分析扩大科学职业参与度的博士后培训成果

博士后培训是扩展研究技能、培养独立性和塑造职业轨迹的最佳时机，因此这一培训期对于在职业发展背景下学习非常重要。播种研究与教育博士后创新者 （SPIRE） 是一项平衡研究、教学和专业发展的培训计划。本研究探讨了促进博士后向学术生涯过渡并增加科学、技术、工程和数学多样性的因素。数据表明，SPIRE 学者 （n = 77） 过渡到教职的比例是全国平均水平的三倍，其中 SPIRE 学者中代表性不足的少数族裔 （URM） 和女性比例更高。Logistic回归模型表明，显著的预测因子是博士后培训开始时的预期职业轨迹和出版物数量。成功过渡的必要因素是作为独立讲师的教学经验、专业发展机会以及平衡教学与研究的经验。学者们继续致力于增加其教师角色的多样性，这体现在他们获得少数族裔服务机构的终身职位、对 URM 的持续指导以及参与多样性倡议。这些结果表明，包括研究、教学和多样性包容性的博士后计划有助于获得所需的学术职位，并对扩大参与产生持续影响。

介绍
几十年来，确保科学工作者反映美国人口不断变化的人口结构的目标一直是人们关注的主要问题（美国国家科学技术委员会，2000 年;Building Engineering & Science Talent，2003 年）。扩大对科学、技术、工程和数学 （STEM） 领域的参与对于科研企业在全球经济中保持创新和竞争力至关重要（Hue et al.，2010;美国国家普通医学科学研究所 [NIGMS]，2011 年）。扩大参与被定义为将代表性不足的群体引入学术科学，代表性不足的群体包括妇女、残疾人以及民族和种族群体，包括非裔美国人、西班牙裔、美洲原住民、阿拉斯加原住民和太平洋岛民（美国国家科学基金会 [NSF]，2016 年）。
许多研究已经研究了在本科教育期间扩大对 STEM 领域参与的支持性干预措施，这些因素会影响研究生课程的入学和随后向研究职业的过渡（Austin 等人，2009 年;Fuhrmann 等人，2011 年;Gibbs 和 Griffin，2013 年;McAlpine和Emmioglu，2015）。研究表明，受训者对从事学术研究事业的兴趣减弱发生在研究生学习期间（Fuhrmann et al.，2011;Sauermann 和 Roach，2012 年）并引发了对美国科学劳动力当前和未来状况的担忧，特别是在 STEM 领域代表性不足的少数族裔 （URM） 数量不成比例地低（National Science Board，2007）。对留在科学界和追求学术生涯的兴趣减弱的原因是多方面的，包括对工作与生活平衡的负面看法、研究步伐缓慢，以及与教师职业竞争性质相关的典型责任和压力的担忧，如资助写作和出版（Fuhrmann et al.，2011）。

研究生产力是科学博士培养的重点，并持续到博士后阶段;然而，额外的教师职业责任，如教学、指导、服务、领导和外展，不一定被纳入研究生院的培训中。作为未来的教师、研究生和博士后学者，除了研究生产力之外，还需要更全面的培训经验，以便在学术就业市场上具有竞争力。为了满足这一需求，我们设计了各种计划，以帮助为未来的教师提供教学培训和与学术教师职业职责相一致的相关专业发展机会。由研究生院理事会支持的未来教师准备计划已在全国  的 300 所机构实施，其使命是为研究生提供机会，并在一定程度上为博士后学者提供机会，以培养平衡研究、教学和服务的技能。研究、教学和学习整合中心 是一个为研究生和博士后学者提供共享专业知识、资源和培训机会的网络，支持他们作为未来教师的发展（Austin 等人，2009 年）。
在博士后培训阶段，已经制定了结构化计划，以协助教学技能发展和学术专业发展。例如，科学教学改革研究所旨在增加博士后学者在生物学课堂上使用更多以学习者为中心的教学方法（Ebert-May et al.，2015）。美国国立卫生研究院 （NIH） 支持的机构研究和学术职业发展奖 （IRACDA） 由 NIGMS 培训、劳动力发展和多样性部资助，旨在通过加强研究培训、正式教学经验和培养与教授职位一致的专业技能，促进博士后学者过渡到学术界的研究和教学职业。这些培训计划对博士后学者的结果表明，与未参与该计划的博士后学者相比，他们在学科研究中同样富有成效，即使作为独立讲师承担开发和教授课程的额外责任，并参与专业发展机会以扩展关键的学术职业技能。此外，在教学和专业发展方面的额外培训提高了计划参与者获得学术职位的成功率（Holtzclaw et al.，2005;Hue 等人，2010 年;Rybarczyk等人，2011）。

