Інтеграція науки в початковий клас пізніше приносить дивіденди
Від прогулянок на природі до «спостереження за явищами»
Пам'ятаєте, коли вперше взяли листок? Можливо, тобі було два-три роки, і ти ходив на природу. Можливо, ви помітили його унікальну форму, а якщо він був тріскуче-сухий або вологий. Можливо, хтось із дорослих допоміг вам потерти прожилки олівцем, і ви дізналися, як листя отримує поживні речовини, як і люди.
Вітаємо — ви зробили науку!
«Спостереження за явищами» — це те, з чим більшість із нас познайомилися навчання науки, після чого ставити запитання, проводити дослідження чи перевіряти ідеї та вчитися пояснювати свої думки. Але в початкових класах штату учні отримують в середньому лише 1.5 години природничої освіти з 30 аудиторних годин щотижня. Результатом є те, що учні старших класів не підготовлені до науки.
Тана Пітерман є керівником програм освіти K-12 у Washington STEM, яка очолює Альянс лідерства та допомоги реформі наукової освіти (LASER)*. LASER і OSPI проводять онлайн-вебінари, щоб допомогти вчителям початкових класів і керівникам шкіл зробити справу для більшого наукового змісту в класах K-5. LASER також пропонує безкоштовні онлайн-ресурси та стратегії для інтеграції науки у вже наповнений розклад уроків.
Їхній нещодавній вебінар «Початкова наука потребує повернення» мав на меті зробити саме це: висвітливши приклади зі шкільних округів штату, де вчителі початкових класів чудово вміють інтегрувати наукові концепції в уроки математики та читання.
Тана Петерман сказала: «З елементарною наукою ми продовжуємо накладати пластирі на систему, яка потребує операції на відкритому серці. Ми говоримо про повну освіту дитини, але продовжуємо просити їх навчатися окремо».
Рання наукова основа
За своєю суттю, наука полягає у спостереженні та осмисленні світу навколо нас — те, до чого діти добре підготовлені завдяки своїй вродженій цікавості.
Мішель Гроув є науковим координатором округу освітніх послуг (ESD) 101 у Спокані та має 25-річний досвід викладання, зокрема біології, хімії та анатомії. Вона також є директором LASER у північно-східному регіоні та співдиректором у масштабах штату.
«Вивчення природничих наук у початкових класах є основою всього, що буде після цього. Без цього діти втрачають інтерес і не залучаються глибоко. Навіть якщо їм нададуть високоякісні наукові знання в середній і старшій школі, без цих базових навичок, як-от важливість аргументації на основі доказів, їм буде важко вийти з нашої системи K-12 як науково грамотні дорослі». Вона наголошує, що це означає розуміння того, що наука — це не просто робота в лабораторії, а й планування та проведення досліджень, вирішення проблем, створення моделей, аналіз та інтерпретація даних, побудова пояснень і розробка рішень.
«Коли діти навчаються в середній школі, з точки зору наукової освіти, є ті, хто «має» і «не має». Діти, які не мають природничих знань у початковій чи середній школі, можуть відставати або уникати природничих уроків, думаючи: «Я погано розбираюся в науках».
– Лоріанн Донован-Германн, науковий координатор ESD 123
Лоріанн Донован-Германн, науковий координатор ESD 123 у Південно-Східному Вашингтоні та директор Південно-Східного LASER Alliance, сказала: «До того часу, коли діти переходять до середньої школи, з точки зору наукової освіти, є «має» і «не має» . Діти, які не мають природничих знань у початковій чи середній школі, можуть відставати або уникати природничих уроків, думаючи: «Я погано розбираюся в науках». І вони ніколи не подумають про проходження курсу рівня AP. Вони закінчаться абсолютно різним курсом».
