Integracija znanosti u osnovnu učionicu kasnije se isplati

Od šetnje prirodom do “promatranja fenomena”

Sjećate li se kada ste prvi put uzeli list? Vjerojatno ste imali dvije ili tri godine i istraživali ste na otvorenom. Možda ste primijetili njegov jedinstveni oblik, i da li je bio pucketavo-suh ili mokar. Možda vam je neka odrasla osoba pomogla napraviti bojicu trljajući njene vene i naučili ste kako lišće tako dobiva hranjive tvari - baš kao i ljudi.

Čestitamo - bavili ste se znanošću!

Većina nas je upoznata s "promatranjem fenomena". učenje znanosti, nakon čega slijedi postavljanje pitanja, istraživanje ili testiranje ideja te učenje objašnjavanja vlastitog razmišljanja. Ali u osnovnim učionicama diljem države učenici u prosjeku primaju samo 1.5 sat prirodoslovnog obrazovanja, od 30 sati u učionici svaki tjedan. Rezultat je da učenici nisu pripremljeni za znanost u višim razredima.

Tana Peterman je programski službenik za K-12 obrazovanje u Washingtonu STEM, koji vodi Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)* Alliance. I LASER i OSPI organiziraju internetske webinare za pomoć učiteljima i ravnateljima škola napraviti slučaj za veći znanstveni sadržaj u razredima K-5. LASER također nudi besplatne online resurse i strategije za integraciju znanosti u već prepune rasporede u učionici.

Njihov nedavni webinar, “Elementarna znanost treba povratak”, imao je za cilj učiniti upravo to: isticanjem primjera iz školskih okruga diljem države u kojima su učitelji osnovnih škola izvrsni u integraciji znanstvenih koncepata u lekcije matematike i čitanja.

Tana Peterman je rekla: “S elementarnom znanošću stalno stavljamo flastere na sustav koji treba operaciju na otvorenom srcu. Govorimo o obrazovanju cijelog djeteta, ali stalno tražimo od njih da uče u silosima.”

Rani znanstveni temelj

U svojoj srži, znanost je promatranje i pronalaženje smisla za svijet oko nas - nešto za što su djeca dobro opremljena zahvaljujući svojoj urođenoj znatiželji.

Michelle Grove je znanstvena koordinatorica za Educational Service District (ESD) 101 u Spokaneu i ima 25 godina iskustva u podučavanju, uključujući biologiju, kemiju i anatomiju. Također je direktorica LASER-a za sjeveroistočnu regiju i sudirektorica za cijelu državu.

“Učenje znanosti u osnovnim razredima temelj je svega što dolazi nakon toga. Bez toga, djeca gube interes i onda se ne angažiraju duboko. Čak i ako dobiju visokokvalitetna znanstvena iskustva u srednjoj i srednjoj školi, bez tih temeljnih vještina, poput važnosti zaključivanja temeljenog na dokazima, teško će izaći iz našeg sustava k-12 kao znanstveno pismene odrasle osobe.” Ona naglašava da to znači razumijevanje da znanost nije samo rad u laboratoriju, već i planiranje i provođenje istraživanja, rješavanje problema, stvaranje modela, analiza i interpretacija podataka, konstruiranje objašnjenja i dizajniranje rješenja.

Lorianne Donovan-Hermann, znanstvena koordinatorica za ESD 123 u jugoistočnom Washingtonu i direktorica Southeast LASER Alliance, rekla je: “Dok djeca pođu u srednju školu, u smislu prirodoslovnog obrazovanja, postoje 'imaju' i 'nemaju' . Djeca koja nemaju prirodoslovlje u osnovnoj ili srednjoj školi mogu zaostajati ili izbjegavati nastavu prirodoslovlja, misleći: 'Nisam dobar u prirodoslovlju.' I nikada neće uzeti u obzir pohađanje tečaja razine AP. Završit će na potpuno različitom putu.”