博士后培训经历旨在提高科学家的研究技能、专业发展和独立性。需要对博士后学者的经历和职业成果进行更多的研究和报告（Polka et al.，2015），这将有助于改善这一培训期和未来受训者的职业规划。全国各地机构中终身教职职位的可用性下降（Knapp et al.，2010;Cyranoski等人，2011）引发了人们对受训者如何获得和过渡到这些类型职位的担忧。报告显示，在科学、工程和卫生领域的所有博士学位获得者中，平均有 19.4% 的人在获得学位后 3-5 年担任终身教职和终身教职（NSF，2016）。此外，在2008年经济衰退之后，更为明显的是，一些人认为博士后时期是一种持有模式，对于等待学术职位的博士后学者来说，没有明确的时间表（Powell，2015）。
有几个因素与过渡到学术职位有关。吉布斯及其同事表明，生物医学科学博士总体上对学术界的兴趣下降，对基于性别、种族和民族的学术教师职业的兴趣下降（Gibbs et al.， 2014）。美国国立卫生研究院（NIH）支持的博士后培训计划的结果表明，指导、对职业独立的支持和职业认同感是帮助博士后学者过渡到当前职业职位的关键特征（Faupel-Badger等人，2015）。预测和跟踪职业道路的一些挑战包括关于其他因素对职业决策的贡献程度的相互矛盾的报告，例如导师的影响、经济支持的可用性、对职业自我成功的看法以及所需教师职位的可用性（Sauermann and Roach，2012;Gibbs等人，2015）。其他研究已经确定了诸如 1） 研究职业动机、2） 数学/科学自我效能感、3） 个人价值观和 4） 影响 STEM 职业轨迹的社会认同等因素（Lent 等人，1994 年;Byars-Winston 等人，2010 年、2011 年; Garriott 等人，2013 年;Gibbs和Griffin，2013）。
由于IRACDA计划旨在支持未来的教师发展和扩大对STEM学科的参与，因此这些计划为希望过渡到学术生涯的博士后学者提供了理想的样本。因此，本研究的目的是提供有关此类培训计划结果的数据，并解决以下研究问题：1）从事学术教师职业的博士后学者职业成果的预测因素是什么？2） 2008 年经济衰退对他们向学术职位的过渡有何影响？3） 正式的博士后培训计划的哪些方面对他们过渡到教职和适应职业生涯早期的教职职责最有帮助？4） 哪些措施可以深入了解扩大 STEM 参与的影响？

方法程序说明
播种研究与教育博士后创新者 （SPIRE） 是目前由 NIGMS 培训、多样性和劳动力发展部的 IRACDA 计划资助的 20 个博士后项目之一。IRACDA计划的总体目标旨在支持多元化的博士后学者群体的研究，并为合作机构下一代科学家的教育和培训做出贡献。SPIRE 是北卡罗来纳大学教堂山分校 （UNC Chapel Hill） 与北卡罗来纳州少数族裔服务机构 （MSI） 之间的合作联盟。自 1999 年以来，该计划已与八个不同的 MSI 合作：伊丽莎白城州立大学、费耶特维尔州立大学、约翰逊 C. 史密斯大学、北卡罗来纳州 A&T 州立大学、北卡罗来纳州中央大学、逸夫大学、北卡罗来纳大学彭布罗克分校和温斯顿-塞勒姆州立大学。在为期 3 年的奖学金期间，博士后学者在北卡罗来纳大学教堂山分校教师的指导下开发研究项目，并在合作机构教授两个学期的课程，总体上有 75% 的时间投入研究，25% 的时间投入到教学和专业发展中。该计划结构的全部细节之前已发表（Rybarczyk 等人，3 年）。

