度的不均衡，而且往往較低。由於主動學習需要像專家（科學家）一樣思考的實踐和反饋，因此它對教師的學科專業知識要求更高。在大學層面，教師的學科知識不是問題，學生群體更加同質化，並且可能影響學習的問題也少得多。不幸的是，K-12科學教師學科掌握程度低的狀況將持續存在，直到大學科學教學得到改善，使所有學生，包括未來的K-12教師，都能以紮實的科學理解和更好的科學教學和學習模式畢業。
鑑於有如此多的科學證據支援主動學習，顯而易見的問題是，為什麼這些方法在大學中如此少用？部分原因僅僅是習慣；講座最初在大學出現是因為當時沒有書籍，所以資訊必須透過口述和抄寫來傳播。教學方法尚未適應印刷術的發明。第二個原因是人們對學習存在根本性的錯誤理解。包括大學教職員工和管理人員在內的大多數人認為，學習是透過一個人簡單地聽老師講課來實現的。如果學習非常簡單的東西，比如“吃紅色的水果，不要吃綠色的水果”，那確實如此，但複雜的學習，包括科學思維，需要前面描述的長期實踐和互動，才能真正地重塑大腦以獲得新的能力。然而，高等教育不改變方法的最重要原因是，沒有激勵機制。教職員工和大學的認可和獎勵僅僅取決於他們爭取每年400億美元聯邦研究資金的成功程度。根本沒有動力去使用基於研究的有效教學方法，而不是教學上的迷信和習慣，事實上，美國幾乎沒有大學跟蹤其課堂上正在使用的教學方法。只要這種情況持續下去，未來的學生就無法比較他們在不同機構接受的教育質量，因此沒有任何機構需要改進。