Хоча це правда, не кожна дитина хоче стати вченим, коли виросте, кожному учневі потрібні базові наукові знання, щоб орієнтуватися у своєму здоров’ї та навколишньому середовищі, розуміти свій вибір під час голосування та навіть підтримувати свої домівки. Донован-Германн сказав: «Основне володіння будинком вимагає ряду наукових знань для захисту від токсичної цвілі з дірявої труби або розуміння небезпеки витоку газу. І знання того, як діють віруси в нашому організмі, і дотримання останніх наукових досліджень щодо того, як їх лікувати, може допомогти нам захистити наші сім’ї».
Подолання стиснення часу
Ще до пандемія призвела до зниження результатів тестів для учнів по всій країні вчителі початкових класів намагалися вмістити наукову освіту у вже набитий розклад. Головною причиною цього є те, що більшість початкових класів зосереджуються на математиці та читанні, а природничі науки не оцінюються до п’ятого класу у Вашингтоні. Крім того, оскільки більшість вчителів початкової школи не схвалені наукою, для деяких може здатися, що викладати її недосяжно. Проте є багатообіцяючий підхід: інтегрувати наукові поняття в уроки читання, письма та математики.
Мішель Гроув сказала, що існує помилкова думка, що математику та читання викладають ізольовано. «Насправді наукові теми можна інтегрувати в завдання з математики чи читання/письма — це називається написання на основі явищ».
Гроув сказала, що вона працювала з учителями, які використовували уроки анатомії рослин для читання та письма на основі явищ з Відкриті освітні ресурси (OER), безкоштовний ресурс для вчителів. «Розуміння студентів перейшло від створення простих малюнків на початку року до показу цих безпросвітних пояснень наукових процесів».
Іншим прикладом інтеграції природничих наук є вчителі першого та п’ятого класів у районі Олімпія, які планували, щоб п’ятикласники відвідали молодший клас, щоб поділитися своїми науковими знаннями. Багато років потому вчитель п’ятого класу Т. Джей Торнтон згадав, наскільки це вплинуло на одного учня:
«Один із хлопців у моєму класі запитав: «Коли ми зробимо це з першокласниками?» Тепер він не обов’язково був найсильнішим учнем у навчанні, хоча це було так більше половини свого життя тому, він думав про це і був радий поділитися наукою з першокласниками».
Еволюція науки: від «абсолютів» до інтеграції нових відкриттів
Для багатьох пандемія Covid-19 підкреслила важливість розуміння основних наукових процесів. Донован-Германн, науковий координатор у Паско, сказав, що технологічний прогрес мав великий вплив на наукове розуміння.
«Наука дуже змінилася з тих пір, як я навчався в середній школі. Раніше ми дізналися про «абсолюти», але тепер можливість змінити свою думку, коли наука змінюється, — це надзвичайно важливо».
Крім того, розуміння міркувань, що ґрунтуються на фактах, — чи то в науці, чи в політичних науках — має вирішальне значення для випускників, які є повністю грамотними.
«Наука дуже змінилася з тих пір, як я навчався в середній школі. Раніше ми дізналися про «абсолюти», але тепер можливість змінити свою думку, коли наука змінюється, — це надзвичайно важливо».
– Лоріанн Донован-Германн, науковий координатор ESD 123
Мішель Гроув згадувала: «На уроках моєї доньки в сьомому класі цілий рік ми зосереджувалися на важливості мислення, заснованого на доказах. Тож, коли вона спостерігала, як політичні коментатори сперечаються по телевізору без доказів, вона була засмучена, кажучи. «Їм не можна дозволяти цього робити!»
Попросіть більше науки
Ґроув сказав, що один із способів підтримувати наукову освіту батьки – відвідати день відкритих дверей у своїй школі та запитати: «Що ви робите з читанням, математикою та наукою?» Вона сказала, що елементарній науці процвітає зв’язок 1) адміністраторів, які відстоюють науку; 2) вчителі, які мають навички та впевненість у собі, і 3) фінансування від системи, яка визначає пріоритет.
