Integracija nauke u osnovnu učionicu kasnije se isplati

Od šetnje prirodom do "posmatranja fenomena"

Sjećate li se kada ste prvi put uzeli list? Vjerovatno ste imali dvije ili tri godine i istraživali ste na otvorenom. Možda ste primijetili njegov jedinstveni oblik, i da li je bio suh ili mokar. Možda vam je odrasla osoba pomogla da bojom protrljate njene vene i naučili ste da na taj način lišće dobija hranljive materije – baš kao i ljudi.

Čestitamo - bavili ste se naukom!

„Posmatranje fenomena“ je način na koji je većina nas upoznata naučno učenje, nakon čega slijedi postavljanje pitanja, istraživanje ili testiranje ideja i učenje objašnjavanja svojih razmišljanja. Ali u osnovnim učionicama širom države učenici u prosjeku dobiju samo 1.5 sat prirodnog obrazovanja, od 30 sati u učionici svake sedmice. Rezultat je da učenici nisu pripremljeni za nauku u višim razredima.

Tana Peterman je programski službenik za k-12 obrazovanje u Washington STEM, koji vodi Alijansu za liderstvo i pomoć za reformu naučnog obrazovanja (LASER)*. LASER i OSPI održavaju online webinare za pomoć nastavnicima osnovnih škola i rukovodiocima škola napraviti slučaj za veći naučni sadržaj u k-5 učionicama. LASER također nudi besplatne online resurse i strategije za integraciju nauke u već prepune rasporede učionica.

Njihov nedavni webinar, “Elementarnoj nauci treba povratak”, imao je za cilj upravo to: naglašavajući primjere iz školskih okruga širom države u kojima se nastavnici u osnovnim školama izvrsno ponašaju u integraciji naučnih koncepata u časove matematike i čitanja.

Tana Peterman je rekla: „Sa elementarnom naukom nastavljamo da stavljamo flastere na sistem koji treba operaciju na otvorenom srcu. Govorimo o obrazovanju cijelog djeteta, a opet ih tražimo da uče u silosima.”

Rana naučna fondacija

U svojoj srži, nauka je posmatranje i osmišljavanje svijeta oko nas – nešto za što su djeca dobro opremljena zahvaljujući svojoj urođenoj radoznalosti.

Michelle Grove je naučna koordinatorica za obrazovni okrug (ESD) 101 u Spokaneu i ima 25 godina iskustva u nastavi, uključujući biologiju, hemiju i anatomiju. Ona je također direktor LASER-a za sjeveroistočni region i kodirektor u cijeloj državi.

„Učenje prirodnih nauka u osnovnim razredima je osnova svega što slijedi. Bez toga, deca gube interesovanje i onda se ne angažuju duboko. Čak i ako im se pruži visokokvalitetna naučna iskustva u srednjoj i srednjoj školi, bez tih temeljnih vještina, poput važnosti zaključivanja zasnovanog na dokazima, borit će se da izađu iz našeg k-12 sistema kao naučno pismeni odrasli.” Ona naglašava da to znači razumijevanje da nauka nije samo rad u laboratoriji, već i planiranje i izvođenje istraživanja, rješavanje problema, kreiranje modela, analiza i interpretacija podataka, konstruiranje objašnjenja i osmišljavanje rješenja.

Lorianne Donovan-Hermann, naučna koordinatorica za ESD 123 u jugoistočnom Washingtonu i direktorica saveza Southeast LASER, rekla je: „Dok djeca krenu u srednju školu, u smislu naučnog obrazovanja, postoje 'imaju' i 'nemaju' . Djeca koja nemaju nauku u osnovnoj ili srednjoj školi mogu zaostajati ili izbjegavati časove prirodnih nauka, misleći: 'Nisam dobar u nauci.' I nikada neće razmišljati o pohađanju kursa AP nivoa. Oni će završiti na potpuno različitom kursu.”

