Integracja nauki w szkole podstawowej procentuje później

Od spacerów na łonie natury do „obserwowania zjawisk”

Czy pamiętasz, kiedy pierwszy raz podniosłeś liść? Miałeś prawdopodobnie dwa lub trzy lata i odkrywałeś przyrodę. Być może zauważyłeś jego wyjątkowy kształt i to, czy był suchy, czy mokry. Może dorosły pomógł ci zrobić kredką pocieranie jego żyłek i dowiedziałeś się, że w ten sposób liście otrzymują składniki odżywcze - tak jak ludzie.

Gratulacje — zrobiłeś naukę!

„Obserwowanie zjawisk” to sposób, w jaki większość z nas została wprowadzona nauka nauki, a następnie zadawanie pytań, przeprowadzanie badań lub testowanie pomysłów oraz nauka wyjaśniania własnego sposobu myślenia. Ale w klasach podstawowych w całym stanie uczniowie otrzymują średnio tylko 1.5 godziny przedmiotów ścisłych z 30 godzin lekcyjnych tygodniowo. Powoduje to, że uczniowie nie są przygotowani do nauki w wyższych klasach.

Tana Peterman jest dyrektorem programowym ds. edukacji K-12 w Washington STEM, który przewodzi stowarzyszeniu Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)* Alliance. LASER i OSPI organizują seminaria internetowe, aby pomóc nauczycielom szkół podstawowych i dyrektorom szkół zrobić sprawę dla większej zawartości przedmiotów ścisłych w klasach K-5. LASER oferuje również bezpłatne zasoby online i strategie umożliwiające włączenie nauki do już wypełnionych harmonogramów zajęć.

Ich niedawne seminarium internetowe „Nauka elementarna potrzebuje powrotu” miało na celu właśnie to: poprzez zwrócenie uwagi na przykłady z okręgów szkolnych w całym stanie, w których nauczyciele szkół podstawowych przodują w włączaniu pojęć ścisłych do lekcji matematyki i czytania.

Tana Peterman powiedziała: „Dzięki elementarnej nauce wciąż zakładamy plastry na system, który wymaga operacji na otwartym sercu. Mówimy o edukacji całego dziecka, ale wciąż prosimy je, aby uczyło się w silosach”.

Fundament wczesnej nauki

U podstaw nauki leży obserwacja otaczającego nas świata i nadawanie mu sensu — coś, do czego dzieci są dobrze przygotowane dzięki swojej wrodzonej ciekawości.

Michelle Grove jest koordynatorem naukowym w Educational Service District (ESD) 101 w Spokane i ma 25-letnie doświadczenie w nauczaniu, w tym biologii, chemii i anatomii. Jest także dyrektorem LASER w regionie północno-wschodnim i współdyrektorem w całym stanie.

„Nauka przedmiotów ścisłych w klasach podstawowych jest podstawą wszystkiego, co nastąpi później. Bez tego dzieci tracą zainteresowanie, a następnie nie angażują się głęboko. Nawet jeśli otrzymają wysokiej jakości doświadczenia naukowe na poziomie gimnazjalnym i licealnym, bez tych podstawowych umiejętności, takich jak znaczenie rozumowania opartego na dowodach, będą mieli trudności z opuszczeniem naszego systemu K-12 jako dorośli, posiadający wiedzę naukową. Podkreśla, że ​​oznacza to zrozumienie, że nauka to nie tylko praca w laboratorium, ale także planowanie i prowadzenie badań, rozwiązywanie problemów, tworzenie modeli, analiza i interpretacja danych, konstruowanie wyjaśnień i projektowanie rozwiązań.

Lorianne Donovan-Hermann, koordynator naukowy ESD 123 w południowo-wschodnim Waszyngtonie i dyrektor Sojuszu Południowo-Wschodniego LASER, powiedziała: „Gdy dzieci są w szkole średniej, jeśli chodzi o nauczanie przedmiotów ścisłych, istnieją „posiadacze” i „nieposiadający” . Dzieci, które nie mają przedmiotów ścisłych w szkole podstawowej lub gimnazjum, mogą mieć zaległości lub unikać zajęć z przedmiotów ścisłych, myśląc: „Nie jestem dobry z przedmiotów ścisłych”. I nigdy nie rozważą wzięcia udziału w kursie na poziomie AP. Skończą na zupełnie rozbieżnym kursie”.

