L'integrazione della scienza nella classe elementare paga i dividendi in seguito

Dalle passeggiate nella natura all'"osservazione dei fenomeni"

Ricordi la prima volta che hai raccolto una foglia? Probabilmente avevi due o tre anni e esploravi la vita all'aria aperta. Forse hai notato la sua forma unica e se era asciutto o bagnato. Forse un adulto ti ha aiutato a strofinare con un pastello le sue vene e hai imparato che è così che le foglie ottengono i nutrienti, proprio come le persone.

Congratulazioni, hai fatto scienza!

"Osservare i fenomeni" è il modo in cui la maggior parte di noi è stata introdotta apprendimento delle scienze, seguito dal fare domande, fare indagini o testare idee e imparare a spiegare il proprio pensiero. Ma nelle classi elementari di tutto lo stato gli studenti ricevono, in media, solo 1.5 ore di educazione scientifica, su 30 ore di lezione ogni settimana. Il risultato è che gli studenti non sono preparati per la scienza nelle classi superiori.

Tana Peterman è responsabile del programma per l'istruzione k-12 presso Washington STEM, che guida la Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)* Alliance. LASER e OSPI ospitano entrambi webinar online per aiutare insegnanti elementari e dirigenti scolastici fare il caso per maggiori contenuti scientifici nelle classi k-5. LASER offre anche risorse e strategie online gratuite per integrare la scienza in programmi di classe già fitti.

Il loro recente webinar, "La scienza elementare ha bisogno di un ritorno", mirava a fare proprio questo: mettendo in evidenza esempi dei distretti scolastici di tutto lo stato in cui gli insegnanti elementari eccellono nell'integrare concetti scientifici nelle lezioni di matematica e lettura.

Tana Peterman ha detto: “Con la scienza elementare continuiamo a mettere cerotti su un sistema che necessita di un intervento chirurgico a cuore aperto. Parliamo di educare l'intero bambino, eppure continuiamo a chiedere loro di imparare in silos.

Fondamento della scienza precoce

Fondamentalmente, la scienza sta osservando e dando un senso al mondo che ci circonda, qualcosa che i bambini sono ben attrezzati per fare grazie alla loro innata curiosità.

Michelle Grove è coordinatrice scientifica per l'Educational Service District (ESD) 101 a Spokane e ha 25 anni di esperienza nell'insegnamento, tra cui biologia, chimica e anatomia. È anche direttrice LASER per la regione nord-orientale e co-direttrice in tutto lo stato.

“L'apprendimento delle scienze alle elementari è alla base di tutto ciò che viene dopo. Senza di esso, i bambini perdono interesse e quindi non si impegnano profondamente. Anche se vengono fornite esperienze scientifiche di alta qualità nelle scuole medie e superiori, senza quelle abilità fondamentali, come l'importanza del ragionamento basato sull'evidenza, faranno fatica a uscire dal nostro sistema k-12 come adulti scientificamente alfabetizzati. Sottolinea che questo significa capire che la scienza non è solo lavorare in laboratorio, ma anche progettare e svolgere indagini, risolvere problemi, creare modelli, analizzare e interpretare dati, costruire spiegazioni e progettare soluzioni.

Lorianne Donovan-Hermann, coordinatrice scientifica per ESD 123 nel sud-est di Washington e direttore dell'alleanza LASER sud-orientale, ha dichiarato: "Quando i bambini vanno al liceo, in termini di educazione scientifica, ci sono gli 'abbienti' e i 'non abbienti' . I bambini che non studiano scienze alle elementari o alle medie possono restare indietro o evitare le lezioni di scienze, pensando: "Non sono bravo in scienze". E non prenderanno mai in considerazione l'idea di seguire un corso di livello AP. Finiranno su una rotta completamente divergente.

