L'intégration des sciences à l'élémentaire rapporte des dividendes plus tard

De la balade nature à « l'observation des phénomènes »

Vous souvenez-vous de la première fois où vous avez ramassé une feuille ? Vous aviez probablement deux ou trois ans et exploriez le plein air. Peut-être avez-vous remarqué sa forme unique et s'il était sec ou humide. Peut-être qu'un adulte vous a aidé à faire un crayon en frottant ses veines et vous avez appris que c'est ainsi que les feuilles obtiennent des nutriments, tout comme les gens.

Félicitations, vous avez fait de la science !

"Observer les phénomènes" est la façon dont la plupart d'entre nous ont été initiés à apprentissage des sciences, suivi de poser des questions, de faire des recherches ou de tester des idées, et d'apprendre à expliquer sa pensée. Mais dans les classes élémentaires de l'État, les élèves ne reçoivent, en moyenne, qu'une heure et demie d'enseignement scientifique, sur 1.5 heures de classe chaque semaine. Le résultat est que les élèves ne sont pas préparés pour les sciences dans les classes supérieures.

Tana Peterman est chargée de programme pour l'éducation de la maternelle à la 12e année à Washington STEM, qui dirige l'Alliance Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)*. LASER et OSPI organisent tous deux des webinaires en ligne pour aider les enseignants du primaire et les chefs d'établissement faire le cas pour un plus grand contenu scientifique dans les classes de la maternelle à la 5e année. LASER propose également des ressources et des stratégies en ligne gratuites pour intégrer la science dans les horaires de classe déjà chargés.

Leur récent webinaire, "La science élémentaire a besoin d'un retour", visait à faire exactement cela : en mettant en évidence des exemples de districts scolaires de l'État où les enseignants du primaire excellent à intégrer les concepts scientifiques dans les cours de mathématiques et de lecture.

Tana Peterman a déclaré: «Avec la science élémentaire, nous continuons à mettre des pansements sur un système qui nécessite une chirurgie à cœur ouvert. Nous parlons d'éduquer l'enfant dans son ensemble, mais nous continuons à lui demander d'apprendre en silos.

Fondation scientifique précoce

À la base, la science consiste à observer et à donner un sens au monde qui nous entoure, ce que les enfants sont bien équipés pour faire grâce à leur curiosité innée.

Michelle Grove est coordinatrice scientifique pour le district de services éducatifs (ESD) 101 à Spokane et possède 25 ans d'expérience dans l'enseignement, notamment en biologie, chimie et anatomie. Elle est également directrice du LASER pour la région du Nord-Est et codirectrice à l'échelle de l'État.

« L'apprentissage des sciences au primaire est le fondement de tout ce qui suit. Sans cela, les enfants perdent tout intérêt et ne s'engagent pas profondément. Même s'ils bénéficient d'expériences scientifiques de haute qualité aux niveaux intermédiaire et secondaire, sans ces compétences fondamentales, comme l'importance du raisonnement fondé sur des preuves, ils auront du mal à sortir de notre système de la maternelle à la 12e année en tant qu'adultes scientifiquement alphabétisés. Elle souligne que cela signifie comprendre que la science ne se contente pas de travailler en laboratoire, mais aussi de planifier et de mener des enquêtes, de résoudre des problèmes, de créer des modèles, d'analyser et d'interpréter des données, de construire des explications et de concevoir des solutions.

Lorianne Donovan-Hermann, coordinatrice scientifique pour l'ESD 123 dans le sud-est de Washington et directrice de l'Alliance LASER du sud-est, a déclaré : « Au moment où les enfants sont au lycée, en termes d'enseignement des sciences, il y a les « nantis » et les « démunis ». . Les enfants qui n'ont pas de cours de sciences au primaire ou au collège peuvent prendre du retard ou éviter les cours de sciences en pensant : "Je ne suis pas bon en sciences". Et ils n'envisageront jamais de suivre un cours de niveau AP. Ils se retrouveront sur une trajectoire complètement divergente.

