Carl Sagan sanoi kerran, ” we can do science, and with it we can improve our lives.”
Kyllä, tiede on toimintaa-jotain, mitä voimme tehdä-ja on ilmeistä, että olemme koulutuksessa unohtaneet sen tosiasian. Tämän seurauksena meidän maailman sijoitus tieteen on saavuttanut kaikkien aikojen alhainen. Nyt viime push parantaa mainettamme, STEM (tiede, teknologia, engineering, ja matematiikka) on annettu leijonanosa huomiota ja rahoitusta keinona auttaa kaivaa itseämme ulos.
onnistuuko se? Miten? Miltä näyttää? Ryhmä omistautuneita ja eteenpäin ajattelevia opettajia tekee sitä Salisburyssa, Marylandissa. Toivottavasti Carl olisi ylpeä.
Salisbury Middle Schoolin STEM-ohjelma on ollut käytössä kolme vuotta ja se palvelee 90 oppilasta: 30 jokaisella luokka-asteella (6-8). Stem-ohjelma sisältää kolme ydinainetta (tiede, lukeminen/kielitaide, historia), Teknologiakasvatus ja tietojenkäsittelytiede. Matematiikka on sisällytetty koko STEM-ohjelmaan; kuitenkin, koska eri tasoilla matematiikan kursseja meidän opiskelijat ottaa, emme voi olla ”oma” matematiikan opettaja ohjelman sisällä.
STEM-ohjelma on osallistava ” koulu koulun sisällä.”Opiskelijat on valittu, joka perustuu korkojen muodossa ne esittää yhdessä sokea kirjoitettu essee roolista VARSI koulutus. Opiskelija kiinnostusta VARSI on ratkaisevan tärkeää; opiskelijat, jotka eivät ole todellisia etuja ja koskevat vain olla mukana, voi menestyä, koska korkean tason painotetaan tieteen koko ohjelman opetussuunnitelma.
Pois se menee! Opiskelijat rakensivat trebuchetteja punkin chunkinille. Kuva: J. Seay.
oppilaita, jotka valitaan stem-opettajien ja heidän luokkatovereidensa kanssa ohjelmasoppaan kaikille kolmelle yläastevuodelle. Tämä käytäntö silmukointi auttaa ylläpitämään korkea odotustaso ja kurinalaisuutta koko ohjelman. Näin ollen tarve asettaa sääntöjä, odotuksia ja menettelyjä katoaa sen jälkeen, kun opiskelijat ensimmäisen vuoden ohjelmassa.
Stem-fokuksen toteuttaminen
opiskelijat suorittavat koko vuoden tieteen, historian, lukemisen/kielentaiteiden ja matematiikan ydinkurssit. Matematiikka ja lukeminen / kielitaito tarjotaan 90 minuutin lohkoissa ja tiede ja historia 45-90 minuutin yksi-tai tuplalohkoissa. Opiskelijat opiskelevat myös tekniikan opetusta (engineering) ja tietojenkäsittelytiedettä. Kuudennella luokalla oppilaat opiskelevat tietojenkäsittelyä joka toinen päivä koko vuoden ajan ja tekniikkaa joka päivä puolen vuoden ajan. Seiskaluokalla kuvio on päinvastainen: tekniikkaa tehdään joka toinen päivä koko vuoden ajan ja tietojenkäsittelytiedettä joka päivä puolen vuoden ajan. Kahdeksasluokkalaiset toistavat kuudennen luokan kokoonpanon.
lukemisen tärkeyttä tiedon saamiseksi ja opiskeluyksiköiden kanssa sitoutumiseksi pidetään yhtenä stem-ohjelman keskeisistä palasista. Opiskelijat lukea tekstejä ja romaaneja, jotka ovat merkityksellisiä niiden aiheita tutkimuksen tieteen auttaa ”tehdä yhteys.”
romaaneja ovat Hoot, Flush, Scat (Ympäristötiede), Fever 1793 (mikrobiologia), Phineas Gage (biologia), Double Identity (genetiikka), Cryptid Hunters (geologinen historia), the City of Ember (fysiikka, sähkö), Super Human (fysiikka), Every Soul a Star (Tähtitiede), Life as We Knew It, the Dead and the Gone, and This World We Live In (Earth/Space/ Astronomy).
Opiskelijakurssityö keskittyy STEM: iin, mutta opiskelijoilla on mahdollisuus ottaa valinnaisia kursseja koko kolmen vuoden ohjelmansa aikana, mukaan lukien vieras kieli, taide, bändi, kuoro ja perhekuluttajatiede. Opiskelijat käyvät myös liikunnan ja terveyden parissa joka toinen päivä ympäri vuoden.
tämä lukujärjestys antaa oppilaille mahdollisuuden kehittää vahva tausta insinööritaidossa ja tietokoneohjelmoinnissa, mutta antaa myös mahdollisuuden tutkia valinnaisia ominaisuuksia uhraamatta ohjelman ydinosia.
stem-ohjelman ainutlaatuinen ”school within a school” – tiimirakenne mahdollistaa oppilaiden joustavan ryhmittelyn luokkien välillä. Opiskelija pystyy näkemään kaikkien tutkimusalueiden yhteyden, koska ne liittyvät olennaiseen ongelmaan tai kysymykseen. Opiskelijat luovat projekteja, joilla on yhteyksiä yhteisöön, mikä auttaa jähmettymään STEM: n tärkeydestä tehokkaana koulutuskokemuksena.