Sebbene sia vero che non tutti i bambini vogliono diventare scienziati quando crescono, ogni studente ha bisogno di conoscenze scientifiche di base per navigare nella propria salute e nell'ambiente, comprendere le proprie scelte alle urne e persino mantenere la propria casa. Donovan-Hermann ha affermato: “La proprietà di una casa di base richiede livelli di conoscenza scientifica per proteggersi dalla muffa tossica da un tubo che perde o comprendere i pericoli di una fuga di gas. E nei nostri stessi corpi, sapere come funzionano i virus e seguire gli ultimi studi scientifici su come trattarli, può aiutarci a mantenere le nostre famiglie al sicuro”.

Superare la crisi del tempo

Anche prima del pandemia ha portato a punteggi dei test inferiori per gli studenti di tutto il paese, gli insegnanti elementari hanno faticato a inserire l'educazione scientifica in un programma già fitto. La ragione a monte di ciò è che la maggior parte delle classi elementari si concentra su matematica e lettura, e la scienza non viene valutata fino alla quinta elementare a Washington. Inoltre, poiché la maggior parte degli insegnanti delle scuole elementari non è anche approvata in scienze, per alcuni può sembrare fuori portata insegnarla. Tuttavia, esiste un approccio promettente: integrare concetti scientifici nelle lezioni di lettura, scrittura e matematica.

Michelle Grove ha detto che c'è un'idea sbagliata che la matematica e la lettura vengano insegnate separatamente. "In realtà, i temi scientifici possono essere integrati in compiti di matematica o di lettura/scrittura: questo si chiama scrittura basata sui fenomeni".

Grove ha affermato di aver lavorato con insegnanti che hanno utilizzato lezioni di anatomia vegetale per la lettura e la scrittura basate sui fenomeni Risorse educative aperte (OER), una risorsa gratuita per gli insegnanti. "La comprensione degli studenti è passata dalla creazione di semplici disegni all'inizio dell'anno, al mostrare queste spiegazioni senza interruzioni sui processi scientifici."

Un altro esempio di integrazione scientifica è dato dagli insegnanti di prima e quinta elementare nell'area di Olympia che hanno programmato che gli alunni di quinta elementare visitassero la classe più giovane per condividere i loro apprendimenti scientifici. Anni dopo, l'insegnante di scienze di quinta elementare, TJ Thornton, ha ricordato l'impatto che questo ha avuto per uno studente in particolare:

“Uno dei ragazzi della mia classe ha chiesto: 'Quando faremo quella cosa con i bambini di prima elementare'? Ora, non era necessariamente lo studente più forte dal punto di vista accademico, e anche se lo era più della metà della sua vita fa, ci aveva pensato ed era entusiasta di condividere la scienza con i bambini della prima elementare".

Evoluzione della scienza: dagli “assoluti” all'integrazione delle nuove scoperte

Per molti, la pandemia di Covid-19 ha portato a casa l'importanza di comprendere i processi scientifici di base. Donovan-Hermann, coordinatore scientifico a Pasco, ha affermato che i progressi tecnologici hanno avuto un impatto importante sulla comprensione scientifica.

“La scienza è cambiata così tanto da quando ero al liceo. Prima imparavamo a conoscere "gli assoluti", ma ora, essere in grado di cambiare idea quando la scienza cambia, è fondamentale".

Inoltre, la comprensione del ragionamento basato sull'evidenza, sia in scienze che in scienze politiche, è fondamentale per gli studenti laureati che sono studenti alfabetizzati.

Michelle Grove ha ricordato: “La lezione di mia figlia di settima elementare si è concentrata sull'importanza del pensiero basato sull'evidenza come tema lungo tutto l'anno. Quindi, quando ha osservato i commentatori politici in TV che discutevano senza prove, era sconvolta, dicendo. 'Non dovrebbero essere autorizzati a farlo!'”

Chiedi più scienza

Grove ha affermato che un modo in cui i genitori possono sostenere l'educazione scientifica è partecipare all'open house della loro scuola e chiedere: "Cosa stai facendo con lettura, matematica e scienze?" Ha detto che ciò che aiuta la scienza elementare a prosperare è un nesso di 1) amministratori che sostengono la scienza; 2) insegnanti che hanno competenze e fiducia e 3) finanziamenti da un sistema che dà la priorità.

