การบูรณาการวิทยาศาสตร์ในห้องเรียนระดับประถมจะจ่ายเงินปันผลในภายหลัง

จากการเดินชมธรรมชาติสู่การ “ชมปรากฏการณ์”

คุณจำครั้งแรกที่คุณหยิบใบไม้ได้หรือไม่? คุณอาจอายุสองหรือสามขวบและกำลังสำรวจกลางแจ้ง บางทีคุณอาจสังเกตเห็นรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน และถ้ามันแตกแห้งหรือเปียก บางทีผู้ใหญ่อาจช่วยคุณทำสีเทียนถูเส้นเลือด และคุณก็ได้เรียนรู้ว่าใบไม้ได้รับสารอาหารเช่นเดียวกับคน

ขอแสดงความยินดี คุณเรียนวิทยาศาสตร์ได้!

“การสังเกตปรากฏการณ์” เป็นวิธีที่พวกเราส่วนใหญ่รู้จัก การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามด้วยการถามคำถาม สืบสวนหรือทดสอบความคิด และเรียนรู้ที่จะอธิบายความคิดของตน แต่ในห้องเรียนระดับประถมศึกษาทั่วทั้งรัฐ นักเรียนจะได้รับการศึกษาวิทยาศาสตร์โดยเฉลี่ย 1.5 ชั่วโมงเท่านั้น จาก 30 ชั่วโมงในห้องเรียนในแต่ละสัปดาห์ ผลคือนักเรียนไม่ได้เตรียมตัวสำหรับวิชาวิทยาศาสตร์ในชั้นที่สูงขึ้น

Tana Peterman เป็นเจ้าหน้าที่โครงการสำหรับการศึกษา k-12 ที่ Washington STEM ซึ่งเป็นผู้นำของ Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER)* Alliance LASER และ OSPI ต่างก็โฮสต์เว็บบินาร์ออนไลน์เพื่อช่วยครูประถมและผู้นำโรงเรียน ทำคดี สำหรับเนื้อหาวิทยาศาสตร์ในห้องเรียน k-5 มากขึ้น LASER ยังนำเสนอแหล่งข้อมูลและกลยุทธ์ออนไลน์ฟรีเพื่อรวมวิทยาศาสตร์เข้ากับตารางเรียนที่อัดแน่นอยู่แล้ว

การสัมมนาผ่านเว็บครั้งล่าสุดของพวกเขาที่ชื่อ “วิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาต้องการการกลับมา” มีวัตถุประสงค์เพื่อทำเช่นนั้น: โดยเน้นตัวอย่างจากเขตการศึกษาทั่วรัฐที่ครูระดับประถมศึกษาเชี่ยวชาญในการบูรณาการแนวคิดวิทยาศาสตร์เข้ากับบทเรียนคณิตศาสตร์และการอ่าน

Tana Peterman กล่าวว่า "ด้วยวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษา เรายังคงใส่ผ้าพันแผลในระบบที่ต้องผ่าตัดหัวใจแบบเปิด เราพูดถึงการให้การศึกษาแก่เด็กทั้งคน แต่เรายังคงขอให้พวกเขาเรียนรู้แบบแยกส่วน”

พื้นฐานวิทยาศาสตร์ระดับต้น

โดยพื้นฐานแล้ว วิทยาศาสตร์คือการสังเกตและทำความเข้าใจโลกรอบตัวเรา ซึ่งเป็นสิ่งที่เด็กๆ พร้อมที่จะทำด้วยความอยากรู้อยากเห็นที่มีมาแต่กำเนิด

Michelle Grove เป็นผู้ประสานงานด้านวิทยาศาสตร์ของ Educational Service District (ESD) 101 ใน Spokane และมีประสบการณ์การสอน 25 ปี รวมถึงชีววิทยา เคมี และกายวิภาคศาสตร์ เธอยังเป็นผู้อำนวยการ LASER ประจำภาคตะวันออกเฉียงเหนือและเป็นผู้อำนวยการร่วมทั่วทั้งรัฐอีกด้วย

