Carl Sagan sagde engang: “Vi kan gøre videnskab, og med det kan vi forbedre vores liv.”
Ja, videnskab er en handling—noget vi kan gøre—og det er tydeligt, at vi i uddannelse har glemt det faktum. Som et resultat har vores verdensrangering inden for videnskab nået et laveste niveau. Nu med det nylige skub for at forbedre vores omdømme har STEM (videnskab, teknologi, teknik og matematik) fået brorparten af opmærksomheden og finansieringen som en måde at hjælpe med at grave os ud.
kan det gøres? Hvordan? Hvordan ser det ud? Et team af dedikerede og fremadrettede lærere gør det i Salisbury, Maryland. Vi håber, at Carl ville være stolt.
Salisbury Middle School STEM-programmet har været på plads i tre år og tjener 90 studerende: 30 på hvert klassetrin (6-8). STEM-programmet omfatter tre kernefag (videnskab, læsning/sprogkunst, historie), teknologiuddannelse og datalogi. Matematik er indarbejdet i hele STEM-programmet; på grund af de forskellige niveauer af matematikkurser, som vores studerende tager, er vi imidlertid ikke i stand til at have en “dedikeret” matematiklærer inden for programmet.
STEM-programmet er en inkluderende “skole inden for en skole.”De studerende udvælges ud fra en interesseformular, de indsender sammen med et blindt skriftligt essay om STEM-uddannelsens rolle. Studerendes interesse for STEM er afgørende; studerende, der ikke har en ægte interesse og kun ansøger om at blive inkluderet, lykkes muligvis ikke på grund af den høje vægt på videnskab i hele programmets læseplan.
væk går det! Studerende byggede trebuchets til punkin chunkin. Foto af J. Seay.
studerende, der er valgt til programsløjfen med STEM-lærerne og deres klassekammerater i alle tre års mellemskole. Denne praksis med looping hjælper med at opretholde det høje niveau af forventning og stringens i hele programmet. Derfor forsvinder behovet for at fastsætte regler, forventninger og procedurer efter elevernes første år i programmet.
implementering af et STEM-fokus
studerende tager kernekurserne inden for videnskab, Historie, Læsning/sprogkunst og matematik for hele året. Matematik og læsning/sprogkunst tilbydes i 90 minutters blokke, og videnskab og historie tilbydes i 45-90 minutters enkelt-eller dobbeltblokke. Studerende tager også teknologiuddannelse (teknik) og datalogi. I sjette klasse, studerende tager datalogi hver anden dag i et helt år og tech ed hver dag i halvdelen af året. I syvende klasse, mønsteret vendes-tech ed hver anden dag for hele året og datalogi hver dag i halvdelen af året. Ottende gradere gentager sjette klasse konfiguration.
vigtigheden af at læse for at blive informeret og engagere sig i studienhederne betragtes som et af de væsentlige stykker i STEM-programmet. Studerende læser tekster og romaner, der er relevante for deres emner inden for videnskab for at hjælpe “med at skabe forbindelsen.”
romaner inkluderer Hoot, Flush, Scat (miljøvidenskab), feber 1793 (mikrobiologi), Phineas Gage (biologi), Dobbelt identitet (genetik), Kryptidjægere (geologisk historie), byen Ember (fysik, elektricitet), Supermenneskelig (fysik), Hver Sjæl en stjerne (astronomi), livet som vi kendte det , de døde og de væk, og denne verden vi lever i (jord/rum/ astronomi).
