Integrace vědy do základní třídy se později vyplatí

Od procházek přírodou k „pozorování jevů“

Pamatujete si, kdy jste poprvé sebrali list? Pravděpodobně ti byly dva nebo tři roky a zkoumal jsi přírodu. Možná jste si všimli jeho jedinečného tvaru a zda byl suchý nebo vlhký. Možná vám dospělý pomohl vyrobit pastelku, která si třela její žíly, a vy jste se naučili, jak listy získávají živiny – stejně jako lidé.

Gratulujeme – udělali jste vědu!

„Pozorování jevů“ je způsob, jakým byla většina z nás seznámena přírodovědné učení, následované kladením otázek, zkoumáním nebo testováním nápadů a učením se vysvětlovat své myšlení. Ale v základních třídách po celém státě studenti dostávají v průměru pouze 1.5 hodiny přírodovědného vzdělávání z 30 hodin týdně. Výsledkem je, že žáci nejsou ve vyšších ročnících na vědu připraveni.

Tana Peterman je programovou ředitelkou pro vzdělávání k-12 ve Washington STEM, která vede alianci Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)*. LASER i OSPI pořádají online webináře na pomoc učitelům základních škol a vedoucím škol udělat případ pro větší obsah vědy v učebnách k-5. LASER také nabízí bezplatné online zdroje a strategie pro integraci vědy do již nabitých učebních plánů.

Jejich nedávný webinář „Základní věda potřebuje návrat“ měl za cíl právě to: zdůrazněním příkladů ze školních čtvrtí po celém státě, kde učitelé základních škol vynikají v integraci přírodních věd do hodin matematiky a čtení.

Tana Peterman řekla: „Se základní vědou neustále nasazujeme náplasti na systém, který potřebuje otevřenou operaci srdce. Mluvíme o vzdělávání celého dítěte, ale stále je žádáme, aby se učilo v silech.“

Raný vědecký základ

Věda ve své podstatě pozoruje svět kolem nás a dává mu smysl – něco, k čemu jsou děti díky své vrozené zvídavosti dobře vybaveny.

Michelle Grove je vědecká koordinátorka pro Educational Service District (ESD) 101 ve Spokane a má 25 let pedagogických zkušeností, včetně biologie, chemie a anatomie. Je také ředitelkou LASER pro region Severovýchod a celostátní spoluředitelkou.

„Učení přírodních věd v základních ročnících je základem všeho, co přijde potom. Bez toho děti ztratí zájem a pak se hluboce nezapojí. I když získají vysoce kvalitní vědecké zkušenosti na střední a střední škole, bez těchto základních dovedností, jako je důležitost uvažování založeného na důkazech, budou mít problém opustit náš systém K-12 jako vědecky gramotní dospělí. Zdůrazňuje, že to znamená pochopit, že věda nepracuje jen v laboratoři, ale také plánuje a provádí vyšetřování, řeší problémy, vytváří modely, analyzuje a interpretuje data, vytváří vysvětlení a navrhuje řešení.

Lorianne Donovan-Hermann, vědecká koordinátorka pro ESD 123 v jihovýchodním Washingtonu a ředitelka Southeast LASER Alliance, řekla: „V době, kdy jsou děti na střední škole, jsou z hlediska přírodovědného vzdělávání lidé, kteří mají a nemají. . Děti, které nemají přírodovědu na základní nebo střední škole, mohou zaostávat nebo se vyhýbat hodinám přírodních věd a myslí si: ‚Nejsem dobrý ve vědě.' A nikdy nebudou uvažovat o absolvování kurzu na úrovni AP. Skončí na zcela odlišném kurzu.“

