本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
以下是由俄亥俄州雷諾茲堡eSTEM學院校長斯科特·貝內特撰寫的客座文章
當我10年前剛開始教科學時，沒有人談論成就或考慮資料。你只是走進教室，教書，並認為你所做的是正確的事情。
有一天，我的校長叫我到她的辦公室，問為什麼我的學生中有更多人沒有透過強制性的州科學考試。我知道我的學生，他們大多來自高危人群，正在參加這項考試，但過去沒有人為此結果追究我們的責任。
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我回去對我的班級做了一些改變。當我完成時，我的學生透過俄亥俄州科學畢業考試的比例高於鄰近地區更富裕的高中。當然，考試分數並不能完全反映教師的技能或學生的能力。我的學生喜歡在課堂上，這也對他們的成功做出了貢獻。
您如何衡量教育中更無形的要素——一位特定的老師是否激發了他或她的學生對學習的熱愛並激勵他們取得成功？作為俄亥俄州哥倫布市郊外一所 STEM 高中的校長，我正在參與這些問題。鑑於最近全國範圍內推動衡量教師效能的趨勢，我們已開始尋找評估 STEM 教學的方法。
我們與大約 550 名 9 至 12 年級的學生合作，其中略多於 50% 的學生獲得免費或減價午餐。我們縣每個學生的支出金額最低，而且由於人員減少，今天的支出實際上比 10 年前還少。然而，我們的學生在強制性俄亥俄州畢業考試和其他評估中的分數使我們躋身州內學校的前 15%。我們很樂意聲稱我們的 STEM 教學方法是導致這些令人印象深刻的結果的變數，但這很難最終證明。最近，我們開始與芝加哥大學合作，作為一項更廣泛研究的一部分，以確定哪些指標可用於評估 STEM 教學的有效性。以下是我們正在關注的一些因素
• 我們 STEM 教學的一個重要組成部分是找到我們社群中真實的問題，我們的學生可以嘗試使用他們在課堂上學到的知識來解決這些問題。我們的老師在這些解決問題的努力中扮演教練的角色，並引導我們的學生找到回答他們的問題可能需要的新資訊。就像工程師一樣，他們被賦予了設計約束和預算，他們必須在這些約束和預算範圍內工作以解決他們的問題。他們協作工作並完成設計過程，直到他們準備好報告他們的發現。我們相信這培養了能夠進行復雜思考的獨立學習者，但這是否是導致我們成功的變數？
• 我們有一個蓬勃發展的機器人專案，也嵌入到我們學生的課程中。我們參加 FIRST 機器人聯盟競賽，並在多項全國性比賽中名列前茅。我們的學生有機會直接應用微積分、化學和物理的概念，共同從頭開始建造一個競賽機器人。他們積極尋找有關程式設計和電路的資訊，以便創造出他們能創造出的最佳產品。我們相信，這種知識的應用有助於我們的學生在學科之間建立聯絡，並發展更深層次的理解，但這是否是導致我們成功的變數？
• 我們增加了一個 MIT Fab Lab，並將我們的圖書館改造成一個設計和創意中心。這個區域已成為我們 STEM 學生的智囊團，他們可以在其中自由地實驗和建造。我們已經看到了 Fab Lab 中建造的各種東西，從傢俱、積木到人手和手臂。我們相信，這種設計和創造能力培養了我們的學生對學習的熱愛，使他們對學校充滿熱情，但這是否是導致我們成功的變數？
• 我們所有的 senior 學生都參加實習，然後與他們的導師一起開發一個頂點專案。他們的實習與 STEM 相關職業有關，讓他們有機會了解他們的課程如何為他們高中畢業後的生活做準備。他們與專業人士互動，瞭解未來的職業，以及在該行業取得成功所需的培訓。我們相信，這些經歷讓我們的學生在他們的教育中獲得目標感和方向感，但再一次，這是否是導致我們成功的變數？
為了回答其中的一些問題，我們一直在與芝加哥大學的 Melanie LaForce 和 Outlier 研究小組合作。透過他們的研究，他們幫助我們確定了與他們的研究相關的包容性 STEM 高中中起作用的八個變數。這些變數包括教職員工基礎、學習個性化、基於問題的學習、嚴格的學習、學校社群和歸屬感、職業技術和生活技能、外部社群和基本要素。所有這些變數都可以在他們的互動網站上進一步探索。
該專案的下一步是開始將這些變數與特定結果聯絡起來，例如大學入學和完成率、STEM 相關的職業選擇和 STEM 相關領域的資格認證。一旦我們能夠建立變數和結果之間的聯絡，我們將能夠將這項工作推廣到其他 STEM 學校，以幫助他們查明需要改進的領域。開發這些指標有可能對 STEM 教育產生巨大影響，並幫助所有 STEM 領導者開發更強大的專案。STEM 教學的有效性今天可能無法量化，但定義成功的衡量標準將在不久的將來出現。
斯科特·貝內特是俄亥俄州雷諾茲堡 eSTEM 學院的校長