שילוב המדעים בכיתה היסודי משתלם מאוחר יותר

מטיולים בטבע ועד "התבוננות בתופעות"

אתה זוכר את הפעם הראשונה שהרמת עלה? כנראה היית בן שנתיים או שלוש וחוקר את החוץ. אולי שמתם לב לצורתו הייחודית, ואם הוא היה יבש או רטוב. אולי מבוגר עזר לך להכין עפרון משפשף בוורידים שלו ולמדת שכך משיגים עלים חומרים מזינים - בדיוק כמו אנשים.

מזל טוב - עשית מדע!

"התבוננות בתופעות" כך התוודע לרובנו לימוד מדעים, ולאחר מכן שאילת שאלות, עריכת חקירות או בדיקת רעיונות, ולמידה להסביר את החשיבה של האדם. אבל בכיתות יסוד ברחבי המדינה התלמידים מקבלים בממוצע רק 1.5 שעות של חינוך מדעי, מתוך 30 שעות לימוד מדי שבוע. התוצאה היא שתלמידים אינם מוכנים למדעים בכיתות הגבוהות.

טנה פיטרמן היא קצינת התוכנית לחינוך ל-12 בוושינגטון STEM, המובילה את ברית המנהיגות והסיוע לרפורמת החינוך המדעי (LASER)*. LASER ו-OSPI מארחים שניהם סמינרים מקוונים כדי לעזור למורים ביסודי ולמנהיגי בתי ספר לעשות את התיק לתוכן מדעי רב יותר בכיתות ק-5. LASER מציעה גם משאבים ואסטרטגיות מקוונים בחינם לשילוב מדע בתוך לוחות זמנים עמוסים בכיתה.

הסמינר המקוון האחרון שלהם, "מדע יסוד זקוק לקאמבק", נועד לעשות בדיוק את זה: על ידי הדגשת דוגמאות ממחוזות בתי ספר ברחבי המדינה שבהם מורים ביסודי מצטיינים בשילוב מושגים מדעיים בשיעורי מתמטיקה וקריאה.

טנה פיטרמן אמרה, "עם המדע היסודי אנחנו ממשיכים לשים פלסטר על מערכת שזקוקה לניתוח לב פתוח. אנחנו מדברים על חינוך כל הילד, אבל אנחנו ממשיכים לבקש מהם ללמוד בממגורות".

קרן מדעית מוקדמת

בבסיסו, המדע הוא התבוננות בעולם הסובב אותנו ועושה הגיון בו - משהו שילדים מצוידים היטב לעשות הודות לסקרנותם המולדת.

מישל גרוב היא רכזת מדע במחוז שירות חינוכי (ESD) 101 בספוקיין ובעלת 25 שנות ניסיון בהוראה, כולל ביולוגיה, כימיה ואנטומיה. היא גם מנהלת LASER עבור אזור צפון מזרח ומנהלת משותפת בכל המדינה.

"לימוד מדעים בכיתות היסודי הוא הבסיס לכל מה שבא אחר כך. בלי זה, ילדים מאבדים עניין ואז לא מתעסקים עמוקות. גם אם הם יקבלו חוויות מדעיות באיכות גבוהה בחטיבת הביניים ובתיכון, ללא כישורי היסוד הללו, כמו החשיבות של חשיבה מבוססת ראיות, הם ייאבקו לצאת ממערכת ה-K-12 שלנו כמבוגרים בעלי אוריינות מדעית." היא מדגישה שמשמעות הדבר היא הבנה שהמדע אינו רק עובד במעבדה, אלא גם תכנון וביצוע חקירות, פתרון בעיות, יצירת מודלים, ניתוח ופירוש נתונים, בניית הסברים ותכנון פתרונות.

לוריאן דונובן-הרמן, רכזת מדעית עבור ESD 123 בדרום מזרח וושינגטון ומנהלת ברית LASER בדרום מזרח, אמרה, "כשילדים נמצאים בתיכון, במונחים של חינוך מדעי, יש 'יש' ו'אין' . ילדים שאין להם מדעים בבית הספר היסודי או בחטיבת הביניים עלולים לפגר או להימנע משיעורי מדעים, וחושבים, 'אני לא טוב במדעים'. והם לעולם לא ישקלו לקחת קורס ברמת AP. הם יגיעו למסלול שונה לחלוטין".