Iako je istina da svako dijete ne želi biti znanstvenik kad odraste, svakom učeniku je potrebno osnovno znanstveno znanje kako bi upravljao svojim zdravljem i okolišem, razumio svoje izbore na glasačkim mjestima, pa čak i kako bi održavao svoje domove. Donovan-Hermann je rekao: “Osnovno posjedovanje kuće zahtijeva slojeve znanstvenog znanja za zaštitu od otrovne plijesni iz cijevi koja curi ili razumijevanje opasnosti od curenja plina. A u našim vlastitim tijelima, saznanje kako virusi djeluju - i praćenje najnovijih znanstvenih studija o tome kako ih liječiti - može nam pomoći da zaštitimo naše obitelji.”

Prevladavanje vremenskog škripca

Čak i prije pandemija je rezultirala nižim rezultatima testova za učenike diljem zemlje, učitelji osnovnih škola borili su se da uklope prirodoslovno obrazovanje u već pretrpani raspored. Uzvodni razlog za to je taj što je većina osnovnih učionica usredotočena na matematiku i čitanje, a znanost se ne ocjenjuje do petog razreda u Washingtonu. Također, budući da većina učitelja u osnovnim školama nije također podržana u znanosti, nekima se može činiti nedostižnim predavati je. Međutim, postoji pristup koji obećava: integrirajte znanstvene koncepte u lekcije čitanja, pisanja i matematike.

Michelle Grove je rekla da postoji pogrešno mišljenje da se matematika i čitanje podučavaju odvojeno. "U stvarnosti se znanstvene teme mogu integrirati u zadatke iz matematike ili čitanja/pisanja - to se zove pisanje temeljeno na fenomenima."

Grove je rekla da je radila s učiteljima koji su koristili lekcije iz anatomije biljaka za čitanje i pisanje na temelju fenomena Otvoreni obrazovni resursi (OER), besplatni resurs za nastavnike. "Razumijevanje studenata krenulo je od stvaranja jednostavnih crteža na početku godine do prikazivanja ovih besprijekornih objašnjenja o znanstvenim procesima."

Drugi primjer integracije prirodoslovlja su učitelji prvog i petog razreda u području Olympia koji su planirali da učenici petog razreda posjete mlađi razred kako bi podijelili svoja prirodoslovna učenja. Godinama kasnije, učitelj prirodoslovlja u petom razredu, TJ Thornton, prisjetio se koliko je to imalo utjecaja na jednog učenika:

“Jedan od dječaka iz mog razreda je pitao: 'Kad ćemo to raditi s učenicima prvog razreda'? Sad, on nije nužno bio najjači student akademski, iako je bio prije više od pola svog života, razmišljao je o tome i bio je uzbuđen što može podijeliti znanost s učenicima prvog razreda.”

Evolucija znanosti: od “apsoluta” do integracije novih otkrića

Mnogima je pandemija Covid-19 ukazala na važnost razumijevanja osnovnih znanstvenih procesa. Donovan-Hermann, znanstveni koordinator u Pascu, rekao je da je tehnološki napredak imao veliki utjecaj na znanstveno razumijevanje.

“Znanost se jako promijenila otkako sam bio u srednjoj školi. Prije smo učili o 'apsolutima', ali sada je ključno biti u mogućnosti promijeniti mišljenje kada se znanost promijeni.”

Također, razumijevanje obrazloženja temeljenog na dokazima – bilo u znanosti ili političkim znanostima – ključno je za maturante koji su potpuno pismeni učenici.

Michelle Grove se prisjetila: “Razred moje kćeri u sedmom razredu bio je usredotočen na važnost razmišljanja temeljenog na dokazima kao cjelogodišnje teme. Dakle, kada je promatrala političke komentatore na TV-u kako raspravljaju bez dokaza, bila je uzrujana, rekavši. 'To im se ne bi smjelo dopustiti!'”

Zatražite više znanosti

Grove je rekao da je jedan od načina na koji roditelji mogu podržati prirodoslovno obrazovanje tako da prisustvuju danu otvorenih vrata svoje škole i pitaju: "Što radite s čitanjem, matematikom i znanošću?" Rekla je da ono što pomaže napredovanju elementarne znanosti je veza 1) administratora koji se zalažu za znanost; 2) učitelji koji imaju vještine i samopouzdanje, i 3) financiranje iz sustava koji daje prednost.

