Carl Sagan jednou řekl: „můžeme dělat vědu a s ní můžeme zlepšit naše životy.“
Ano, věda je akce-něco, co můžeme udělat—a je zřejmé, že jsme ve vzdělávání na tuto skutečnost zapomněli. Výsledkem je, že náš světový žebříček ve vědě dosáhl historického minima. Nyní s nedávným tlakem na zlepšení naší pověsti dostala STEM (věda, technologie, inženýrství a matematika) lví podíl pozornosti a financování jako způsob, jak pomoci vykopat sami sebe.
lze to udělat? Jak? Jak to vypadá? Tým oddaných a dopředu uvažujících učitelů to dělá v Salisbury, Maryland. Doufáme, že Carl bude pyšný.
program stem střední školy v Salisbury je zaveden tři roky a slouží 90 studentům: 30 v každé třídě (6-8). Program STEM zahrnuje tři základní předměty (věda, čtení / jazykové umění, historie), technologické vzdělávání a informatika. Matematika je začleněna do programu STEM; vzhledem k různým úrovním matematických kurzů, které naši studenti absolvují, však nemůžeme mít v programu „oddaného“ učitele matematiky.
program STEM je inkluzivní “ škola v rámci školy.“Studenti jsou vybíráni na základě formuláře zájmu, který předloží, spolu se slepou písemnou esejí o úloze vzdělávání STEM. Zájem studentů o STEM je zásadní; studenti, kteří nemají skutečný zájem a žádají pouze o zařazení, nemusí uspět kvůli vysoké úrovni důrazu na vědu v celém vzdělávacím programu.
pryč to jde! Studenti postavili trebuchety pro punkin chunkin. Foto J. Seay.
studenti, kteří jsou vybráni do programové smyčky s učiteli STEM a jejich spolužáky pro všechny tři roky střední školy. Tato praxe opakování pomáhá udržovat vysokou úroveň očekávání a přísnosti v celém programu. V důsledku toho potřeba stanovit pravidla, očekávání a postupy zmizí po počátečním roce studentů v programu.
implementace zaměření STEM
studenti absolvují základní kurzy vědy, historie, čtení/jazykové umění a matematiky po celý rok. Matematika a čtení / jazykové umění jsou nabízeny v 90minutových blocích a věda a historie jsou nabízeny v 45-90 minutových jednoduchých nebo dvojitých blocích. Studenti také absolvují technologické vzdělání (strojírenství) a informatiku. V šesté třídě, studenti berou informatiku každý druhý den po celý rok a tech ed každý den po dobu půl roku. V sedmé třídě, vzor je obrácen-tech ed každý druhý den po celý rok a informatika každý den po dobu půl roku. Osmáci opakují konfiguraci šesté třídy.
důležitost čtení, která má být informována a zapojena do studijních jednotek, je považována za jednu ze základních částí programu STEM. Studenti čtou texty a romány, které jsou relevantní pro jejich témata studia ve vědě, aby pomohli “ navázat spojení.“
romány zahrnují Hoot, Flush, Scat (Environmentální věda), horečka 1793 (mikrobiologie), Phineas Gage (biologie), Dvojitá identita (genetika), Cryptid Hunters (geologická historie), Město Ember (fyzika, elektřina), Super člověk (fyzika), každá duše hvězda (astronomie), život, jak jsme to věděli , mrtví a pryč, a tento svět, ve kterém žijeme (Země/vesmír/ astronomie).
studentská výuka je zaměřena na STEM, přesto mají studenti možnost absolvovat volitelné předměty během tří let v programu, včetně cizího jazyka, umění, kapely, sboru a rodinné spotřebitelské vědy. Studenti také berou tělesnou výchovu a zdraví každý druhý den po celý rok.
tento plán umožňuje studentům rozvíjet silné zázemí ve strojírenství a počítačovém programování, ale také jim umožňuje prozkoumat volitelné předměty bez obětování základních komponent programu.