אמנם זה נכון שלא כל ילד רוצה להיות מדען כשיגדל, אבל כל תלמיד צריך ידע מדעי בסיסי כדי לנווט בבריאותו ובסביבתו, להבין את הבחירות שלו בקלפי ואפילו לתחזק את ביתו. דונובן-הרמן אמרה, "בעלות בסיסית על בתים דורשת שכבות של ידע מדעי כדי להגן מפני עובש רעיל מצינור דולף או הבנת הסכנות של דליפת גז. ובגופנו שלנו, הידיעה כיצד פועלים וירוסים - ומעקב אחר המחקרים המדעיים העדכניים ביותר כיצד לטפל בהם - יכולה לעזור לנו לשמור על בטיחות המשפחות שלנו".

להתגבר על משבר הזמן

עוד לפני מגיפה הביאה לציוני מבחנים נמוכים יותר עבור תלמידים ברחבי הארץ, המורים היסודיים נאבקו להתאים את החינוך המדעי ללוח זמנים עמוס כבר. הסיבה לכך במעלה הזרם היא שרוב הכיתות היסודיות מתמקדות במתמטיקה וקריאה, והמדעים לא מוערכים עד כיתה ה' בוושינגטון. כמו כן, מכיוון שרוב המורים בבית הספר היסודי אינם מוסמכים גם במדעים, עבור חלקם, זה יכול להרגיש מחוץ להישג יד ללמד זאת. עם זאת, ישנה גישה מבטיחה: שלב מושגים מדעיים בשיעורי קריאה, כתיבה ומתמטיקה.

מישל גרוב אמרה שקיימת תפיסה מוטעית שמתמטיקה וקריאה נלמדות בנפרד. "במציאות, ניתן לשלב נושאים מדעיים במטלות מתמטיקה או קריאה/כתיבה - זה נקרא כתיבה מבוססת תופעות."

גרוב אמרה שהיא עבדה עם מורים שהשתמשו בשיעורי אנטומיה של צמחים לקריאה וכתיבה מבוססת תופעות מ משאבי חינוך פתוחים (OER), משאב חינם למורים. "ההבנה של התלמידים עברה מיצירת ציורים פשוטים בתחילת השנה, להצגת ההסברים חסרי הפערים הללו על תהליכים מדעיים."

דוגמה נוספת לשילוב מדעי היא ממורי כיתות א' ו-ה' באזור אולימפיה שתכננו שתלמידי כיתות ה' יבקרו את הכיתה הצעירה כדי לחלוק את למידת המדעים שלהם. שנים מאוחר יותר, המורה למדעים בכיתה ה', טי ג'יי תורנטון, נזכר עד כמה זה השפיע על תלמיד אחד במיוחד:

"אחד הבנים בכיתה שלי שאל, 'מתי נעשה את הדבר הזה עם תלמידי כיתה א'? עכשיו, הוא לא היה בהכרח התלמיד החזק ביותר מבחינה אקדמית, ולמרות שכן לפני יותר ממחצית חייו, הוא חשב על זה והתלהב לחלוק מדע עם תלמידי כיתות א'."

אבולוציה של המדע: מ"אבסולוטים" לשילוב תגליות חדשות

עבור רבים, מגיפת Covid-19 הביאה הביתה את החשיבות של הבנת תהליכים מדעיים בסיסיים. דונובן-הרמן, רכז מדע בפאסקו, אמר להתקדמות הטכנולוגית הייתה השפעה גדולה על ההבנה המדעית.

"המדע השתנה כל כך מאז שהייתי בתיכון. לפני כן, למדנו על 'המוחלטים', אבל עכשיו, היכולת לשנות את דעתנו כשהמדע משתנה - זה חיוני".

כמו כן, הבנת הנמקה מבוססת ראיות - בין אם במדעים ובין אם במדעי המדינה - היא חיונית לבוגרים של סטודנטים שהם לומדים כל-אוריינות.

מישל גרוב נזכרה: "הכיתה של בתי בכיתה ז' התמקדה בחשיבותה של חשיבה מבוססת ראיות כנושא שנמשך שנה. לכן, כשהיא צפתה בפרשנים פוליטיים בטלוויזיה מתווכחים ללא ראיות, היא התעצבנה ואמרה. 'אסור לאפשר להם לעשות את זה!'”.

בקשו עוד מדע

גרוב אמר שאחת הדרכים שבהן הורים יכולים לתמוך בחינוך מדעי היא על ידי השתתפות בבית הפתוח של בית הספר שלהם ולשאול, "מה אתה עושה עם קריאה, מתמטיקה ומדעים?" היא אמרה שמה שעוזר למדע היסודי לשגשג הוא קשר של 1) מנהלים שדוגלים במדע; 2) מורים בעלי כישורים וביטחון עצמי, ו-3) מימון ממערכת שמתעדפת זאת.