Підтримка місцевої шкільної ради може допомогти визначити пріоритетність інтеграції природничих наук у класі. Скотт Кіллоу є регіональним науковим координатором ESD 113 і членом шкільної ради округу Тамвотер. Він згадав розмову шкільної ради з її колишнім інспектором наприкінці пандемії Covid-19. Правління вирішило, що для довготривалих змін соціально-емоційне навчання (SEL) має бути включено до річного бюджету. «Зараз це стаття в нашому бюджеті, незважаючи на кадрові зміни. SEL тут, щоб залишитися». Він сказав, що подібний підхід може допомогти з інтеграцією елементарних наук.
Подібним чином Кімберлі Естл з Офісу суперінтенданта громадської освіти (OSPI) закликала вчителів під час лютневого вебінару подумати про те, як наука може стати опорою для підтримки вивчення англійської мови. «Я бачу рух вперед, бачачи, як наука є частиною системи навчання».
ДИВНА проблема науки
Інтеграція науки в початкові класи також може позитивно вплинути на просування расової рівності — якщо уроки заохочуватимуть учнів використовувати свої культурні знання та цінності в наукових дослідженнях. В останні десятиліття освітяни та активісти привернули увагу до «ДИВНОЇ» проблеми наукової освіти, тобто вона була зосереджена на науці західних, освічених, промислово розвинених, багатих і демократичних (WEIRD) суспільств. Наука в цьому контексті часто ігнорується внески жінок та люди кольору, або навіть стверджували чи помилково приписували свої відкриття білим колегам-чоловікам. Це може залишити у студентів думку, що лише певний тип людей «займається наукою».
Коли Донован-Германн викладала в 3-му класі в районі Трі-Сітіс, вона відвідала тижневу програму партнерства вчителя та вченого (TSP) з геологом Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії. Мета полягала в тому, щоб підвищити знання вчителя та повернути те, що вона навчилася, своїм учням.
Ґроув сказав, що один із способів підтримувати наукову освіту батьки – відвідати день відкритих дверей у своїй школі та запитати: «Що ви робите з читанням, математикою та наукою?»
«Я повернув фотографії, на яких я працював у полі з ученим, щоб показати свій клас. Одна маленька дівчинка з сільської громади подивилася на фотографію на моєму телефоні, а потім знову на мене й сказала: «О, це неправильне зображення». Де фотографія вченого?» Я подивився вниз і сказав: «Це вона — це доктор Френні Сміт». Ця маленька дівчинка не знала, що жінки можуть бути вченими».
Це надихнуло Донована-Германна запросити вченого, «доктора. Френні», щоб виступити перед своїм класом. Так почалося партнерство, яке, на її думку, вплинуло на багатьох її студентів. «Через багато років я зіткнувся з маленькою дівчинкою; зараз їй було близько 20 років, і вона працювала, щоб накопичити на коледж. Я пам’ятаю її хвилювання, коли вона розповідала про зустріч з доктором Френні».
Блог інструментів навчання STEM пропонує поради щодо обговорення раси в контексті наукової освіти, «Раса та расизм присутні в наукових класах. Студенти, якими б молодими вони не були, усвідомлюють расову приналежність і відображають суспільні упередження. Вони помічають, хто знаходиться в кімнаті — і буквально (ви та інші студенти), і переносно (хто займається наукою? як виглядає вчений?)».
Washington STEM виступає за інтеграцію природничих наук у початкових класах, щоб усі учні Вашингтона могли відповісти на запитання: «Хто займається наукою?» одним словом:
"Я".
*організовано Leadership and Assistance for Science Education Reform (LASER) — це загальнодержавна організація, яку очолює Washington STEM у партнерстві з OSPI, Education Service Districts (ESD) та Інститутом системної біології. (Дізнайтеся більше про як виник LASER.) Разом вони надають вебінари, онлайн-ресурси, спрямовані на підвищення рівності в освіті K-12.