Chociaż prawdą jest, że nie każde dziecko chce zostać naukowcem, gdy dorośnie, każdy uczeń potrzebuje podstawowej wiedzy naukowej, aby poruszać się po swoim zdrowiu i środowisku, rozumieć wybory dokonywane przy urnach wyborczych, a nawet utrzymywać swoje domy. Donovan-Hermann powiedział: „Podstawowe posiadanie domu wymaga warstw wiedzy naukowej, aby zabezpieczyć się przed toksyczną pleśnią z nieszczelnej rury lub zrozumieć niebezpieczeństwa związane z wyciekiem gazu. A w naszych własnych ciałach wiedza o tym, jak działają wirusy – i śledzenie najnowszych badań naukowych dotyczących sposobów ich leczenia – może pomóc nam zapewnić bezpieczeństwo naszym rodzinom”.

Przezwyciężanie napięć czasowych

Nawet przed pandemia spowodowała niższe wyniki testów w przypadku uczniów w całym kraju nauczyciele szkół podstawowych mieli trudności z dopasowaniem nauczania przedmiotów ścisłych do już wypełnionego harmonogramu. Powodem tego jest fakt, że większość klas szkół podstawowych koncentruje się na matematyce i czytaniu, a przedmioty ścisłe są oceniane dopiero w piątej klasie w Waszyngtonie. Ponadto, ponieważ większość nauczycieli szkół podstawowych nie ma również poparcia w nauce, dla niektórych nauczanie tego może wydawać się poza zasięgiem. Istnieje jednak obiecujące podejście: włączenie koncepcji naukowych do lekcji czytania, pisania i matematyki.

Michelle Grove powiedziała, że ​​istnieje błędne przekonanie, że matematyki i czytania uczy się w izolacji. „W rzeczywistości tematy naukowe można zintegrować z zadaniami z matematyki lub czytania/pisania — nazywa się to pisaniem opartym na zjawiskach”.

Grove powiedziała, że ​​pracowała z nauczycielami, którzy wykorzystywali lekcje anatomii roślin do czytania i pisania opartego na zjawiskach Otwarte zasoby edukacyjne (OER), bezpłatne źródło informacji dla nauczycieli. „Zrozumienie uczniów przeszło od tworzenia prostych rysunków na początku roku do pokazywania tych pełnych luk wyjaśnień dotyczących procesów naukowych”.

Innym przykładem integracji przedmiotów ścisłych są nauczyciele klas pierwszych i piątych z obszaru Olympia, którzy zaplanowali, że piątoklasiści odwiedzą młodszą klasę, aby podzielić się zdobytą wiedzą naukową. Wiele lat później nauczyciel przedmiotów ścisłych w piątej klasie, TJ Thornton, wspominał, jak duży wpływ miało to na jednego ucznia:

„Jeden z chłopców z mojej klasy zapytał:„ Kiedy zrobimy to z pierwszoklasistami ”? Teraz niekoniecznie był najlepszym uczniem w nauce, a nawet jeśli był ponad pół życia temu, myślał o tym i był podekscytowany możliwością podzielenia się nauką z pierwszoklasistami”.

Ewolucja nauki: od „absolutów” do integracji nowych odkryć

Pandemia Covid-19 uświadomiła wielu ludziom, jak ważne jest zrozumienie podstawowych procesów naukowych. Donovan-Hermann, koordynator naukowy w Pasco, powiedział, że postęp technologiczny miał ogromny wpływ na wiedzę naukową.

„Nauka bardzo się zmieniła, odkąd byłem w szkole średniej. Wcześniej uczyliśmy się o „absolutach”, ale teraz możliwość zmiany zdania, gdy zmienia się nauka, jest kluczowa”.

Ponadto zrozumienie rozumowania opartego na dowodach - czy to w naukach ścisłych, czy w naukach politycznych - ma kluczowe znaczenie dla absolwentów, którzy są uczniami wszech piśmiennymi.

Michelle Grove wspomina: „Na zajęciach mojej córki z siódmej klasy skupiono się na znaczeniu myślenia opartego na dowodach jako całorocznego tematu. Kiedy więc obserwowała w telewizji komentatorów politycznych kłócących się bez dowodów, była zdenerwowana. „Nie powinno się im na to pozwalać!”

Proszę o więcej nauki

Grove powiedział, że jednym ze sposobów, w jaki rodzice mogą wspierać nauczanie przedmiotów ścisłych i przyrodniczych, jest uczestnictwo w dniach otwartych ich szkół i pytanie: „Co robisz z czytaniem, matematyką i naukami ścisłymi?” Powiedziała, że ​​tym, co pomaga rozkwitać naukom elementarnym, jest połączenie 1) administratorów, którzy są orędownikami nauki; 2) nauczyciele, którzy mają umiejętności i pewność siebie oraz 3) finansowanie z systemu, który nadaje temu priorytet.