“การเรียนวิทยาศาสตร์ในระดับชั้นประถมศึกษาเป็นรากฐานของทุกสิ่งที่ตามมา หากไม่มีสิ่งนี้ เด็กๆ จะหมดความสนใจและไม่ได้มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้ง แม้ว่าพวกเขาจะได้รับประสบการณ์วิทยาศาสตร์คุณภาพสูงในระดับมัธยมต้นและมัธยมปลาย หากไม่มีทักษะพื้นฐานเหล่านั้น เช่น ความสำคัญของการให้เหตุผลตามหลักฐาน พวกเขาจะดิ้นรนเพื่อออกจากระบบ k-12 ของเราในฐานะผู้ใหญ่ที่มีความรู้ทางวิทยาศาสตร์” เธอเน้นว่าสิ่งนี้หมายถึงการเข้าใจว่าวิทยาศาสตร์ไม่ได้ทำงานแค่ในห้องแล็บเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวางแผนและดำเนินการสืบสวน แก้ปัญหา สร้างแบบจำลอง วิเคราะห์และตีความข้อมูล สร้างคำอธิบาย และออกแบบโซลูชัน

Lorianne Donovan-Hermann ผู้ประสานงานด้านวิทยาศาสตร์ของ ESD 123 ในวอชิงตันตะวันออกเฉียงใต้และผู้อำนวยการพันธมิตร LASER ตะวันออกเฉียงใต้กล่าวว่า "เมื่อเด็กๆ อยู่ในโรงเรียนมัธยม ในแง่ของการศึกษาวิทยาศาสตร์ มีสิ่งที่ 'มี' และ 'ไม่มี' . เด็กที่ไม่มีวิชาวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ชั้นประถมหรือมัธยมต้นอาจตามหลังหรือหลีกเลี่ยงวิชาวิทยาศาสตร์ โดยคิดว่า 'ฉันไม่เก่งวิชาวิทยาศาสตร์' และพวกเขาจะไม่พิจารณาที่จะเรียนหลักสูตรระดับ AP พวกเขาจะลงเอยด้วยเส้นทางที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง”

แม้ว่าจะเป็นความจริง ไม่ใช่ว่าเด็กทุกคนอยากเป็นนักวิทยาศาสตร์เมื่อโตขึ้น แต่นักเรียนทุกคนก็ต้องการความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์เพื่อสำรวจสุขภาพและสิ่งแวดล้อม เข้าใจตัวเลือกที่ช่องลงคะแนน และแม้กระทั่งการดูแลบ้าน Donovan-Hermann กล่าวว่า "เจ้าของบ้านขั้นพื้นฐานต้องการความรู้ทางวิทยาศาสตร์หลายชั้นเพื่อป้องกันเชื้อราที่เป็นพิษจากท่อที่รั่วหรือทำความเข้าใจถึงอันตรายของการรั่วไหลของก๊าซ และในร่างกายของเราเอง การรู้ว่าไวรัสทำงานอย่างไร และติดตามผลการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดเกี่ยวกับวิธีการรักษา สามารถช่วยให้เรารักษาครอบครัวของเราให้ปลอดภัยได้”

ก้าวข้ามกาลเวลา

แม้กระทั่งก่อน การระบาดใหญ่ส่งผลให้คะแนนสอบลดลง สำหรับนักเรียนทั่วประเทศ ครูประถมประสบปัญหาในการจัดการศึกษาวิทยาศาสตร์ให้เข้ากับตารางเรียนที่อัดแน่นอยู่แล้ว เหตุผลต้นน้ำของเรื่องนี้คือห้องเรียนระดับประถมศึกษาส่วนใหญ่เน้นไปที่คณิตศาสตร์และการอ่าน และวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้รับการประเมินจนกว่าจะถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX ในวอชิงตัน นอกจากนี้ เนื่องจากครูในโรงเรียนประถมศึกษาส่วนใหญ่ไม่ได้รับการรับรองด้านวิทยาศาสตร์ด้วย สำหรับบางคน การสอนวิทยาศาสตร์จึงอาจรู้สึกว่าไกลเกินเอื้อม อย่างไรก็ตาม มีแนวทางที่มีแนวโน้ม: บูรณาการแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ในการอ่าน การเขียน และบทเรียนคณิตศาสตร์

