Интегрирането на науката в началната класна стая носи дивиденти по-късно

От разходки сред природата до „наблюдение на феномени“

Спомняте ли си първия път, когато взехте лист? Вероятно сте били на две или три години и сте изследвали природата. Може би сте забелязали уникалната му форма и дали е напукана-суха или мокра. Може би някой възрастен ви е помогнал да направите пастел, като потъркате вените му и сте научили, че така листата получават хранителни вещества - точно като хората.

Поздравления - направихте наука!

„Наблюдение на явления“ е начинът, по който повечето от нас бяха запознати изучаване на наука, последвано от задаване на въпроси, правене на проучвания или тестване на идеи и научаване да обяснява собственото си мислене. Но в началните класни стаи в щата учениците получават средно само 1.5 часа научно образование от 30 класни часа всяка седмица. Резултатът е, че учениците не са подготвени за наука в по-горните класове.

Тана Питърман е програмен служител за K-12 образование във Washington STEM, който ръководи Лидерство и помощ за реформа на научното образование (LASER)* Alliance. И LASER, и OSPI организират онлайн уеб семинари в помощ на началните учители и училищните ръководители направи случая за по-голямо научно съдържание в класните стаи k-5. LASER също предлага безплатни онлайн ресурси и стратегии за интегриране на науката във вече пълните графици в класната стая.

Неотдавнашният им уебинар „Елементарната наука се нуждае от завръщане“ имаше за цел да направи точно това: като изтъкна примери от училищни квартали в щата, където началните учители превъзхождат в интегрирането на научни концепции в уроците по математика и четене.

Тана Питърман каза: „С елементарната наука ние продължаваме да поставяме лейкопласти на система, която се нуждае от операция на отворено сърце. Говорим за обучение на цялото дете, но продължаваме да ги молим да учат в силози.“

Ранна научна основа

В основата си науката е наблюдението и осмислянето на света около нас - нещо, което децата са добре подготвени да правят благодарение на вроденото си любопитство.

Michelle Grove е научен координатор за Educational Service District (ESD) 101 в Spokane и има 25 години преподавателски опит, включително биология, химия и анатомия. Тя също така е директор на LASER за североизточния регион и съдиректор в цялата страна.

„Изучаването на природни науки в началните класове е в основата на всичко, което идва след това. Без него децата губят интерес и след това не се ангажират дълбоко. Дори и да им бъде осигурен висококачествен научен опит в средното и средното училище, без тези основни умения, като важността на базираното на доказателства разсъждение, те ще се борят да излязат от нашата система k-12 като научно грамотни възрастни.“ Тя подчертава, че това означава разбиране, че науката не е просто работа в лаборатория, но също така планиране и провеждане на изследвания, решаване на проблеми, създаване на модели, анализиране и тълкуване на данни, конструиране на обяснения и проектиране на решения.

Лориан Донован-Херман, научен координатор за ESD 123 в Югоизточен Вашингтон и директор на Югоизточния LASER Alliance, каза: „Докато децата са в гимназията, по отношение на научното образование, има „имащите“ и „нямащите“ . Децата, които нямат наука в началното или средното училище, може да изостанат или да избегнат часовете по природни науки, мислейки си: „Не съм добър в науката“. И никога няма да обмислят да вземат курс на ниво AP. Те ще се озоват в напълно различен курс.

Въпреки че е вярно, че не всяко дете иска да бъде учен, когато порасне, всеки ученик се нуждае от основни научни познания, за да се ориентира в здравето и околната среда, да разбере избора си в урните и дори да поддържа домовете си. Донован-Херман каза: „Есменното притежание на жилище изисква слоеве от научни познания за предпазване от токсична плесен от спукана тръба или разбиране на опасностите от изтичане на газ. И в собствените ни тела, знаейки как действат вирусите – и следвайки най-новите научни изследвания за това как да ги лекуваме – може да ни помогне да защитим семействата си.“

Преодоляване на времевата криза

Дори преди пандемията доведе до по-ниски резултати от тестовете за учениците в цялата страна, началните учители се бореха да вместят научното образование във вече натъпкан график. Основната причина за това е, че повечето начални класни стаи се фокусират върху математика и четене, а природните науки не се оценяват до пети клас във Вашингтон. Освен това, тъй като повечето учители в началното училище не са одобрени и в науката, за някои може да се почувства недостъпно да я преподават. Съществува обаче обещаващ подход: интегрирайте научни концепции в уроците по четене, писане и математика.

Мишел Гроув каза, че има погрешно схващане, че математиката и четенето се преподават изолирано. „В действителност научните теми могат да бъдат интегрирани в задачи по математика или четене/писане – това се нарича писане, базирано на явления.“

Гроув каза, че е работила с учители, които са използвали уроци по анатомия на растенията за базирано на феномени четене и писане от Отворени образователни ресурси (OER), безплатен ресурс за учители. „Разбирането на учениците премина от създаването на прости рисунки в началото на годината до показването на тези безпроблемни обяснения за научните процеси.“

Друг пример за интеграция на природните науки е от учители от първи и пети клас в района на Олимпия, които са планирали петокласници да посетят по-малкия клас, за да споделят своите научни знания. Години по-късно учителят по природни науки в пети клас, TJ Thornton, си спомни колко въздействащо беше това конкретно за един ученик:

„Едно от момчетата в моя клас попита: „Кога ще направим това нещо с първокласниците“? Сега той не беше непременно най-силният ученик в академично отношение и въпреки че беше така преди повече от половината си живот, той мислеше за това и беше развълнуван да сподели науката с първокласниците.“

Еволюция на науката: от „абсолюти” до интегриране на нови открития

За мнозина пандемията от Covid-19 подчерта значението на разбирането на основните научни процеси. Донован-Херман, научен координатор в Паско, каза, че технологичният напредък е оказал голямо влияние върху научното разбиране.

