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基于家禽研究的课程式本科生科研体验(CURE)对科学认同感与职业持久性的促进作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月16日 来源:Poultry Science 4.2
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本研究针对STEM领域中学生持久性不足的问题,通过家禽科学课程式本科生科研体验(CURE)项目,追踪5名动物科学专业学生在16周内的科学自我效能感(Self-efficacy)、科学认同感(Scientific Identity)等指标变化。结果显示CURE能显著提升学生科研信心(3.10→3.77)和科学认同(3.44→4.12),证实结构化研究经历通过"生产性挣扎"(Productive Struggle)机制增强STEM职业持久性,为农业科学人才培养提供新模式。
在STEM教育领域,一个令人担忧的现象日益凸显: underrepresented minority(URM,指在STEM领域代表性不足的群体)学生的职业流失率显著高于其他群体。尤其在家禽科学这类应用学科中,尽管全球对可持续家禽生产和动物福利管理的需求持续增长,学生参与度却始终低迷。更严峻的是,传统实验室课程往往无法提供真实的科研体验,而独立研究机会又常因经济壁垒、资源匮乏等因素将URM学生拒之门外。这种双重困境直接威胁着农业科研队伍的多样性和可持续发展。
普渡大学动物科学系的研究团队在《Poultry Science》发表的研究给出了创新解决方案。他们设计了一项为期16周的家禽主题课程式本科生科研体验(Course-based Undergraduate Research Experience, CURE),以5名动物科学专业大二学生为研究对象,通过混合研究方法揭示了结构化科研训练对STEM持久性的影响机制。研究创新性地将 Pekin ducks(北京鸭)行为福利评估作为科研载体,在真实农业场景中检验了CURE教育模型的有效性。
研究采用多时间点追踪设计,关键技术包括:1)基于Chemers量表的科学自我效能感与科学认同评估(5点Likert量表);2)情境兴趣调查(Situational Interest Survey)监测动态参与度;3)每周3小时活体动物操作训练(含采血、福利评估等);4)主题分析(Thematic Analysis)解读学生反思文本。通过T1-T5五个时间节点的纵向对比,结合定量与定性数据三角验证。
学生自我效能感与科学认同显著提升
数据显示,科学自我效能感评分从基线3.10±0.15提升至3.77±0.16,科学认同从"中立"(3.44±0.16)跃升至"同意"(4.12±0.12)。一名学生的反思极具代表性:"从害怕接触鸭子到享受采血操作,我重新定义了科研能力边界"。这种转变印证了Social Cognitive Career Theory(社会认知职业理论)的预测——技能掌握能强化职业认同。
挑战与挫折的动态平衡
虽然挑战感知在第九周达峰值(2.50±0.29),但反思文本揭示这正是"生产性挣扎"的关键窗口。有学生描述:"反复失败静脉采血后,同伴鼓励让我突破瓶颈"。这种结构化挑战设计符合Kapur提出的"最优挑战"原则,将短期挫折转化为持久动机。
情境兴趣的持续激活
情境兴趣量表中,注意力需求(Attention Demand)指标始终高于4.8分(5分制),即时享受(Instant Enjoyment)稳定在4.6分左右。这与Hidi提出的"情境兴趣四阶段模型"相呼应,说明活体动物研究能持续激发探索欲。特别值得注意的是,尽管操作复杂度增加,探索意愿(Exploration Intention)仅轻微下降(4.20→4.00),证明CURE有效维持了内在动机。
这项研究开创性地证实:家禽科学CURE能通过"技能自信-科学认同-情境兴趣"的正反馈循环提升STEM持久性。其核心价值在于:1)将农业科研前沿问题转化为可操作的课程模块;2)通过生产性挣扎设计培养抗逆力;3)为URM学生构建科研归属感。正如讨论部分强调的,这种"在做中学"(Learning-by-Doing)模式,尤其适合在动物科学等应用学科中推广,为破解农业STEM人才短缺提供了可复制的教育范式。未来研究可扩大样本量,进一步验证该模型在不同文化背景下的普适性。
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