Интеграция науки в начальных классах приносит дивиденды позже

От прогулок на природе к «наблюдению за явлениями»

Вы помните, как впервые взяли лист? Вам, вероятно, было два или три года, и вы исследовали природу. Возможно, вы замечали ее неповторимую форму, а была ли она потрескавшейся – сухой или влажной. Может быть, взрослый помог вам растереть его жилки карандашом, и вы узнали, как листья получают питательные вещества — совсем как люди.

Поздравляем — вы занимались наукой!

«Наблюдение за явлениями» — так большинство из нас познакомились с изучение науки, после чего следует задавать вопросы, проводить исследования или проверять идеи, а также учиться объяснять свои мысли. Но в начальных классах по всему штату учащиеся получают в среднем только 1.5 часа естественнонаучного образования из 30 учебных часов в неделю. В результате учащиеся не подготовлены к естественным наукам в старших классах.

Тана Петерман — руководитель программы образования K-12 в Washington STEM, которая возглавляет Альянс «Лидерство и содействие реформе естественнонаучного образования» (LASER)*. LASER и OSPI проводят онлайн-вебинары, чтобы помочь учителям начальных классов и руководителям школ сделать дело для большего содержания науки в классах K-5. LASER также предлагает бесплатные онлайн-ресурсы и стратегии для интеграции науки в уже загруженные расписания занятий.

Их недавний вебинар «Элементарная наука нуждается в возвращении» был нацелен именно на это: выделить примеры из школьных округов по всему штату, где учителя начальных классов преуспели в интеграции научных концепций в уроки математики и чтения.

Тана Петерман сказала: «С помощью элементарной науки мы продолжаем накладывать пластыри на систему, которая нуждается в операции на открытом сердце. Мы говорим об обучении ребенка в целом, но продолжаем просить его учиться по отдельности».

Фонд ранней науки

По своей сути наука наблюдает за миром вокруг нас и осмысливает его — то, к чему дети хорошо подготовлены благодаря своей врожденной любознательности.

Мишель Гроув — научный координатор 101-го округа образовательных услуг (ESD) в Спокане. Она имеет 25-летний опыт преподавания, включая биологию, химию и анатомию. Она также является директором LASER в Северо-восточном регионе и содиректором по всему штату.

«Изучение естественных наук в начальных классах — основа всего, что будет после. Без этого дети теряют интерес, а затем не вовлекаются глубоко. Даже если они получат высококачественный научный опыт в средней и старшей школе, без этих основополагающих навыков, таких как важность аргументации, основанной на фактах, им будет трудно выйти из нашей системы K-12 как научно грамотные взрослые». Она подчеркивает, что это означает понимание того, что наука — это не просто работа в лаборатории, но также планирование и проведение исследований, решение проблем, создание моделей, анализ и интерпретация данных, построение объяснений и разработка решений.

Лорианн Донован-Херманн, научный координатор ESD 123 в юго-восточном Вашингтоне и директор Southeast LASER Alliance, сказала: «К тому времени, когда дети переходят в старшую школу, с точки зрения естественнонаучного образования есть «имущие» и «неимущие». . Дети, у которых нет естественных наук в начальной или средней школе, могут отставать или избегать уроков естествознания, думая: «Я не силен в науке». И они никогда не подумают о том, чтобы пройти курс уровня AP. В конечном итоге они пойдут совершенно другим курсом».

Хотя это правда, что не каждый ребенок хочет стать ученым, когда вырастет, каждому ученику нужны базовые научные знания, чтобы ориентироваться в своем здоровье и окружающей среде, понимать свой выбор при голосовании и даже содержать свой дом. Донован-Херманн сказал: «Основное домовладение требует слоев научных знаний для защиты от токсичной плесени из протекающей трубы или понимания опасности утечки газа. И в нашем собственном организме знание того, как работают вирусы, и следование последним научным исследованиям о том, как с ними бороться, может помочь нам защитить наши семьи».

Преодоление нехватки времени

Еще до пандемия привела к снижению результатов тестов для учащихся по всей стране учителя начальных классов изо всех сил пытались вписать научное образование в уже плотное расписание. Основная причина этого заключается в том, что в большинстве начальных классов основное внимание уделяется математике и чтению, а наука не оценивается до пятого класса в Вашингтоне. Кроме того, поскольку большинство учителей начальных классов не слишком хорошо разбираются в естественных науках, некоторым может казаться, что их преподавание недоступно. Однако есть многообещающий подход: интегрировать научные концепции в уроки чтения, письма и математики.

Мишель Гроув сказала, что существует заблуждение, что математика и чтение преподаются отдельно. «На самом деле научные темы могут быть интегрированы в задания по математике или чтению/письму — это называется письмом, основанным на явлениях».

Гроув сказала, что она работала с учителями, которые использовали уроки анатомии растений для чтения и письма на основе феноменов. Открытые образовательные ресурсы (ООР), бесплатный ресурс для учителей. «Понимание учащихся изменилось от создания простых рисунков в начале года до демонстрации этих полных объяснений научных процессов».