Iako je istina da svako dijete ne želi da bude naučnik kada odraste, svakom učeniku je potrebno osnovno naučno znanje da bi se snašao u svom zdravlju i okruženju, razumio svoje izbore na glasačkoj kutiji, pa čak i održavao svoje domove. Donovan-Hermann je rekao: „Osnovno vlasništvo kuće zahtijeva slojeve naučnog znanja kako bi se zaštitili od toksične plijesni iz cijevi koja curi ili razumijevanje opasnosti od curenja plina. A u našim tijelima, poznavanje načina na koji virusi djeluju – i praćenje najnovijih naučnih studija o tome kako ih liječiti – može nam pomoći da zaštitimo naše porodice.”

Prevazilaženje vremenske stiske

Čak i prije pandemija je rezultirala nižim rezultatima testova za učenike širom zemlje, nastavnici osnovnih škola su se borili da uklope nastavu nauke u već prepun raspored. Prethodni razlog za to je taj što se većina osnovnih učionica fokusira na matematiku i čitanje, a nauka se ne ocjenjuje sve do petog razreda u Washingtonu. Također, budući da većina nastavnika u osnovnim školama nije također podržana u nauci, za neke se može osjećati nedostižno da je predaju. Međutim, postoji pristup koji obećava: integrirati naučne koncepte u lekcije čitanja, pisanja i matematike.

Michelle Grove je rekla da postoji zabluda da se matematika i čitanje podučavaju izolovano. “U stvarnosti, naučne teme se mogu integrirati u zadatke iz matematike ili čitanja/pisanja – to se zove pisanje zasnovano na fenomenima.”

Grove je rekla da je radila sa nastavnicima koji su koristili lekcije iz anatomije biljaka za čitanje i pisanje zasnovano na fenomenima Otvoreni obrazovni resursi (OER), besplatni izvor za nastavnike. „Razumevanje učenika je krenulo od kreiranja jednostavnih crteža na početku godine do prikazivanja ovih bezgraničnih objašnjenja o naučnim procesima.”

Još jedan primjer integracije nauke je od nastavnika prvog i petog razreda u području Olimpije koji su planirali da učenici petog razreda posjete mlađi razred kako bi podijelili svoja naučna znanja. Godinama kasnije, nastavnik prirodoslovlja u petom razredu, TJ Thornton, prisjetio se koliko je ovo utjecalo posebno na jednog učenika:

“Jedan od dječaka iz mog razreda je pitao: 'Kada ćemo to raditi sa prvacima'? Sad, nije nužno bio najjači akademski student, iako jeste pre više od pola svog života, razmišljao je o tome i bio je uzbuđen što će podijeliti nauku s učenicima prvog razreda.”

Evolucija nauke: od "apsoluta" do integracije novih otkrića

Za mnoge je pandemija Covid-19 donijela kući važnost razumijevanja osnovnih naučnih procesa. Donovan-Hermann, koordinator za nauku u Pascou, rekao je da je tehnološki napredak imao veliki utjecaj na naučno razumijevanje.

“Nauka se toliko promijenila otkako sam bio u srednjoj školi. Prije smo učili o 'apsolutima', ali sada je presudno biti u mogućnosti promijeniti mišljenje kada se nauka promijeni.”

Također, razumijevanje obrazloženja zasnovanog na dokazima – bilo u nauci ili političkim naukama – ključno je za diplomce koji su potpuno pismeni učenici.

Michelle Grove se prisjetila: „Čas moje kćerke iz sedmog razreda fokusirao se na važnost razmišljanja zasnovanog na dokazima kao jednogodišnje teme. Dakle, kada je posmatrala političke komentatore na TV-u kako se svađaju bez dokaza, bila je uznemirena, rekavši. 'Ne bi im trebalo dozvoliti da to rade!'”

Tražite više nauke

Grove je rekao da je jedan od načina na koji roditelji mogu podržati naučno obrazovanje da prisustvuju otvaranju škole i pitaju: „Šta radiš sa čitanjem, matematikom i naukom?“ Rekla je da ono što pomaže osnovnoj nauci da napreduje jeste veza 1) administratora koji zagovaraju nauku; 2) nastavnici koji imaju vještine i samopouzdanje, i 3) finansiranje iz sistema koji to daje prioritet.