VARSI program at Salisbury Middle School, joka rahoitetaan pääasiassa avustuksilla, on ollut mahdollisuus saada keskeiset resurssit, jotka auttavat joukkue kehittää korkea-korko, korkea-kurinalaisuutta ongelma-pohjainen units. Resursseja ovat muun muassa LEGO Mindstorms LEGO uusiutuvan energian pakkauksissa, luokka, joukko netbooks, luokka, joukko ipodien, GPS-laitteet, älykäs kynät, kasvihuone ja puutarha.
Miten Se on Eri
Opiskelijat loivat oman ”transformers.”Nämä ovat Rodinia Rovers. Kuva: C. Pavlekovich.
ohjelmamme sopii hyvin seuraavan sukupolven Tiedestandardeihin ja yhteisiin ydintilan standardeihin, jotka korostavat tieteen ja tekniikan käytäntöjä sekä lukemisen ja kirjoittamisen ymmärtämistä ja taitoja sitoutumalla sisältöön.
opetussuunnitelma perustuu Marylandin nykyisiin Opetusnormeihin; erona on temaattinen ongelmalähtöinen lähestymistapa sisällön kattamiseen. Yksikön suunnittelu ohjelman ohjaa grade-tason tieteen opetussuunnitelma.
tiimi suunnittelee yksiköt yleiskysymyksen tai ongelman ympärille, joka täyttää seuraavat kriteerit:
- ongelma on pätevä.
- opiskelijat voivat liittyä ongelmaan.
- ratkaisuun voi olla useita polkuja.
- ongelmaa voidaan soveltaa eri luokilla, jotta yksikkö voidaan todella integroida koko luokka-asteen opetussuunnitelmaan.
ryhmä on kehittänyt yhden seitsemännen luokan yksikön bakteerien ja virusten tutkimuksen ympärille. Oppilaat yrittävät ratkaista ongelman: ”miten estämme ystäviämme sairastumasta?”Opiskelijat osallistuvat ideointitilaisuuksiin, joissa käsitellään asiaa. Nämä istunnot tuottavat usein muita kysymyksiä, joita opiskelijoiden on tutkittava yksikön sisällä selventääkseen harhaluulojaan, uskomuksiaan tai epäilyksiään. Aloittamalla jokainen yksikkö tällä tavalla, tiimi pystyy arvioimaan opiskelijoiden ymmärrystä aiheesta, mikä auttaa ajaa meidän opetuskäytäntöjä.
tämän yksikön oppitunnit keskittyvät bakteereihin, viruksiin, sairauksiin, epidemioihin ja pandemioihin, rokotuksiin, lääkitykseen ja ennaltaehkäisyyn. Laboratoriokokeet (bakteeriviljely) ja simulaatiot, kuten Great Flu Game, online-toimintaa, ovat yksikön keskeisiä, kuten roolipelisimulaatio nimeltään ”Mystery Disease” noin E. coli puhkeamista kaupungin messuilla. Tämä toiminta edellyttää, että opiskelijat toimivat tiimeissä diagnosoida, hoitaa ja ehkäistä tulevia epidemioita perustuu niiden kokemuksia simulaation aikana. Opiskelijat myös pelata lautapeli Pandemian, joka on toinen tilaisuus oppia, kokemusta, ja ratkaista ongelma, joka perustuu yksikön teema.
oppilaat jatkavat aiheen tutkimista myös muilla luokillaan. Historiantunnilla he tutkivat Amerikan siirtomaa-ajan oloja ja huonon sanitaation vaikutusta sekä lääketieteellisen tietämyksen puutetta. He lukevat luku-/kielitaitotunnilla tietokirjoja sairauksista sekä romaanin kuume 1793, joka keskittyy Amerikan keltakuumeepidemiaan.
käyttäen näiden tekstien lukemisesta saamaansa taustatietoa opiskelijat laittoivat erilaisia sairauksia ”oikeuteen” rikoksista ihmisyyttä vastaan. Tämän toiminnan kautta opiskelijat altistuvat tuomioistuinjärjestelmälle ja laajentavat tietämystään keskustelluista aiheista tiedeluokassaan.
jatkaen tätä teemaa tekniikan alalla opiskelijat tarkastelevat, miten rakennusinsinöörit suunnittelevat kaupunkeja ottaen huomioon jonkin epidemian kaltaisen mahdollisuuden. Juuri tämä poikkitieteellinen lähestymistapa kehittää syvällistä ja rikasta ymmärrystä sisällöstä.