S'il est vrai que tous les enfants ne veulent pas être scientifiques lorsqu'ils grandissent, chaque élève a besoin de connaissances scientifiques de base pour naviguer dans sa santé et son environnement, comprendre ses choix aux urnes et même entretenir sa maison. Donovan-Hermann a déclaré: «L'accession à la propriété de base nécessite des couches de connaissances scientifiques pour se protéger des moisissures toxiques d'un tuyau qui fuit ou pour comprendre les dangers d'une fuite de gaz. Et dans notre propre corps, savoir comment fonctionnent les virus – et suivre les dernières études scientifiques sur la façon de les traiter – peut nous aider à assurer la sécurité de nos familles.

Surmonter le manque de temps

Avant même le la pandémie a entraîné une baisse des résultats aux tests pour les élèves de partout au pays, les enseignants du primaire ont eu du mal à intégrer l'enseignement des sciences dans un horaire déjà chargé. La raison en amont est que la plupart des classes élémentaires se concentrent sur les mathématiques et la lecture, et que les sciences ne sont pas évaluées avant la cinquième année à Washington. De plus, étant donné que la plupart des enseignants du primaire ne sont pas également approuvés en sciences, pour certains, il peut sembler hors de portée de l'enseigner. Cependant, il existe une approche prometteuse : intégrer des concepts scientifiques dans les cours de lecture, d'écriture et de mathématiques.

Michelle Grove a déclaré qu'il existe une idée fausse selon laquelle les mathématiques et la lecture sont enseignées de manière isolée. "En réalité, les thèmes scientifiques peuvent être intégrés dans des devoirs de mathématiques ou de lecture/écriture - c'est ce qu'on appelle l'écriture basée sur les phénomènes."

Grove a déclaré qu'elle avait travaillé avec des enseignants qui utilisaient des leçons d'anatomie végétale pour la lecture et l'écriture basées sur des phénomènes de Ressources d'éducation ouverte (REL), une ressource gratuite pour les enseignants. "La compréhension des élèves est passée de la création de dessins simples au début de l'année à la présentation de ces explications sans faille sur les processus scientifiques."

Un autre exemple d'intégration des sciences est celui des enseignants de première et de cinquième année de la région d'Olympia qui ont prévu que les élèves de cinquième année rendent visite à la classe plus jeune pour partager leurs apprentissages scientifiques. Des années plus tard, le professeur de sciences de cinquième année, TJ Thornton, a rappelé à quel point cela avait eu un impact sur un élève en particulier :

« Un des garçons de ma classe a demandé : 'Quand allons-nous faire ce truc avec les élèves de première année' ? Maintenant, il n'était pas nécessairement l'étudiant le plus fort académiquement, et même si c'était il y a plus de la moitié de sa vie, il y avait pensé et était ravi de partager la science avec les élèves de première année.

Évolution de la science : des « absolus » à l'intégration des nouvelles découvertes

Pour beaucoup, la pandémie de Covid-19 a rappelé l'importance de comprendre les processus scientifiques de base. Donovan-Hermann, coordinateur scientifique à Pasco, a déclaré que les progrès technologiques ont eu un impact majeur sur la compréhension scientifique.

« La science a tellement changé depuis que je suis au lycée. Avant, nous apprenions « l'absolu », mais maintenant, pouvoir changer d'avis lorsque la science change, c'est crucial.

De plus, la compréhension du raisonnement fondé sur des preuves, que ce soit en sciences ou en sciences politiques, est cruciale pour les étudiants diplômés qui sont des apprenants tous alphabétisés.

Michelle Grove a rappelé : « La classe de ma fille de septième année s'est concentrée sur l'importance de la réflexion fondée sur des preuves en tant que thème d'une année. Ainsi, lorsqu'elle a observé des commentateurs politiques à la télévision se disputer sans preuves, elle a été bouleversée, disant. « Ils ne devraient pas être autorisés à faire ça ! »

Demandez plus de science

Grove a déclaré que l'une des façons dont les parents peuvent soutenir l'enseignement des sciences est d'assister à la journée portes ouvertes de leur école et de demander : "Que faites-vous avec la lecture, les mathématiques et les sciences ?" Elle a dit que ce qui aide la science élémentaire à prospérer est un lien entre 1) des administrateurs qui défendent la science ; 2) des enseignants qui ont des compétences et de la confiance, et 3) un financement d'un système qui lui donne la priorité.