Podrška lokalnog školskog odbora može pomoći pri postavljanju prioriteta integraciji nauke u učionici. Scott Killough je regionalni koordinator nauke za ESD 113 i član školskog odbora okruga Tumwater. Prisjetio se razgovora koji je školski odbor vodio sa svojim bivšim upravnikom pred kraj pandemije Covid-19. Odbor je odlučio da za dugotrajne promjene socijalno emocionalno učenje (SEL) treba biti uključeno u godišnji budžet. “To je sada stavka u našem budžetu, bez obzira na kadrovske promjene. SEL je tu da ostane.” Rekao je da bi sličan pristup mogao pomoći u integraciji elementarne nauke.

Slično tome, Kimberly Astle iz Ureda nadzornika za javnu nastavu (OSPI) ohrabrila je nastavnike tokom februarskog vebinara da razmisle o tome kako nauka može biti sidro za podršku učenju engleskog jezika. “Vidim kretanje naprijed tako što vidim kako je nauka dio sistema učenja.”

ČUDNI problem nauke

Integracija nauke u osnovne učionice također može imati pozitivan utjecaj na unapređenje rasne jednakosti — ako lekcije podstiču učenike da svoja kulturna učenja i vrijednosti unesu u naučna istraživanja. Posljednjih decenija, edukatori i aktivisti skrenuli su pažnju na „ČUDAN“ problem naučnog obrazovanja, odnosno bio je usredsređen na nauku iz zapadnih, obrazovanih, industrijalizovanih, bogatih i demokratskih (WEIRD) društava. Nauka u ovom kontekstu često zanemaruje doprinose žena i ljudi u boji, ili čak tvrdili ili pogrešno pripisivali svoja otkrića bijelim muškim kolegama. Ovo može ostaviti studente sa idejom da se samo određena vrsta ljudi „bavi naukom“.

Kada je Donovan-Hermann predavala 3. razred u oblasti Tri-Cities, prisustvovala je jednonedeljnom partnerstvu između nastavnika i naučnika (TSP) sa geologom u Pacific Northwest National Laboratories. Cilj je bio povećati znanje nastavnika i vratiti ono što je naučila svojim učenicima.

„Donio sam fotografije na kojima radim na terenu sa naučnikom da pokažem svoj razred. Jedna djevojčica, iz ruralne zajednice, pogledala je fotografiju na mom telefonu, a onda mi se vratila i rekla: 'Oh, to je pogrešna slika. Gdje je fotografija naučnika?' Pogledao sam dole i rekao: 'To je ona—to je dr. Frannie Smith.' Ova djevojčica nije znala da žene mogu biti naučnici.”

To je inspirisalo Donovana-Hermanna da pozove naučnika, „Dr. Frannie” da razgovara sa svojim razredom. Tako je počelo partnerstvo za koje vjeruje da je uticalo na mnoge njene studente. „Godinama kasnije, naleteo sam na devojčicu; sada je imala oko 20 godina i radila je da uštedi za fakultet. Sjećam se njenog uzbuđenja dok je pričala o susretu s dr. Frannie.”

Blog STEM Teaching Tools nudi smjernice za diskusiju rase u kontekstu naučnog obrazovanja, „Rasa i rasizam su prisutni u učionicama prirodnih nauka. Učenici, bez obzira koliko mladi, svjesni su rase i odražavaju društvene predrasude. Oni primećuju ko je u prostoriji — i bukvalno (vi i drugi studenti) i figurativno (ko se bavi naukom? kako izgleda naučnik?).

Washington STEM se zalaže za integraciju nauke u osnovnu učionicu kako bi svi učenici u Washingtonu mogli odgovoriti na pitanje, "Ko se bavi naukom?" jednom recju:

"Ja."

*organiziran od strane Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) je državna organizacija, koju vodi Washington STEM u partnerstvu sa OSPI, Education Service Districts (ESD) i Institutom za sistemsku biologiju. (Saznajte više o kako je nastao LASER.) Zajedno obezbeđuju vebinare, onlajn resurse fokusirane na podizanje pravičnosti u naučnom obrazovanju k-12.