jokaiseen suunnittelemaamme yksikköön pyrimme ottamaan mukaan vierailevia puhujia ja opintomatkoja, jotta oppilaat saisivat mahdollisuuden tutustua luokkahuoneen ulkopuoliseen sisältöön. Tässä nimenomaisessa yksikössä kutsumme paikallisen sairaalan lääkäreitä, jotka ovat erikoistuneet tartuntatauteihin, puhumaan opiskelijoille bakteereihin ja viruksiin liittyvistä vaaroista ja riskeistä. Tämä myös on mahdollisuus vieraille puhua oppilaille siitä, että on tärkeää jatkaa VARSI-liittyvän uran.
Meillä oli myös Kaupungin Salisbury on riskienhallinnan johtaja puhua luokan suunnitelmista, että olemassa olisi jotain, kuten epidemia esiintyä. Oppilaidemme upottaminen tällaiseen rikkaaseen sisältöön antaa heille mahdollisuuden ymmärtää kontekstissa, miten tärkeää on, mitä he oppivat ja miten se vaikuttaa paitsi heihin myös muihin heidän yhteisössään.
Immersion vs Exposure
useimmat opettajat kokevat, että heitä painostetaan suorittamaan opetussuunnitelma loppuun ja olemaan ”tuhlaamatta” liikaa aikaa mihinkään yhteen aiheeseen, joka ei salli paljon tutkimusta. Kilometrin leveyden ja sentin paksuuden sisältöfilosofia poikkeaa lähestymistavastamme, joka on sentin leveä ja mailin paksu.
STEM immersion vaatii STEM-opiskelijoitamme ”puolustamaan” robottimaisia planetary rover-mallejaan (työrobotteja) paikallisen ammatti-ja tiedeyhteisön edessä viikkojen tutkimuksen ja tekniikan jälkeen. Tämä on upottaminen opetussuunnitelman kautta tieteidenvälisen yksikön suunnittelu, korkea kurinalaisuutta, ongelma / ratkaisu sovelluksia, ja jatkuva kehittäminen 21.vuosisadan taitoja he tarvitsevat tulevaisuuden työllisyyttä.
kaikki Salisburyn yläasteen oppilaat altistuvat STEM-toimintaan ja opetussuunnitelmaan liittyvälle toiminnalle. Tämä altistuminen antaa heille mahdollisuuden harjoittaa lyhyitä toimintoja, jotka voivat olla ”purkitettu” ja voi olla pieni lukupala mennä yhdessä oppitunnin. Esimerkiksi kun kahdeksasluokkalaiset keskittyvät Newtonin liikelakeihin, opiskelijatiimit suunnittelevat ja rakentavat Punkin Chunkin-laitteita, joita testataan kilpailussa, joka muistuttaa maailmankuulua tapahtumaa, joka on paikallinen perinne tien varrella Delawaressa.
Katse eteenpäin
kun etenemme ohjelmamme kanssa, aiomme tutkia näitä mahdollisuuksia:
Flip the classroom. Luokkahuoneen kääntämisen käsite – luokkahuoneen ajan käyttäminen käytännön toimintaan perinteisen opetuksen sijaan-on saamassa suosiota. Käytämme tieteen flipped classroom-toimintaa ja haluamme laajentaa tämän opetusmenetelmän käyttöä kaikkiin luokkiin.
kehitetään pitkäaikaisia ongelmaperusteisia yksiköitä. Joustavuus, että kaikilla kolmella luokalla on yksi opettajatiimi, antaa mahdollisuuden laajentaa ideaa luoda ongelmapohjaisia yksiköitä, jotka voisivat kattaa kolmivuotisen ohjelman. Tämäntyyppisen immersion avulla opiskelijat voivat olla täysin riippuvaisia heidän koulutuksellisista tuloksistaan.
Laajenna ulkoluokkaamme. Haluamme lisätä opiskelijoiden kehittämiä tutkimushankkeita ja lisätä opiskelijoiden kokemusta puutarhaviljelystä.
ohjelman onnistuminen ei voi olla mahdollista ilman koulumme hallinnon, sisällönvalvojien ja opettajien tukea ja omistautumista, jotka ovat käyttäneet monta tuntia luodakseen, kehittääkseen, parantaakseen, rikastuttaakseen ja parantaakseen oppilaidemme koulutuskokemuksia. Tehtävä ei suinkaan ole yksinkertainen. Kuitenkin, kaikki ne, jotka opettavat ohjelmaan samaa mieltä siitä, että teemme parhaamme opetusta ja antaa opiskelijoille parhaat mahdollisuudet tulla tuottavia, tieteellisesti lukutaitoisia kansalaisia.
julkaistu aiemmin Middle Ground Magazinessa, elokuussa 2012