参与者
这项研究包括来自 81 年内被接受并进入 SPIRE 计划的参与者 （n = 15） 的数据。两名学者在开始日期后 1 年内离开了该计划，另外两名学者在本文提交时在 3 年的支持后继续他们的博士后培训，因此他们的职业成果不包括在最终分析中。因此，报告了 77 年至 2000 年间参加该计划的 2015 名学者的职业成果。该计划的申请征集是一项全国性的努力，申请由参与合作伙伴关系的所有机构的精选教师审查。进入该计划的选择标准包括出版记录、对教学的兴趣、研究学科、博士后研究目标的愿景以及对增加 STEM 多样性的承诺。被录取的学者分批进入该计划，以参与共同的培训机会，并为整个计划的学者社区做出贡献。学者的研究领域包括生物学、生物化学、生物医学、细胞生物学、化学、生态学、环境科学、遗传学、心理学和神经科学等。

资料收集与分析
数据是与战略评估（北卡罗来纳州达勒姆）合作从多个来源收集的。在该计划中，博士后学者提供了来自研究生和博士后培训的生产力指标，包括出版物、演讲、教授的课程、指导的学生、获得的赠款和奖励、提交的工作申请和职业职位。这些数据存放在存储库数据库中，iBioSketch。对于定性数据收集，采取了几个步骤来获得确认和不确认的证据。一个独立的外部评估团队设计了半结构化的访谈方案，由探针组成，以引出有利于博士后学者职业发展的方面，并为他们提供机会分享未能解决其职业发展需求的问题、挑战和缺点。定性数据是从培训期开始、期间和之后的个人和焦点小组访谈中收集的。访谈通过电话进行，转录，并通过Atlas.ti（德国柏林）进行分析，为叙述数据分配主题代码。学者的陈述是根据他们的研究进展、提供的指导质量、对专业发展机会的参与、一般项目支持、教学发展和课堂教学准备情况以及职业过渡准备情况进行编码的。在与行政人员共享报告之前，所有唯一标识符都从响应中屏蔽。完成该计划的学者通过简历、电子邮件调查和直接电子邮件通信提供了更多信息。在80年至10年期间完成该计划的2012名学者（2013%为女性，12%为URM）在开始担任第一个教职后18-<>个月接受了采访。面试协议包括调查，以确定他们的博士后培训经历对他们是否准备好和有信心履行当前教师职责的影响，以及调查他们反思他们在准备第一个教师职位方面的差距以及该计划没有充分准备的领域。

讨论
博士后阶段是科学家职业发展的关键时期，是从实习生过渡到许多不同的职业道路。这项对博士后学者的研究旨在阐明与受训者过渡到学术教师职位相关的因素以及对扩大参与和劳动力多样性的影响。本研究中收集的数据提供了证据，支持平衡研究、教学和专业发展的博士后培训经历的价值。本研究中的博士后学者在一所研究密集型大学获得了他们的研究经验，而他们的教学经验是通过与几所服务于弱势群体的大学合作获得的。因此，博士后经历为发展成为独立研究人员提供了机会，类似于传统的博士后经历，并提供了额外的机会来支持扩大代表性不足的学生在其他机构对科学的参与。