unikátní týmový návrh programu STEM“ škola v rámci školy “ umožňuje flexibilní seskupování studentů mezi třídami. Studenti jsou schopni vidět provázanost všech oblastí studia, protože se vztahují k zásadnímu problému nebo otázce. Studenti vytvářejí projekty, které mají vazby na komunitu, což pomáhá upevnit význam STEM jako silné vzdělávací zkušenosti.
program STEM na střední škole v Salisbury, financovaný především prostřednictvím grantů, byl schopen získat klíčové zdroje, které pomáhají týmu rozvíjet jednotky s vysokým zájmem a vysokou přísností. Zdroje zahrnují LEGO Mindstorms, LEGO obnovitelné energetické balíčky, třídní sadu netbooků, třídní sadu iPodů, GPS jednotky, inteligentní pera, skleník a zahrady.
jak se liší
studenti vytvořili své vlastní “ transformátory.“Toto jsou Rodinia Rovers. Foto C. Pavlekovich.
náš program úhledně zapadá do vědeckých standardů nové generace a společných základních státních standardů, které zdůrazňují vědecké a inženýrské postupy, jakož i porozumění čtení a psaní a dovednosti prostřednictvím interakce s obsahem.
učební plán je založen na současných vzdělávacích standardech v Marylandu; rozdíl je v tematickém přístupu založeném na problémech k pokrytí obsahu. Návrh jednotky v rámci programu je řízen studijními učebními osnovami.
tým plánuje jednotky kolem zastřešující otázky nebo problému, který splňuje následující kritéria:
- problém je platný.
- studenti se mohou vztahovat k problému.
- k řešení může být více cest.
- problém lze aplikovat na různé třídy, aby se jednotka skutečně integrovala do učebních osnov na úrovni třídy.
tým vyvinul jednu sedmou třídu kolem studia bakterií a virů. Problém, který se studenti snaží vyřešit, je: „jak zabráníme našim přátelům, aby onemocněli?“Studenti se účastní brainstormingových sezení k řešení problému. Tato zasedání často generují další otázky, které musí studenti v rámci jednotky prozkoumat, aby pomohli objasnit jejich mylné představy, víry, nebo pochybnosti. Spuštěním každé jednotky tímto způsobem je tým schopen posoudit porozumění studentům tématu, což pomáhá řídit naše výukové postupy.
lekce v této jednotce se zaměřují na bakterie, viry, nemoci, epidemie a pandemie, očkování, léky a prevenci. Laboratorní experimenty (kultivace bakterií) a simulace, jako je velká chřipková hra, online aktivita, jsou pro jednotku Ústřední, stejně jako simulace Hraní rolí s názvem „Mystery Disease“ o vypuknutí E.coli na městském veletrhu. Tato aktivita vyžaduje, aby studenti pracovali v týmech na diagnostice, léčbě a prevenci budoucích ohnisek na základě svých zkušeností během simulace. Studenti také hrají deskovou hru Pandemic, což je pro ně další příležitost učit se, zkušenosti, a řešení problémů na základě tématu jednotky.
studenti pokračují ve svém zkoumání tohoto tématu i v ostatních třídách. Ve třídě historie, studují podmínky koloniální Ameriky a dopad špatné hygieny a nedostatek lékařských znalostí. Ve své třídě čtení/jazykového umění četli literaturu faktu o nemocech a také román horečka 1793, který se zaměřuje na vypuknutí žluté zimnice v Americe.
na základě poznatků, které si z četby těchto textů vyvinou, vystavili studenti různé nemoci „soudu“ za zločiny proti lidskosti. Prostřednictvím této aktivity, studenti jsou vystaveni soudnímu systému a rozšiřují své znalosti o tématech diskutovaných ve své vědecké třídě.