Avere il supporto del consiglio scolastico locale può aiutare a dare priorità all'integrazione scientifica in classe. Scott Killough è il coordinatore scientifico regionale per ESD 113 e membro del consiglio scolastico del distretto di Tumwater. Ha ricordato una conversazione che il consiglio scolastico ha avuto con il suo ex sovrintendente verso la fine della pandemia di Covid-19. Il consiglio ha stabilito che per ottenere cambiamenti duraturi l'apprendimento socio-emotivo (SEL) dovrebbe essere incluso nel budget annuale. “Ora è una voce nel nostro budget, indipendentemente dalle modifiche al personale. SEL è qui per restare”. Ha detto che un approccio simile potrebbe aiutare con l'integrazione della scienza elementare.

Allo stesso modo, Kimberly Astle dell'Office of the Superintendent of Public Instruction (OSPI) ha incoraggiato gli insegnanti durante il webinar di febbraio a pensare a come la scienza possa essere un'ancora per sostenere l'apprendimento delle arti della lingua inglese. "Vedo il movimento in avanti vedendo come la scienza fa parte di un sistema di apprendimento."

Il problema STRANO della scienza

L'integrazione della scienza nelle classi elementari può anche avere un impatto positivo sul progresso dell'equità razziale, se le lezioni incoraggiano gli studenti a portare i loro apprendimenti e valori culturali nelle indagini scientifiche. Negli ultimi decenni, educatori e attivisti hanno attirato l'attenzione sul problema "WEIRD" dell'educazione scientifica, ovvero, era incentrata sulla scienza delle società occidentali, istruite, industrializzate, ricche e democratiche (WEIRD). La scienza in questo contesto è spesso ignorata contributi delle donne ed gente di colore, o addirittura rivendicato o attribuito erroneamente le loro scoperte a colleghi maschi bianchi. Questo può lasciare agli studenti l'idea che solo un certo tipo di persone "fa scienza".

Quando Donovan-Hermann ha insegnato in terza elementare nell'area di Tri-Cities, ha frequentato una settimana di partnership insegnante-scienziata (TSP) con un geologo presso i Pacific Northwest National Laboratories. L'obiettivo era aumentare le conoscenze degli insegnanti e riportare ciò che aveva imparato ai suoi studenti.

“Ho riportato le mie foto mentre lavoravo sul campo con lo scienziato per mostrarle alla mia classe. Una bambina, di una comunità rurale, ha guardato la foto sul mio telefono e poi mi ha detto: "Oh, è la foto sbagliata". Dov'è la foto dello scienziato?' Abbassai lo sguardo e dissi: "È lei, è la dottoressa Frannie Smith". Questa ragazzina non sapeva che le donne potessero essere scienziate.

Ciò ha ispirato Donovan-Hermann a invitare lo scienziato, “Dr. Frannie” per parlare alla sua classe. Iniziò così una collaborazione che crede abbia influenzato molti dei suoi studenti. “Anni dopo, mi sono imbattuto nella bambina; ora aveva circa 20 anni e lavorava per risparmiare per il college. Ricordo la sua eccitazione mentre parlava dell'incontro con la dottoressa Frannie.

Il blog STEM Teaching Tools offre indicazioni sulla discussione razza nel contesto dell'educazione scientifica, “La razza e il razzismo sono presenti nelle aule di scienze. Gli studenti, non importa quanto giovani, sono consapevoli della razza e rispecchiano i pregiudizi della società. Notano chi c'è nella stanza, sia letteralmente (tu e gli altri studenti) che figurativamente (chi si occupa di scienza? che aspetto ha uno scienziato?)."

Washington STEM sta sostenendo l'integrazione della scienza nelle classi elementari in modo che tutti gli studenti di Washington possano rispondere alla domanda, "Chi fa scienza?" con una parola:

"Me."

*organizzato da Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) è un'organizzazione statale, guidata da Washington STEM in collaborazione con OSPI, Education Service Districts (ESD) e Institute for Systems Biology. (Impara di più riguardo come è nato LASER.) Insieme, forniscono webinar, risorse online incentrate sull'aumento dell'equità nell'educazione scientifica k-12.