I když je pravda, že ne každé dítě chce být vědcem, když vyroste, každý student potřebuje základní vědecké znalosti, aby se mohl orientovat ve svém zdraví a prostředí, porozumět svým rozhodnutím u volebních uren a dokonce i udržovat své domovy. Donovan-Hermann řekl: „Základní vlastnictví domu vyžaduje vrstvy vědeckých znalostí, které se mají chránit před toxickými plísněmi z netěsného potrubí nebo pochopit nebezpečí úniku plynu. A v našem vlastním těle nám znalost toho, jak viry fungují – a sledování nejnovějších vědeckých studií o tom, jak je léčit – nám může pomoci udržet naše rodiny v bezpečí.“

Překonání časové tísně

Již předtím pandemie měla za následek nižší výsledky testů pro studenty po celé zemi se učitelé základních škol snažili vměstnat přírodovědné vzdělávání do již tak nabitého rozvrhu. Hlavním důvodem je to, že většina základních tříd se zaměřuje na matematiku a čtení a věda je hodnocena až v páté třídě ve Washingtonu. Vzhledem k tomu, že většina učitelů na základních školách také nepodporuje vědu, pro některé se může zdát nedostupné ji učit. Existuje však slibný přístup: integrovat vědecké koncepty do hodin čtení, psaní a matematiky.

Michelle Grove řekla, že existuje mylná představa, že matematika a čtení se vyučují izolovaně. "Ve skutečnosti mohou být vědecká témata integrována do matematických nebo čtení/psaní úkolů - to se nazývá psaní založené na jevech."

Grove uvedla, že spolupracovala s učiteli, kteří používali lekce anatomie rostlin pro čtení a psaní založené na jevech Otevřené vzdělávací zdroje (OER), bezplatný zdroj pro učitele. "Porozumění studentům přešlo od vytváření jednoduchých nákresů na začátku roku k ukázkám těchto bezmezních vysvětlení o vědeckých procesech."

Dalším příkladem integrace přírodních věd je od učitelů prvního a pátého ročníku v oblasti Olympie, kteří plánovali, že žáci páté třídy navštíví mladší třídu a podělí se o své poznatky z přírodních věd. O několik let později si učitel přírodovědných předmětů v páté třídě TJ Thornton vzpomněl, jak to mělo dopad zejména na jednoho studenta:

„Jeden z chlapců z mé třídy se zeptal: ‚Kdy to uděláme s prvňáčky‘? Nyní nebyl nutně akademicky nejsilnějším studentem, i když tomu tak bylo před více než polovinou svého života, přemýšlel o tom a byl nadšený, že se může podělit o vědu se žáky prvního stupně.“

Evoluce vědy: od „absolutností“ k integraci nových objevů

Pro mnohé pandemie Covid-19 přinesla domů důležitost porozumění základním vědeckým procesům. Donovan-Hermann, vědecký koordinátor v Pascu, řekl, že technologický pokrok měl velký dopad na vědecké porozumění.

„Od dob, kdy jsem byl na střední škole, se věda tolik změnila. Dříve jsme se učili o ‚absolutních‘, ale nyní, když jsme schopni změnit názor, když se změní věda – to je zásadní.“

Také porozumění uvažování založenému na důkazech – ať už ve vědě nebo politologii – je klíčové pro absolventy, kteří jsou plně gramotnými studenty.

Michelle Grove vzpomínala: „Třída mé dcery v sedmé třídě se zaměřila na důležitost myšlení založeného na důkazech jako celoročního tématu. Takže, když v televizi viděla, jak se političtí komentátoři hádají bez důkazů, byla naštvaná. 'To by jim nemělo být dovoleno!'“

Požádejte o více vědy

Grove řekl, že jedním ze způsobů, jak mohou rodiče podpořit výuku přírodních věd, je zúčastnit se dne otevřených dveří jejich školy a zeptat se: „Co děláš se čtením, matematikou a vědou?“ Řekla, že to, co pomáhá základní vědě vzkvétat, je spojení 1) administrátorů, kteří zastávají vědu; 2) učitelé, kteří mají dovednosti a sebevědomí, a 3) financování ze systému, který to upřednostňuje.