Michelle Grove กล่าวว่ามีความเข้าใจผิดว่าคณิตศาสตร์และการอ่านนั้นสอนแยกกัน “ในความเป็นจริง หัวข้อทางวิทยาศาสตร์สามารถรวมเข้ากับงานคณิตศาสตร์หรือการอ่าน/การเขียน ซึ่งเรียกว่าการเขียนตามปรากฏการณ์”

โกรฟกล่าวว่าเธอได้ทำงานร่วมกับครูที่ใช้บทเรียนกายวิภาคศาสตร์ของพืชสำหรับการอ่านและการเขียนตามปรากฏการณ์จาก เปิดแหล่งข้อมูลการศึกษา (OER) ทรัพยากรฟรีสำหรับครู “ความเข้าใจของนักเรียนเริ่มจากการสร้างภาพวาดง่ายๆ เมื่อต้นปี ไปจนถึงการแสดงคำอธิบายที่ไม่มีช่องโหว่เกี่ยวกับกระบวนการทางวิทยาศาสตร์”

อีกตัวอย่างหนึ่งของการบูรณาการวิทยาศาสตร์มาจากครูชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX และ XNUMX ในเขตโอลิมเปีย ซึ่งวางแผนให้นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX ไปเยี่ยมชั้นเรียนที่อายุน้อยกว่าเพื่อแบ่งปันการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ของพวกเขา หลายปีต่อมา ทีเจ ธอร์นตัน ครูสอนวิทยาศาสตร์ชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX จำได้ว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อนักเรียนคนหนึ่งโดยเฉพาะ:

“เด็กผู้ชายคนหนึ่งในชั้นเรียนของฉันถามว่า 'เมื่อไหร่เราจะทำแบบนั้นกับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX'? ตอนนี้ เขาไม่จำเป็นต้องเป็นนักเรียนที่แข็งแกร่งที่สุดในด้านวิชาการ และแม้ว่ามันจะเป็นอย่างนั้นก็ตาม กว่าครึ่งชีวิตของเขาแล้วเขาคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้และรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันวิทยาศาสตร์กับนักเรียนระดับประถมศึกษาปีที่ XNUMX”

วิวัฒนาการของวิทยาศาสตร์: จาก "สัมบูรณ์" สู่การค้นพบใหม่

สำหรับหลาย ๆ คน การระบาดใหญ่ของโควิด-19 ทำให้ความสำคัญของการเข้าใจกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานกลับมา Donovan-Hermann ผู้ประสานงานด้านวิทยาศาสตร์ใน Pasco กล่าวว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมีผลกระทบอย่างมากต่อความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์

“วิทยาศาสตร์เปลี่ยนไปมากตั้งแต่ฉันอยู่มัธยมปลาย ก่อนหน้านี้ เราเรียนรู้เกี่ยวกับ 'สิ่งสัมบูรณ์' แต่ตอนนี้ ความสามารถในการเปลี่ยนความคิดของเราเมื่อวิทยาศาสตร์เปลี่ยนไป นั่นเป็นสิ่งสำคัญ”

นอกจากนี้ การเข้าใจเหตุผลตามหลักฐานไม่ว่าจะเป็นวิทยาศาสตร์หรือรัฐศาสตร์ก็มีความสำคัญต่อนักศึกษาที่สำเร็จการศึกษาซึ่งเป็นผู้เรียนที่รู้หนังสือทุกคน

Michelle Grove เล่าว่า “ชั้นเรียนของลูกสาวชั้นประถมศึกษาปีที่ XNUMX ของฉันเน้นที่ความสำคัญของการคิดตามหลักฐานเป็นหัวข้อหลักตลอดทั้งปี ดังนั้น เมื่อเธอเห็นผู้วิจารณ์การเมืองในทีวีโต้เถียงกันโดยไม่มีหลักฐาน เธอรู้สึกไม่พอใจและพูดว่า 'พวกเขาไม่ควรได้รับอนุญาตให้ทำเช่นนั้น!'”