Student kurser er fokuseret på STEM, men eleverne har mulighed for at tage valgfag gennem deres tre år i programmet, herunder Fremmedsprog, Kunst, band, kor og familie Forbrugervidenskab. Studerende tager også fysisk uddannelse og sundhed hver anden dag hele året.
denne tidsplan giver de studerende mulighed for at udvikle en stærk baggrund inden for teknik og computerprogrammering, men lader dem også udforske valgfag uden at ofre programmets kernekomponenter.
den unikke “skole inden for en skole” team design af STEM-programmet giver mulighed for fleksibel gruppering af studerende mellem klasser. Studerende er i stand til at se sammenhængen mellem alle studieområder, da de vedrører et væsentligt problem eller spørgsmål. Studerende opretter projekter, der har bånd til samfundet, hvilket hjælper med at styrke betydningen af STEM som en stærk uddannelsesmæssig oplevelse.
STEM-programmet på Salisbury Middle School, der primært finansieres gennem tilskud, har været i stand til at få nøgleressourcer, der hjælper teamet med at udvikle problembaserede enheder med høj interesse og høj strenghed. Ressourcer inkluderer LEGO Mindstorms, LEGO pakker med vedvarende energi, et klassesæt netbooks, et klassesæt iPods, GPS-enheder, smarte penne, et drivhus og haver.
hvordan det er anderledes
studerende skabte deres egne ” transformere.”Det er Rodinia Rovers. Foto af C. Pavlekovich.
vores program passer pænt med den næste Generation Videnskabsstandarder og Common Core State Standards, som lægger vægt på videnskab og teknik praksis samt læse-og skriveforståelse og færdigheder gennem engagement med indhold.
læreplanen er baseret på de nuværende Maryland uddannelsesstandarder; forskellen er den tematiske problembaserede tilgang til at dække indholdet. Enhed design inden for programmet er drevet af grade-level science curriculum.
holdet planlægger enhederne omkring et overordnet spørgsmål eller problem, der opfylder følgende kriterier:
- problemet er gyldigt.
- studerende kan forholde sig til problemet.
- der kan være flere stier til en løsning.
- problemet kan anvendes på de forskellige klasser for virkelig at integrere enheden på tværs af klasseplanen.
holdet har udviklet en syvende klasse enhed omkring undersøgelsen af bakterier og vira. Problemet, som eleverne forsøger at løse, er: “hvordan forhindrer vi vores venner i at blive syge?”Studerende deltager i brainstorming sessioner for at løse problemet. Disse sessioner genererer ofte andre spørgsmål, som eleverne skal undersøge inden for enheden for at hjælpe med at afklare deres misforståelser, tro eller tvivl. Ved at starte hver enhed på denne måde er teamet i stand til at måle elevernes forståelse af emnet, hvilket hjælper med at drive vores instruktionspraksis.
lektionerne i denne enhed fokuserer på bakterier, vira, sygdomme, epidemier og pandemier, vaccinationer, medicin og forebyggelse. Laboratorieforsøg (dyrkning af bakterier) og simuleringer som Great Flu Game, en online aktivitet, er centrale for enheden, ligesom en rollespilsimulering med titlen “Mystery Disease” om et E. coli-udbrud på en bymesse. Denne aktivitet kræver, at de studerende arbejder i teams for at diagnosticere, behandle, og forhindre fremtidige udbrud baseret på deres oplevelser under simuleringen. Studerende spiller også brætspil Pandemic, hvilket er en anden mulighed for dem at lære, opleve og løse problemer baseret på enhedens tema.
studerende fortsætter også deres udforskning af dette emne gennem deres andre klasser. I historieklassen studerer de forholdene i det koloniale Amerika og virkningen af dårlig sanitet og manglen på medicinsk viden. I deres læse – / sprogkunstklasse læser de ikke-fiktionstekster om sygdomme såvel som romanen feber 1793, der fokuserer på udbruddet af gul feber i Amerika.
ved hjælp af den baggrundsviden, de udvikler ved at læse disse tekster, sætter eleverne forskellige sygdomme “på prøve” for forbrydelser mod menneskeheden. Gennem denne aktivitet udsættes eleverne for retssystemet og udvider deres viden om de emner, der diskuteres i deres videnskabsklasse.