职业结果的预测因素
本研究中的数据支持先前的研究结果，表明预测成功过渡到教职的因素是 1） 博士后学者进入博士后职位时的预期职业轨迹，2） 科学出版物的总数，以及 3） 他们在研究生和博士后培训期间发表的第一作者科学出版物的数量。先前的研究表明，博士后在研究生学习中期对其职业轨迹做出的决定通常预示着他们随后作为 STEM 学科教师的成功。在瞄准未来的培训机会时，社会认知职业理论确定的方面在STEM学员如何在早期阶段确定自己在专业发展和职业发展中的下一步。
用于选择SPIRE计划申请人的两个因素是：1）申请人对平衡教学和研究的学术生涯的承诺，以及2）他们对支持STEM学科多样性的承诺。在选择过程中发挥作用的其他因素是申请人对 1） 提高自己的研究生产力和 2） 改善 STEM 课程的本科教学的承诺，特别是通过让学生参与研究探究。因此，SPIRE样本中100%的参与者在进入该计划时都揭示了这些特征，这使得我们的样本独一无二。相比之下，以前的研究衡量了研究生对教师研究职业的兴趣，生物科学专业的学生为33%，化学专业的学生为21%。SPIRE样本组也与其他研究不同，这些研究要么捕获更异质的STEM学员样本，要么在职业发展的早期阶段评估他们的职业选择。
在寻求学术职位时，更多地了解获得不同类型教师职位所需的资格是有帮助的。通过研究出版物衡量的研究生产力是本研究中教师职位结果预期的重要预测指标，也是评估教师职位候选人的重要因素。本研究使用学者的完整出版记录和第一作者出版物的数量来评估研究生产力。尽管遴选委员会可能会更加重视第一作者的出版物，但作为工作申请的一部分，完整的出版记录也被认为对申请人的简历很重要，并揭示了有关合作者、研究领域和发表的期刊文章范围的更多信息。
SPIRE 计划的申请者通常会根据 1） 他们在 PUI 或 MSI 的经历或 2） 在整个培训过程中在其他类型的机构获得积极的指导经验，声明他们有兴趣支持本科教育，以此作为促进和增强多样性的一种方式。尽管SPIRE学者就读的本科院校类型并没有显著预测获得教职的几率增加（表2），但他们作为本科生的指导经历和与教员的互动可能会对博士后的职业成果和作为教员的具体责任产生影响。当前研究的数据表明，无论所获得的具体职位类型如何，教授的课程数量和指导的学生人数都是个人是否获得学术职位的重要预测因素。以前的数据支持教学经验的价值，并表明有机会成为寻求学术职位的杰出博士后学者的记录讲师。具有丰富教学经验的博士后很可能会提供更有效的教学示范，作为教师职位面试过程的一部分，并为这些可用的教师职位选择最佳候选人提供额外的标准。

经济衰退和向学术职位过渡的影响
科学领域的博士后学者面临着学术教师就业机会的限制，从而加剧了对这些职位的竞争。与之前一份报告的数据相比，寻求第二次博士后经验的 SPIRE 学者比例要低得多，该报告指出 30% 的博士后实习生至少有两次博士后经历，这表明通过学术职业轨道成功过渡不需要额外的时间和教师职位的准备。数据表明，与国家数据集相比，SPIRE计划中的博士后更有可能过渡到教职员工职位。在这项研究中，无论2008年经济衰退如何，学者们都以同样高的比率获得学术教职，并且当比较2008年之前和之后的职业安置数据时，没有发现学者以不同的比例寻求非学术职位。尽管2008年之后博士后学者提交了更多的工作申请，但这些数据表明，博士后学者在研究、教学、服务和指导经验方面的资格质量与对教师候选人的期望一致。

关于扩大参与的见解
在劳动力多样性的背景下，我们研究报告的职业成果尤其引人注目，因为样本组包括的女性和 URM 博士后学者的比例高于全国样本。SPIRE女性学者通过终身教职员工获得学术教职，包括讲师/讲师，比例更高（45人中有65人，69%;图1）与全国样本相比），以及与生命科学领域的女性助理教授相比。来自 SPIRE 计划的 URM 获得教职的比例（19 人中有 65 人，29%;图1）与全国样本相比，是全国样本的三倍。这些数据表明，SPIRE计划支持女性和URM过渡到教职员工职位的程度比国家趋势所证明的要大。这与之前的数据形成鲜明对比，这些数据表明，女性和 URM 对教师职业的兴趣不大，尤其是在研究型大学。在这种情况下，应该指出的是，目前的研究将职业成果定义为在教师职位上研究和教学的平衡，而不是仅从事研究的职业的传统基准。