Еще одним примером интеграции науки являются учителя первого и пятого классов в районе Олимпии, которые планировали, чтобы пятиклассники посетили младший класс, чтобы поделиться своими научными знаниями. Спустя годы учитель естествознания в пятом классе Т. Дж. Торнтон вспоминал, как сильно это повлияло на одного ученика:

«Один из мальчиков в моем классе спросил: «Когда мы будем делать то же самое с первоклассниками?» Так вот, он не обязательно был самым сильным учеником в учебе, и хотя это было более половины своей жизни назад, он думал об этом и был рад поделиться наукой с первоклассниками».

Эволюция науки: от «абсолютов» к интеграции новых открытий

Пандемия Covid-19 заставила многих осознать важность понимания основных научных процессов. Донован-Херманн, научный координатор в Паско, сказал, что технологические достижения оказали большое влияние на научное понимание.

«Наука сильно изменилась с тех пор, как я учился в старшей школе. Раньше мы узнавали об «абсолютах», но теперь иметь возможность изменить свое мнение, когда меняется наука, — это очень важно».

Кроме того, понимание основанных на фактических данных рассуждений — будь то в науке или политологии — имеет решающее значение для выпускников, которые являются полностью грамотными учениками.

Мишель Гроув вспоминала: «В классе моей дочери в седьмом классе основное внимание уделялось важности основанного на доказательствах мышления в течение всего года. Поэтому, когда она увидела, как политические комментаторы по телевизору спорят без доказательств, она расстроилась, сказав. «Им нельзя позволять это делать!»

Спросите больше о науке

Гроув сказал, что родители могут поддержать научное образование, придя на день открытых дверей в своей школе и спросив: «Что вы делаете с чтением, математикой и естественными науками?» Она сказала, что процветать элементарной науке помогает взаимодействие 1) администраторов, отстаивающих науку; 2) учителя, обладающие навыками и уверенностью, и 3) финансирование из системы, которая отдает приоритет этому.

Поддержка со стороны местного школьного совета может помочь сделать интеграцию естественных наук приоритетной задачей в классе. Скотт Киллоу — региональный научный координатор ESD 113 и член школьного совета округа Тамуотер. Он вспомнил разговор школьного совета со своим бывшим суперинтендантом в конце пандемии Covid-19. Совет решил, что для долгосрочных изменений социально-эмоциональное обучение (SEL) должно быть включено в годовой бюджет. «Теперь это статья нашего бюджета, независимо от кадровых изменений. SEL здесь, чтобы остаться». Он сказал, что подобный подход может помочь в интеграции элементарной науки.

Точно так же Кимберли Эстл из Управления суперинтенданта общественного образования (OSPI) призвала учителей во время февральского вебинара подумать о том, как наука может стать опорой для поддержки изучения английского языка. «Я вижу движение вперед, видя, как наука является частью системы обучения».

СТРАННАЯ проблема науки

Интеграция науки в начальные классы также может оказать положительное влияние на продвижение расового равенства, если уроки побуждают учащихся привносить свои культурные знания и ценности в научные исследования. В последние десятилетия педагоги и активисты привлекали внимание к «СТРАННОЙ» проблеме естественнонаучного образования, то есть оно было сосредоточено на науке западных, образованных, промышленно развитых, богатых и демократических (СТРАННЫХ) обществ. Наука в этом контексте часто игнорирует вклад женщин и люди цвета, или даже утверждали или ошибочно приписывали свои открытия белым коллегам-мужчинам. Это может создать у студентов представление о том, что только определенные люди «занимаются наукой».

Когда Донован-Херманн преподавала в 3-м классе в районе Три-Ситис, она посещала недельное партнерство учителей и ученых (TSP) с геологом в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. Цель состояла в том, чтобы расширить знания учителей и донести то, чему она научилась, своим ученикам.

«Я привезла фотографии, на которых я работаю в поле с ученым, чтобы показать свой класс. Одна маленькая девочка из сельской местности посмотрела на фотографию в моем телефоне, а затем снова на меня и сказала: «О, это не та фотография. Где фотография ученого? Я посмотрел вниз и сказал: «Это она — это доктор Фрэнни Смит». Эта маленькая девочка не знала, что женщины могут быть учеными».

Это вдохновило Донована-Херманна пригласить ученого, «доктор. Фрэнни», чтобы поговорить со своим классом. Так началось партнерство, которое, по ее мнению, повлияло на многих ее учеников. «Годы спустя я столкнулся с маленькой девочкой; сейчас ей было около 20 лет, и она работала, чтобы накопить на колледж. Я помню ее волнение, когда она говорила о встрече с доктором Фрэнни».

Блог STEM Teaching Tools предлагает руководство по обсуждению гонка в контексте естественнонаучного образования, «Раса и расизм присутствуют на уроках естествознания. Студенты, независимо от того, насколько они молоды, знают о расе и отражают социальные предубеждения. Они замечают, кто находится в комнате — и буквально (вы и другие студенты), и фигурально (кто занимается наукой? как выглядит ученый?)».

Washington STEM выступает за интеграцию науки в начальные классы, чтобы все учащиеся в Вашингтоне могли ответить на вопрос: «Кто занимается наукой?» одним словом:

"Мне."

*Организован организацией «Лидерство и содействие реформе естественнонаучного образования» (LASER) — организацией штата, возглавляемой Washington STEM в партнерстве с OSPI, Education Service Districts (ESD) и Институтом системной биологии. (Узнать больше о как появился ЛАЗЕР.) Вместе они проводят вебинары, онлайн-ресурсы, направленные на повышение справедливости в естественнонаучном образовании K-12.