Wsparcie ze strony lokalnej rady szkolnej może pomóc w ustaleniu priorytetów integracji przedmiotów ścisłych w klasie. Scott Killough jest regionalnym koordynatorem naukowym ESD 113 i członkiem rady szkolnej okręgu Tumwater. Przypomniał sobie rozmowę rady szkoły z jej byłym kuratorem pod koniec pandemii Covid-19. Zarząd ustalił, że aby mieć długotrwałą zmianę, Social Emotional Learning (SEL) powinno zostać uwzględnione w rocznym budżecie. „Jest to teraz pozycja w naszym budżecie, niezależnie od zmian personalnych. SEL jest tutaj, aby zostać. Powiedział, że podobne podejście może pomóc w integracji Elementary Science.

Podobnie Kimberly Astle z Biura Kuratora ds. Nauczania Publicznego (OSPI) zachęcała nauczycieli podczas lutowego seminarium internetowego do zastanowienia się, w jaki sposób nauka może być kotwicą wspierającą naukę języka angielskiego. „Widzę ruch naprzód, widząc, jak nauka jest częścią systemu uczenia się”.

DZIWNY problem nauki

Włączenie przedmiotów ścisłych do klas szkół podstawowych może mieć również pozytywny wpływ na postęp równości rasowej — jeśli lekcje zachęcą uczniów do wnoszenia wiedzy i wartości kulturowych do badań naukowych. W ostatnich dziesięcioleciach pedagodzy i aktywiści zwracali uwagę na „DZIWNY” problem nauczania przedmiotów ścisłych, to znaczy skupiał się on na nauce ze społeczeństw zachodnich, wykształconych, uprzemysłowionych, bogatych i demokratycznych (WEIRD). Nauka w tym kontekście często ignorowana składki kobiet i ludzie koloru, a nawet twierdzili lub błędnie przypisywali swoje odkrycia białym kolegom płci męskiej. Może to pozostawić uczniów z myślą, że tylko określony rodzaj ludzi „uprawia naukę”.

Kiedy Donovan-Hermann uczyła trzecią klasę w Trójmieście, brała udział w tygodniowych zajęciach partnerskich nauczycieli-naukowców (TSP) z geologiem z Pacific Northwest National Laboratories. Celem było poszerzenie wiedzy nauczyciela i przekazanie uczniom tego, czego się nauczyła.

„Przyniosłem zdjęcia, na których pracuję w terenie z naukowcem, aby pokazać moją klasę. Jedna mała dziewczynka z wiejskiej społeczności spojrzała na zdjęcie w moim telefonie, a potem z powrotem na mnie i powiedziała: „Och, to złe zdjęcie. Gdzie jest zdjęcie naukowca? Spojrzałem w dół i powiedziałem: „To ona – to dr Frannie Smith”. Ta mała dziewczynka nie wiedziała, że ​​kobiety mogą być naukowcami”.

To zainspirowało Donovana-Hermanna do zaproszenia naukowca „Dr. Frannie”, aby porozmawiać z klasą. W ten sposób rozpoczęła się współpraca, która jej zdaniem wywarła wpływ na wielu jej uczniów. „Wiele lat później wpadłem na tę małą dziewczynkę; miała teraz około 20 lat i pracowała, aby odłożyć pieniądze na studia. Pamiętam jej podekscytowanie, kiedy opowiadała o spotkaniu z doktor Frannie”.

Blog STEM Teaching Tools oferuje wskazówki dotyczące dyskusji rasa w kontekście nauczania przedmiotów ścisłych, „Rasa i rasizm są obecne na lekcjach przedmiotów ścisłych. Studenci, bez względu na to, jak młodzi, są świadomi rasy i odzwierciedlają uprzedzenia społeczne. Zauważają, kto jest w pokoju — zarówno dosłownie (ty i inni studenci), jak iw przenośni (kto zajmuje się nauką? jak wygląda naukowiec?).”

Washington STEM opowiada się za integracją nauk ścisłych w klasach szkół podstawowych, aby wszyscy uczniowie w Waszyngtonie mogli odpowiedzieć na pytanie, „Kto zajmuje się nauką?” jednym słowem:

"Mnie."

*zorganizowana przez Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) to ogólnostanowa organizacja kierowana przez Washington STEM we współpracy z OSPI, Education Service Districts (ESD) i Institute for Systems Biology. (Dowiedz się więcej o jak powstał LASER.) Wspólnie zapewniają seminaria internetowe, zasoby online koncentrujące się na zwiększaniu równości w edukacji przedmiotów ścisłych i przyrodniczych w szkołach podstawowych i ponadpodstawowych.