Potpora lokalnog školskog odbora može pomoći u davanju prioriteta integraciji znanosti u razred. Scott Killough regionalni je znanstveni koordinator za ESD 113 i član školskog odbora okruga Tumwater. Prisjetio se razgovora koji je školski odbor vodio sa svojim bivšim ravnateljem pred kraj pandemije Covid-19. Odbor je odlučio da bi za postizanje dugotrajne promjene socijalno emocionalno učenje (SEL) trebalo uključiti u godišnji proračun. “To je sada stavka u našem proračunu, bez obzira na kadrovske promjene. SEL je tu da ostane.” Rekao je da bi sličan pristup mogao pomoći u integraciji elementarne znanosti.

Slično tome, Kimberly Astle iz Ureda nadzornika javne nastave (OSPI) potaknula je učitelje tijekom webinara u veljači da razmisle o tome kako znanost može biti sidro za podršku učenju engleskog jezika. "Vidim kretanje naprijed gledajući kako je znanost dio sustava učenja."

ČUDAN problem znanosti

Integracija znanosti u osnovne učionice također može imati pozitivan učinak na unapređenje rasne jednakosti — ako lekcije potiču učenike da svoja kulturološka učenja i vrijednosti unesu u znanstvena istraživanja. Posljednjih desetljeća, edukatori i aktivisti skrenuli su pozornost na "ČUDAN" problem prirodoslovnog obrazovanja, to jest, bio je usredotočen na znanost iz zapadnih, obrazovanih, industrijaliziranih, bogatih i demokratskih (WEIRD) društava. Znanost se u tom kontekstu često ignorira doprinose žena i ljudi boje, ili čak tvrdili ili krivo pripisivali svoja otkrića bijelim kolegama. Ovo može ostaviti učenike na ideji da se samo određena vrsta ljudi "bavi znanošću".

Kad je Donovan-Hermann predavala 3. razredu u području Tri-Cities, pohađala je jednotjedno partnerstvo nastavnika i znanstvenika (TSP) s geologom u Pacific Northwest National Laboratories. Cilj je bio povećati znanje učiteljice i vratiti ono što je naučila svojim učenicima.

“Donio sam fotografije na kojima radim na terenu sa znanstvenikom kako bih pokazao svoju klasu. Jedna djevojčica iz ruralne zajednice pogledala je fotografiju na mom telefonu, a zatim opet mene i rekla: 'Oh—to je pogrešna slika. Gdje je fotografija znanstvenika?' Spustio sam pogled i rekao: 'To je ona—to je dr. Frannie Smith.' Ova djevojčica nije znala da žene mogu biti znanstvenice.”

To je nadahnulo Donovana-Hermanna da pozove znanstvenika, “dr. Frannie” da razgovara sa svojim razredom. Tako je započelo partnerstvo za koje vjeruje da je utjecalo na mnoge njezine studente. “Godinama kasnije, naletjela sam na djevojčicu; sada je imala oko 20 godina i radila je kako bi uštedjela za koledž. Sjećam se njezinog uzbuđenja dok je pričala o susretu s dr. Frannie.”

Blog STEM Teaching Tools nudi smjernice za raspravu rasa u kontekstu prirodoslovnog obrazovanja, “Rasa i rasizam prisutni su u učionicama prirodnih znanosti. Učenici, koliko god bili mladi, svjesni su rase i odražavaju društvene predrasude. Primjećuju tko je u prostoriji — i doslovno (vi i drugi studenti) i figurativno (tko se bavi znanošću? kako izgleda znanstvenik?)."

Washington STEM zagovara integraciju znanosti u osnovne učionice kako bi svi učenici u Washingtonu mogli odgovoriti na pitanje, "Tko se bavi znanošću?" jednom riječju:

"Mi."

*organizira Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) državna je organizacija koju vodi Washington STEM u partnerstvu s OSPI-jem, Education Service Districts (ESD) i Institutom za sistemsku biologiju. (Nauči više o kako je nastao LASER.) Zajedno, oni pružaju webinare, online resurse usmjerene na povećanje pravednosti u prirodoslovnom obrazovanju K-12.