ขอวิทยาเพิ่มเติมครับ

Grove กล่าวว่าวิธีหนึ่งที่ผู้ปกครองสามารถสนับสนุนการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ได้คือการเข้าร่วมงานเปิดบ้านของโรงเรียนและถามว่า “คุณกำลังทำอะไรกับการอ่าน คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์” เธอกล่าวว่าสิ่งที่ช่วยให้วิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาเติบโตได้คือการเชื่อมโยงระหว่าง 1) ผู้บริหารที่สนับสนุนวิทยาศาสตร์ 2) ครูที่มีทักษะและความมั่นใจ และ 3) เงินทุนจากระบบที่จัดลำดับความสำคัญ

การได้รับการสนับสนุนจากคณะกรรมการโรงเรียนในพื้นที่สามารถช่วยจัดลำดับความสำคัญของการบูรณาการวิทยาศาสตร์ในห้องเรียนได้ Scott Killough เป็นผู้ประสานงานด้านวิทยาศาสตร์ระดับภูมิภาคสำหรับ ESD 113 และเป็นสมาชิกของคณะกรรมการโรงเรียนเขตทัมวอเตอร์ เขานึกถึงบทสนทนาที่คณะกรรมการโรงเรียนมีกับอดีตผู้อำนวยการในช่วงสิ้นสุดการระบาดของโควิด-19 คณะกรรมการพิจารณาว่าควรรวมการเรียนรู้ทางอารมณ์ทางสังคม (SEL) ไว้ในงบประมาณประจำปีเพื่อให้มีการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว “ตอนนี้มันเป็นรายการโฆษณาในงบประมาณของเรา โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงบุคลากร SEL จะอยู่ที่นี่” เขากล่าวว่าวิธีการที่คล้ายกันนี้สามารถช่วยในการบูรณาการวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษา

ในทำนองเดียวกัน Kimberly Astle จาก Office of the Superintendent of Public Instruction (OSPI) สนับสนุนให้ครูในระหว่างการสัมมนาผ่านเว็บในเดือนกุมภาพันธ์ให้คิดว่าวิทยาศาสตร์สามารถเป็นฐานสนับสนุนการเรียนรู้ศิลปะภาษาอังกฤษได้อย่างไร “ฉันเห็นความเคลื่อนไหวไปข้างหน้าโดยเห็นว่าวิทยาศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของระบบการเรียนรู้อย่างไร”

ปัญหาแปลก ๆ ของวิทยาศาสตร์

การผสมผสานวิทยาศาสตร์เข้ากับห้องเรียนระดับประถมศึกษายังส่งผลดีต่อความเท่าเทียมทางเชื้อชาติ หากบทเรียนกระตุ้นให้นักเรียนนำการเรียนรู้ทางวัฒนธรรมและคุณค่าของตนไปใช้ในการสืบสวนทางวิทยาศาสตร์ ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา นักการศึกษาและนักเคลื่อนไหวได้ให้ความสนใจกับปัญหา "แปลก" ของการศึกษาวิทยาศาสตร์ นั่นคือ วิทยาศาสตร์มีศูนย์กลางอยู่ที่วิทยาศาสตร์จากสังคมตะวันตก การศึกษา อุตสาหกรรม สังคมร่ำรวย และประชาธิปไตย (WEIRD) วิทยาศาสตร์ในบริบทนี้มักถูกละเลย การมีส่วนร่วมของผู้หญิง และ คนที่มีสีหรือแม้กระทั่งอ้างว่าการค้นพบของพวกเขาเป็นเพื่อนร่วมงานชายผิวขาว สิ่งนี้ทำให้นักเรียนมีความคิดที่ว่ามีคนบางประเภทเท่านั้นที่ "ทำวิทยาศาสตร์"