对多元化的承诺
博士后学者通过他们的教学经验，与大量URM学生互动，并通过加强入门课程，创建和提供高级课程和探究式课程，以及扩大学生对研究的参与，丰富了这些合作大学的教学环境。描述目前在学术界担任长期职位的学者活动的数据（表 7）表明，该计划的校友继续支持本科教育的多样性，并通过指导 URM 学生、参与多样性相关委员会以及提交支持 URM 培训计划的资助提案等广泛的活动为扩大参与做出贡献。这种致力于支持多样性和扩大参与以将受训者与职业职位联系起来的证据在职业发展文献中基本上没有记录，因此是该研究的一项重要成果。

研究的局限性
这项研究有几个局限性。首先，这项研究的参与者来自一个项目，从而限制了将结果概括为与其他项目或个人进行比较的能力。由于这是一项回顾性纵向研究，因此除了参与者在计划开始时规定的职业目标之外，没有与职业决策中的自我效能感相关的直接测量，这与其他研究中使用的标准化自我效能测量不同，此外，一些分析，例如项目后访谈，从项目中博士后学者总数的一个子集收集定性数据，因此可能无法代表整个受试者组的所有观点，从而限制了所呈现观点的多样性。
可能有许多因素会影响博士后学者在不同类型的学术职位上取得成功的自我效能感。例如，那些没有在研究密集型机构担任终身教职的学者表达的一个共同观点是，人们担心在资源有限的环境中为独立研究项目提供资金的期望，以及对联邦拨款资金的激烈竞争。此外，我们观察到 SPIRE 计划的几位学者意识到，他们可以通过课堂教学和指导学生对本科教育产生更大的影响。因此，几位 SPIRE 学者过渡到允许他们强调学生指导的职位。本研究中未测量的其他因素可能影响其他研究中记录的博士后学者的职业成果，包括研究导师提供的指导质量、建立研究项目并将其转化为不同类型的机构的自我效能感、地理上受限制的求职，以及平衡家庭和配偶职业考虑的挑战;然而，其他人已经表明，这些因素并不能解释职业兴趣的所有差异。

总结
影响博士后培训后获得的职位类型的因素数不胜数，涉及学术就业市场考虑以及个人和职业价值观和目标。就业市场因素包括博士后培训期结束时职位的可用性、机构需求/价值观与个人和职业目标的匹配度，以及与部门同事的契合度和融洽度。过渡到学术教职的个人考虑因素包括工作和家庭的平衡、配偶/伴侣的工作地点以及成长机会等因素。根据该计划的校友的说法，对他们目前职位影响最大的方面是 1） 研究和教学方面的结构化培训，以及 2） 与具有相似职业目标的学者社区的互动。博士后经历的这些方面与之前对另一个结构化博士后项目的校友的研究相似。
因此，结构化的培训计划应继续定义预期的职业成果，并调整培训干预措施以支持博士后技能和职业发展。这项研究的结果为培训机会提供了证据，这些机会促进了向学术教师职位的过渡。结果支持改革 STEM 培训计划的努力，以确定预期的技能发展并完善计划干预措施以支持这些技能的发展。在科学培训计划的背景下，重要的是要扩大和重新定义成功和预期职业成果的衡量标准。这些成果应包括研究、教学、指导、服务和机会的不同比例，以有助于扩大对 STEM 的参与。对于博士后学者来说，探索传统纯研究终身教职员工选项之外的职业职位，找到与所需职业职位的合适匹配最终将带来更多的职业满意度。