v návaznosti na toto téma v tech ed se studenti dívají na to, jak stavební inženýři navrhují města a města s přihlédnutím k možnosti něčeho jako epidemie. Právě tento transdisciplinární přístup rozvíjí hluboké a bohaté porozumění obsahu.
s každou jednotkou, kterou navrhujeme, se snažíme zahrnout hostující reproduktory a exkurze, abychom studentům poskytli příležitost zapojit se do obsahu mimo učebnu. Pro tuto konkrétní jednotku zveme lékaře z místní nemocnice, kteří se specializují na infekční nemoci, aby hovořili se studenty o nebezpečích a rizicích spojených s bakteriemi a viry. Je to také příležitost pro naše hosty, aby si se studenty promluvili o důležitosti kariéry související s STEM.
také jsme nechali ředitele řízení rizik města Salisbury mluvit s třídou o plánech, které jsou zavedeny, pokud by došlo k něčemu, jako je epidemie. Ponoření našich studentů do tohoto typu bohatého obsahu jim umožňuje pochopit v kontextu důležitost toho, co se učí a jak to ovlivňuje nejen je, ale i ostatní v jejich komunitě.
ponoření vs expozice
většina učitelů se cítí pod tlakem, aby dokončili učební osnovy a „neztráceli“ příliš mnoho času na jedno téma, které neumožňuje mnoho vyšetřování. Filosofie obsahu míle široké a palce tlusté kontrastuje s naším přístupem, který je palec široký a míle tlustý.
stem immersion vyžaduje, aby naši studenti STEM po týdnech výzkumu a inženýrství „bránili“ své robotické planetární rovery (pracovní roboty) před místní odbornou a vědeckou komunitou. Jedná se o ponoření do učebních osnov prostřednictvím interdisciplinárního návrhu jednotek, vysoké úrovně přísnosti, aplikací problémů/řešení a neustálého rozvoje dovedností 21. století, které budou potřebovat pro budoucí zaměstnání.
všichni studenti střední školy v Salisbury jsou vystaveni aktivitám a osnovám souvisejícím s STEM. Tato expozice jim dává příležitost zapojit se do krátkých aktivit, které mohou být „konzervované“a mohou mít malou čtecí část, která by mohla jít spolu s lekcí. Například, když se naši osmáci zaměřují na Newtonovy pohybové zákony, studentské týmy navrhují a konstruují zařízení Punkin Chunkin, která jsou testována v soutěži podobné světově proslulé události, která je místní tradicí na silnici v Delaware.
při pohledu do budoucna
jak postupujeme vpřed s naším programem, plánujeme prozkoumat tyto možnosti:
Překlopte učebnu. Koncept převrácení učebny-využití času ve třídě spíše pro praktické aktivity než pro tradiční výuku-získává na popularitě. Ve vědě využíváme převrácené aktivity ve třídě a chceme rozšířit využití této výukové metody na všechny třídy.
vyvinout dlouhodobé jednotky založené na problémech. Flexibilita všech tří stupňů s jedním týmem učitelů poskytuje příležitosti k rozšíření myšlenky vytváření problémových jednotek, které by mohly zahrnovat průběh tříletého programu. Tento typ ponoření umožňuje studentům plně se zapojit do svých vzdělávacích výsledků.
rozšiřte naši venkovní učebnu. Chceme zahrnout více studentských výzkumných projektů a zvýšit zkušenosti studentů se zahradnictvím.
úspěch programu nemůže být možný bez podpory a obětavosti správy naší školy, supervizorů obsahu a učitelů, kteří věnovali mnoho hodin vytváření, rozvoji, vylepšování, obohacování a zlepšování vzdělávacích zkušeností pro naše studenty. V žádném případě to není jednoduchý úkol. Všichni z nás, kteří vyučujeme v programu, však souhlasí s tím, že děláme nejlepší výuku a dáváme našim studentům nejlepší příležitosti stát se produktivními, vědecky gramotnými občany.
dříve publikováno v Middle Ground magazine, Srpen 2012