קבלת תמיכה מועצת בית הספר המקומית יכולה לעזור לתעדף שילוב מדעי בכיתה. סקוט קילוף הוא רכז המדע האזורי עבור ESD 113 וחבר במועצת בית הספר של מחוז Tumwater. הוא נזכר בשיחה שניהל מועצת בית הספר עם המפקח הקודם שלה לקראת סוף מגיפת קוביד-19. הדירקטוריון קבע שכדי לקיים שינוי ארוך טווח יש לכלול למידה רגשית חברתית (SEL) בתקציב השנתי. "זה עכשיו סעיף בתקציב שלנו, ללא קשר לשינויים בכוח אדם. SEL כאן כדי להישאר". הוא אמר שגישה דומה יכולה לעזור בשילוב המדע היסודי.

באופן דומה, קימברלי אסטל ממשרד המפקח על ההוראה הציבורית (OSPI) עודדה מורים במהלך הסמינר המקוון של פברואר לחשוב כיצד המדע יכול להוות עוגן לתמיכה בלימוד אמנויות השפה האנגלית. "אני רואה תנועה קדימה כשאני רואה כיצד המדע הוא חלק ממערכת של למידה."

הבעיה המוזרה של המדע

לשילוב המדע בכיתות היסודי יכולה להיות גם השפעה חיובית על קידום השוויון הגזעי - אם השיעורים מעודדים את התלמידים להביא את הלמידה והערכים התרבותיים שלהם לחקירות מדעיות. בעשורים האחרונים, מחנכים ופעילים משכו את תשומת הלב לבעיית ה"מוזרה" של החינוך המדעי, כלומר, היא התרכזה במדע מחברות מערביות, משכילות, מתועשות, עשירות ודמוקרטיות (WEIRD). לעתים קרובות התעלמו מהמדע בהקשר זה תרומות של נשים ו אנשים של צבע, או אפילו טענו או ייחסו בטעות את תגליותיהם לעמיתים גברים לבנים. זה יכול להשאיר את התלמידים עם הרעיון שרק סוג מסוים של אנשים "עושים מדע".

כאשר דונובן-הרמן לימדה כיתה ג' באזור תלת-ערים, היא השתתפה בשותפות של שבוע של מורה-מדען (TSP) עם גיאולוג במעבדות הלאומיות של צפון-מערב פסיפיק. המטרה הייתה להגדיל את הידע של המורה ולהחזיר את מה שלמדה לתלמידיה.

"החזרתי תמונות שלי עובד בשטח עם המדען כדי להראות את הכיתה שלי. ילדה קטנה אחת, מקהילה כפרית, הסתכלה על התמונה בטלפון שלי ואז חזרה אלי ואמרה, 'אוי - זו התמונה הלא נכונה. איפה התמונה של המדען?' השפלתי את מבטי ואמרתי, 'זאת היא - זו ד"ר פראני סמית'. הילדה הקטנה הזו לא ידעה שנשים יכולות להיות מדעניות".

זה נתן השראה לדונובן-הרמן להזמין את המדען, "ד"ר. פראני" כדי לדבר עם הכיתה שלה. כך החלה שותפות שלדעתה השפיעה על רבים מתלמידיה. "כעבור שנים, נתקלתי בילדה הקטנה; היא הייתה כעת כבת 20 ועבדה כדי לחסוך לאוניברסיטה. אני זוכר את ההתרגשות שלה כשהיא דיברה על המפגש עם ד"ר פראני".

הבלוג STEM Teaching Tools מציע הדרכה לדיון גזע בהקשר של חינוך מדעי, "גזע וגזענות נמצאים בכיתות המדעים. תלמידים, צעירים ככל שיהיו, מודעים לגזע ומשקפים הטיות חברתיות. הם מבחינים מי נמצא בחדר - גם מילולית (אתה ותלמידים אחרים) וגם באופן פיגורטיבי (מי עושה מדע? איך נראה מדען?).

וושינגטון STEM דוגלת בשילוב מדעי בכיתות יסוד כדי שכל התלמידים בוושינגטון יוכלו לענות על השאלה, "מי עושה מדע?" במילה אחת:

"לִי."

*מאורגן על ידי Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) הוא ארגון כלל-מדינתי, בראשותו של Washington STEM בשיתוף OSPI, מחוזות שירותי החינוך (ESD) והמכון לביולוגיה של מערכות. (למידע נוסף על כיצד נוצר לייזר.) יחד, הם מספקים סמינרים מקוונים, משאבים מקוונים המתמקדים בגיוס הון עצמי בחינוך מדעי ל-12.