Avoir le soutien du conseil scolaire local peut aider à prioriser l'intégration des sciences en classe. Scott Killough est le coordonnateur régional des sciences pour ESD 113 et membre du Tumwater District School Board. Il a rappelé une conversation que la commission scolaire a eue avec son ancien surintendant vers la fin de la pandémie de Covid-19. Le conseil a déterminé que pour avoir un changement durable, l'apprentissage social et émotionnel (SEL) devrait être inclus dans le budget annuel. "C'est désormais un poste budgétaire dans notre budget, indépendamment des changements de personnel. SEL est là pour rester. Il a déclaré qu'une approche similaire pourrait aider à intégrer les sciences élémentaires.

De même, Kimberly Astle du Bureau du surintendant de l'instruction publique (OSPI) a encouragé les enseignants lors du webinaire de février à réfléchir à la façon dont la science peut être un point d'ancrage pour soutenir l'apprentissage des arts de la langue anglaise. "Je vois un mouvement vers l'avant en voyant comment la science fait partie d'un système d'apprentissage."

Le problème étrange de la science

L'intégration des sciences dans les classes élémentaires peut également avoir un impact positif sur la promotion de l'équité raciale - si les leçons encouragent les élèves à intégrer leurs apprentissages et leurs valeurs culturelles dans les recherches scientifiques. Au cours des dernières décennies, les éducateurs et les militants ont attiré l'attention sur le problème "WEIRD" de l'enseignement des sciences, c'est-à-dire qu'il était centré sur la science des sociétés occidentales, éduquées, industrialisées, riches et démocratiques (WEIRD). La science dans ce contexte souvent ignorée cotisations des femmes ainsi que des gens de couleur, ou même revendiqué ou attribué à tort leurs découvertes à des collègues masculins blancs. Cela peut donner aux élèves l'idée que seuls certains types de personnes « font de la science ».

Lorsque Donovan-Hermann enseignait en 3e année dans la région des Tri-Cities, elle a participé à un partenariat enseignant-scientifique (TSP) d'une semaine avec un géologue des Pacific Northwest National Laboratories. L'objectif était d'accroître les connaissances de l'enseignante et de transmettre ce qu'elle a appris à ses élèves.

« J'ai ramené des photos de moi travaillant sur le terrain avec le scientifique pour montrer ma classe. Une petite fille, d'une communauté rurale, a regardé la photo sur mon téléphone, puis m'a regardée et a dit : "Oh, c'est la mauvaise photo". Où est la photo du scientifique ? J'ai baissé les yeux et j'ai dit : « C'est elle, c'est le Dr Frannie Smith. Cette petite fille ne savait pas que les femmes pouvaient être scientifiques.

Cela a inspiré Donovan-Hermann à inviter le scientifique, "Dr. Frannie » pour parler à sa classe. C'est ainsi qu'a commencé un partenariat qui, selon elle, a influencé nombre de ses élèves. «Des années plus tard, je suis tombé sur la petite fille; elle avait maintenant environ 20 ans et travaillait pour économiser pour l'université. Je me souviens de son enthousiasme lorsqu'elle parlait de sa rencontre avec le Dr Frannie.

Le blog STEM Teaching Tools propose des conseils pour discuter race dans le contexte de l'enseignement des sciences, « La race et le racisme sont présents dans les classes de sciences. Les étudiants, aussi jeunes soient-ils, sont conscients de la race et reflètent les préjugés de la société. Ils remarquent qui est dans la salle – au sens propre (vous et les autres élèves) et au sens figuré (qui fait de la science ? À quoi ressemble un scientifique ?) ».

Washington STEM plaide pour l'intégration des sciences dans les classes élémentaires afin que tous les élèves de Washington puissent répondre à la question, « Qui fait de la science ? d'un seul mot :

"Moi."

*organisé par Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) est une organisation à l'échelle de l'État, dirigée par Washington STEM en partenariat avec OSPI, Education Service Districts (ESD) et l'Institute for Systems Biology. (En savoir plus sur comment LASER est né.) Ensemble, ils proposent des webinaires, des ressources en ligne axées sur l'amélioration de l'équité dans l'enseignement des sciences de la maternelle à la 12e année.