เมื่อ Donovan-Hermann สอนชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 ในพื้นที่ Tri-Cities เธอเข้าร่วมความร่วมมือระหว่างครูกับนักวิทยาศาสตร์ (TSP) เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์กับนักธรณีวิทยาที่ Pacific Northwest National Laboratories เป้าหมายคือเพื่อเพิ่มพูนความรู้ของครูและนำสิ่งที่ได้เรียนรู้กลับไปให้นักเรียน

“ฉันนำรูปถ่ายของฉันที่ทำงานในภาคสนามกับนักวิทยาศาสตร์กลับมาแสดงให้ชั้นเรียนดู เด็กหญิงตัวเล็ก ๆ คนหนึ่งจากชุมชนในชนบท ดูรูปในโทรศัพท์ของฉันแล้วกลับมาหาฉันและพูดว่า 'โอ้—นั่นเป็นรูปที่ผิด รูปถ่ายของนักวิทยาศาสตร์อยู่ที่ไหน' ฉันมองลงไปแล้วพูดว่า 'นั่นเธอ—นั่นคือ ดร. แฟรนนี สมิธ' เด็กหญิงตัวเล็ก ๆ คนนี้ไม่รู้ว่าผู้หญิงสามารถเป็นนักวิทยาศาสตร์ได้”

นั่นเป็นแรงบันดาลใจให้ Donovan-Hermann เชิญนักวิทยาศาสตร์ “ดร. แฟรนนี่” เพื่อพูดกับชั้นเรียนของเธอ จึงเริ่มเป็นหุ้นส่วนที่เธอเชื่อว่ามีอิทธิพลต่อนักเรียนหลายคนของเธอ “หลายปีต่อมา ฉันบังเอิญเจอเด็กหญิงคนนั้น ตอนนี้เธออายุประมาณ 20 ปีและทำงานเก็บเงินเรียนมหาวิทยาลัย ฉันจำความตื่นเต้นของเธอได้ตอนที่เธอพูดถึงการพบดร.แฟรนนี่”

บล็อกเครื่องมือการสอน STEM เสนอคำแนะนำในการอภิปราย การแข่งขันในบริบทของการศึกษาวิทยาศาสตร์, “เชื้อชาติและการเหยียดเชื้อชาติมีอยู่ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ นักเรียนไม่ว่าจะอายุน้อยเพียงใด ตระหนักถึงเชื้อชาติและสะท้อนอคติทางสังคม พวกเขาสังเกตว่าใครอยู่ในห้อง ทั้งตามตัวอักษร (คุณและนักเรียนคนอื่นๆ) และโดยเปรียบเทียบ (ใครทำวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์หน้าตาเป็นอย่างไร)”

Washington STEM กำลังสนับสนุนให้มีการบูรณาการวิทยาศาสตร์ในห้องเรียนระดับประถมศึกษา เพื่อให้นักเรียนทุกคนในวอชิงตันสามารถตอบคำถาม “ใครทำวิทยาศาสตร์” ด้วยคำเดียว:

"ผม."

*จัดโดย Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) เป็นองค์กรทั่วทั้งรัฐ นำโดย Washington STEM ร่วมกับ OSPI, Education Service Districts (ESD) และ Institute for Systems Biology (เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ LASER เกิดขึ้นได้อย่างไร.) พวกเขาร่วมกันจัดทำเว็บบินาร์ซึ่งเป็นแหล่งข้อมูลออนไลน์ที่มุ่งเน้นการเพิ่มความเท่าเทียมในการศึกษาวิทยาศาสตร์ k-12