Podpora místní školní rady může pomoci upřednostnit integraci vědy ve třídě. Scott Killough je regionálním vědeckým koordinátorem pro ESD 113 a členem školské rady okresu Tumwater. Vzpomněl si na rozhovor, který vedla školní rada se svým bývalým superintendentem ke konci pandemie Covid-19. Správní rada rozhodla, že pro dlouhodobou změnu by mělo být do ročního rozpočtu zahrnuto sociálně emocionální učení (SEL). „Nyní je to řádková položka v našem rozpočtu, bez ohledu na personální změny. SEL je tady, aby zůstal." Řekl, že podobný přístup by mohl pomoci s integrací Elementary Science.

Podobně Kimberly Astle z Office of the Superintendent of Public Instruction (OSPI) vyzvala učitele během únorového webináře, aby přemýšleli o tom, jak může být věda kotvou pro podporu výuky anglického jazyka. "Vidím pohyb vpřed tím, že vidím, jak je věda součástí systému učení."

DIVNÝ problém vědy

Integrace vědy do základních tříd může mít také pozitivní dopad na prosazování rasové rovnosti – pokud lekce povzbudí studenty, aby své kulturní poznatky a hodnoty vnášeli do vědeckých výzkumů. V posledních desetiletích pedagogové a aktivisté upozorňovali na problém „DIVNÉHO“ přírodovědného vzdělávání, to znamená, že se soustředilo na vědu ze západních, vzdělaných, industrializovaných, bohatých a demokratických (WEIRD) společností. Věda v tomto kontextu často ignorována příspěvky žen a lidé barvy, nebo dokonce tvrdili nebo neprávem připisovali své objevy bílým mužským kolegům. To může ve studentech vzbudit představu, že jen určitý druh lidí „dělá vědu“.

Když Donovan-Hermann učila 3. třídu v oblasti Tri-Cities, zúčastnila se týdenního partnerství mezi učitelem a vědcem (TSP) s geologem v Pacific Northwest National Laboratories. Cílem bylo rozšířit znalosti učitele a vrátit to, co se naučila, svým studentům.

„Přinesl jsem fotky, na kterých jsem pracoval v terénu s vědcem, abych ukázal svou třídu. Jedna malá holčička z venkovské komunity se podívala na fotku na mém telefonu a pak zpátky na mě a řekla: ‚To je špatný obrázek. Kde je fotka toho vědce?“ Podíval jsem se dolů a řekl: "To je ona - to je doktorka Frannie Smithová." Tahle holčička nevěděla, že ženy mohou být vědkyněmi.

To inspirovalo Donovana-Hermanna k pozvání vědce „Dr. Frannie“, aby promluvila ke své třídě. Tak začalo partnerství, které, jak věří, ovlivnilo mnoho jejích studentů. „O několik let později jsem narazil na malou holčičku; teď jí bylo asi 20 let a pracovala, aby si naspořila na vysokou školu. Pamatuji si její vzrušení, když mluvila o setkání s doktorkou Frannie.“

Blog STEM Teaching Tools nabízí návod, jak diskutovat rasa v kontextu přírodovědného vzdělávání„Rasa a rasismus jsou přítomny ve vědeckých učebnách. Studenti, bez ohledu na to, jak jsou mladí, si uvědomují rasu a odrážejí společenské předsudky. Všímají si, kdo je v místnosti – jak doslova (vy a ostatní studenti), tak i obrazně (kdo dělá vědu? jak vypadá vědec?).

Washington STEM obhajuje integraci vědy v základních třídách, aby všichni studenti ve Washingtonu mohli odpovědět na otázku, "Kdo dělá vědu?" jedním slovem:

"Mě."

*organizuje Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) je celostátní organizace vedená Washington STEM ve spolupráci s OSPI, Education Service Districts (ESD) a Institutem pro systémovou biologii. (Dozvědět se víc o jak LASER vznikl.) Společně poskytují webináře, online zdroje zaměřené na zvyšování spravedlnosti v přírodovědném vzdělávání k-12.