fortsat med dette tema i tech ed ser eleverne på, hvordan civilingeniører designer byer under hensyntagen til muligheden for noget som en epidemi. Det er denne tværfaglige tilgang, der udvikler en dyb og rig forståelse af indholdet.
med hver enhed, Vi designer, forsøger vi at inkludere gæstetalere og ekskursioner for at give de studerende mulighed for at engagere sig i indholdet ud over klasseværelset. Til denne særlige enhed inviterer vi læger fra det lokale hospital, der specialiserer sig i infektionssygdomme, til at tale med de studerende om farerne og risiciene forbundet med bakterier og vira. Dette er også en mulighed for vores gæster til at tale med de studerende om vigtigheden af at forfølge en STEM-relateret karriere.
vi fik også byen Salisbury ‘ s risikostyringsdirektør til at tale med klassen om de planer, der er på plads, hvis der skulle opstå noget som en epidemi. Nedsænkningen af vores studerende i denne type rigt indhold giver dem mulighed for i sammenhæng at forstå vigtigheden af, hvad de lærer, og hvordan det ikke kun påvirker dem, men også andre i deres samfund.
Immersion vs eksponering
de fleste lærere føler sig presset til at gennemføre læseplanen og ikke “spilde” for meget tid på et emne, der ikke giver mulighed for meget undersøgelse. Indholdsfilosofien på en kilometer bred og en tomme tyk står i kontrast til vores tilgang, som er en tomme bred og en kilometer tyk.
STEM immersion kræver, at vores STEM-studerende “forsvarer” deres robotplanetariske rover-design (arbejdsrobotter) foran det lokale faglige og videnskabelige samfund efter ugers forskning og teknik. Dette er nedsænkning i læseplanen gennem tværfagligt enhedsdesign, høje niveauer af strenghed, problem/løsningsapplikationer og løbende udvikling af det 21.århundredes færdigheder, de har brug for til fremtidig beskæftigelse.
alle studerende på Salisbury Middle School udsættes for STEM-relaterede aktiviteter og læseplaner. Denne eksponering giver dem mulighed for at deltage i korte aktiviteter, der kan være “dåse” og kan have et lille læsestykke til at gå sammen med en lektion. For eksempel, når vores ottendeklassinger fokuserer på elevers bevægelseslove, designer og konstruerer studentteams Punkin Chunkin-enheder, der testes i en konkurrence, der ligner den verdensberømte begivenhed, der er en lokal tradition op ad vejen.
ser fremad
når vi går videre med vores program, planlægger vi at udforske disse muligheder:
vend klasseværelset. Konceptet med at vende klasseværelset-ved hjælp af klasseværelsestid til praktiske aktiviteter snarere end traditionel undervisning-vinder popularitet. Vi bruger flipped classroom-aktiviteter inden for videnskab og ønsker at udvide brugen af denne instruktionsmetode til alle klasser.
udvikle langsigtede problembaserede enheder. Fleksibiliteten ved at have alle tre klassetrin med et team af lærere giver mulighed for at udvide ideen om at skabe problembaserede enheder, der kan spænde over det treårige program. Denne type nedsænkning giver eleverne mulighed for fuldt ud at have deres uddannelsesmæssige resultater.
Udvid vores udendørs klasseværelse. Vi ønsker at inkludere flere studentudtænkte forskningsprojekter og øge elevernes erfaring med havebrug.
programmets succes kan ikke være mulig uden støtte og dedikation fra vores skoles administration, indholdsvejledere og lærere, der har brugt mange timer på at skabe, udvikle, forbedre, berige og forbedre de uddannelsesmæssige oplevelser for vores studerende. Det er på ingen måde en simpel opgave. Men alle os, der underviser i programmet, er enige om, at vi gør vores bedste undervisning og giver vores elever de bedste muligheder for at blive produktive, videnskabeligt literate borgere.
tidligere udgivet i Middle Ground magasin, August 2012