„Науката се промени толкова много, откакто бях в гимназията. Преди учехме за „абсолютите“, но сега да можем да променим мнението си, когато науката се промени – това е от решаващо значение.“

Също така, разбирането на основано на доказателства разсъждение - независимо дали в науката или политическата наука - е от решаващо значение за завършващите студенти, които са напълно грамотни обучаеми.

Мишел Гроув си спомня: „Класът на дъщеря ми в седми клас се съсредоточи върху важността на мисленето, основано на доказателства, като целогодишна тема. Така че, когато тя наблюдаваше политически коментатори по телевизията да спорят без доказателства, тя беше разстроена, казвайки. „Не трябва да им се позволява да правят това!“

Поискайте повече наука

Гроув каза, че един от начините, по който родителите могат да подкрепят научното образование, е като посетят деня на отворените врати в училището си и попитат: „Какво правите с четене, математика и наука?“ Тя каза, че това, което помага на елементарната наука да процъфтява, е връзката между 1) администратори, които защитават науката; 2) учители, които имат умения и увереност, и 3) финансиране от система, която го приоритизира.

Подкрепата от местното училищно настоятелство може да помогне за приоритизирането на интегрирането на науката в класната стая. Скот Килоу е регионален научен координатор за ESD 113 и член на училищния съвет на Tumwater District. Той припомни разговор на училищното настоятелство с бившия му началник към края на пандемията от Covid-19. Бордът реши, че за да има дълготрайна промяна, социално-емоционалното обучение (SEL) трябва да бъде включено в годишния бюджет. „Сега това е позиция в нашия бюджет, независимо от промените в персонала. SEL е тук, за да остане.“ Той каза, че подобен подход може да помогне с интегрирането на елементарната наука.

По подобен начин Кимбърли Астъл от Службата на началника на общественото обучение (OSPI) насърчи учителите по време на февруарския уебинар да помислят как науката може да бъде опора в подкрепа на обучението по английски език. „Виждам движение напред, като виждам как науката е част от система за обучение.“

СТРАНЕН проблем на науката

Интегрирането на науката в началните класни стаи също може да има положително въздействие върху напредването на расовото равенство - ако уроците насърчават учениците да внесат своите културни знания и ценности в научните изследвания. През последните десетилетия педагози и активисти насочиха вниманието към „СТРАННИЯ“ проблем на научното образование, т.е. то беше съсредоточено върху науката от западните, образовани, индустриализирани, богати и демократични (WEIRD) общества. Науката в този контекст често се игнорира принос на жени намлява хора с цвят, или дори твърдели или погрешно приписвали своите открития на бели колеги мъже. Това може да остави учениците с идеята, че само определен тип хора „се занимават с наука“.

Когато Донован-Херман преподаваше в 3-ти клас в района на Tri-Cities, тя присъства на едноседмично партньорство учител-учен (TSP) с геолог в Pacific Northwest National Laboratories. Целта беше да повиши познанията на учителите и да върне наученото на своите ученици.

„Върнах снимки, на които работя на полето с учения, за да покажа моя клас. Едно малко момиченце от селска общност погледна снимката на телефона ми и след това отново към мен и каза: „О, това е грешната снимка. Къде е снимката на учения? Погледнах надолу и казах: „Това е тя – това е д-р Франи Смит.“ Това момиченце не знаеше, че жените могат да бъдат учени.

Това вдъхнови Донован-Херман да покани учения „д-р. Франи“, за да говори пред класа си. Така започна партньорство, което според нея е повлияло на много от нейните ученици. „Години по-късно се натъкнах на малкото момиче; сега тя беше на около 20 години и работеше, за да спести за колеж. Спомням си вълнението й, когато говореше за среща с д-р Франи.

Блогът STEM Teaching Tools предлага насоки за обсъждане раса в контекста на научното образование, „Расата и расизмът присъстват в класните стаи по природни науки. Студентите, независимо колко млади са, са наясно с расата и отразяват обществените пристрастия. Те забелязват кой е в стаята – както буквално (вие и други студенти), така и преносно (кой се занимава с наука? как изглежда един учен?).“

Washington STEM се застъпва за интегриране на науката в началните класни стаи, така че всички ученици във Вашингтон да могат да отговорят на въпроса, „Кой се занимава с наука?“ с една дума:

„Аз“.

*организирано от Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) е щатска организация, ръководена от Washington STEM в партньорство с OSPI, Education Service Districts (ESD) и Institute for System Biology. (Научете повече за как се появи LASER.) Заедно те предоставят уеб семинари, онлайн ресурси, фокусирани върху повишаване на капитала в образованието по природни науки.