Carl Sagan zei ooit: “we can do science, and with it we can improve our lives.”
Ja, wetenschap is een actie-iets wat we kunnen doen-en het is duidelijk dat wij in het onderwijs dat feit vergeten zijn. Als gevolg daarvan heeft onze wereldranglijst in de wetenschap een dieptepunt bereikt. Nu met de recente push om onze reputatie te verbeteren, STEM (wetenschap, technologie, engineering, en wiskunde) is gegeven het leeuwendeel van de aandacht en financiering als een manier om te helpen graven onszelf uit.
is dit mogelijk? Hoe? Waar lijkt het op? Een team van toegewijde en vooruitstrevende leraren doen het in Salisbury, Maryland. We hopen dat Carl trots zou zijn.
het Salisbury Middle School STEM-programma bestaat al drie jaar en bedient 90 leerlingen: 30 in elk niveau (6-8). Het STEM-programma omvat drie kernvakken (wetenschap, lezen / taalkunsten, geschiedenis), technologisch onderwijs en informatica. Wiskunde is opgenomen in het STEM-programma; echter, vanwege de verschillende niveaus van wiskunde cursussen onze studenten nemen, we zijn niet in staat om een “toegewijde” wiskunde leraar binnen het programma.
het STEM-programma is een inclusieve ” school binnen een school.”De studenten worden geselecteerd op basis van een interesseformulier dat ze indienen, samen met een blind geschreven essay over de rol van STEM-onderwijs. De interesse van studenten in STEM is cruciaal; studenten die geen echte interesse hebben en alleen solliciteren om te worden opgenomen, kunnen niet slagen vanwege de hoge nadruk op wetenschap in het curriculum van het programma.
weg ermee! Studenten bouwden trebuchets voor punkin chunkin. Foto van J. Seay.
leerlingen die geselecteerd zijn voor de loop van het programma met de STEM-leraren en hun klasgenoten voor alle drie de jaren van de middelbare school. Deze praktijk van looping helpt handhaven van het hoge niveau van verwachting en strengheid gedurende het programma. Bijgevolg verdwijnt de noodzaak om regels, verwachtingen en procedures in te stellen na het eerste jaar van de studenten in het programma.
implementatie van een STEM-Focus
studenten volgen de kernvakken wetenschap, geschiedenis, lezen/taalkunsten en wiskunde gedurende het gehele jaar. Wiskunde en lezen / taal arts worden aangeboden in 90 minuten blokken en wetenschap en geschiedenis worden aangeboden in 45-90 minuten enkele of dubbele blokken. Studenten volgen ook technologie onderwijs (techniek) en informatica. In de zesde klas, studenten nemen Informatica om de dag voor een volledig jaar en tech ed elke dag voor de helft van het jaar. In de zevende klas, het patroon is omgekeerd-tech elke andere dag voor het hele jaar en informatica elke dag voor de helft van het jaar. Achtste klassers herhalen de zesde klas configuratie.
het belang van lezen om te worden geïnformeerd en om deel te nemen aan de onderzoekseenheden wordt beschouwd als een van de essentiële onderdelen van het STEM-programma. Studenten lezen teksten en romans die relevant zijn voor hun onderwerpen van studie in de wetenschap te helpen “maken de verbinding.= = Boeken = = Hoot, Flush, Scat (environmental science), Fever 1793 (microbiologie), Phineas Gage (biologie), Double Identity (genetica), Cryptid Hunters (geologische geschiedenis), The City of Ember (natuurkunde, elektriciteit), Super Human (natuurkunde), Every Soul a Star (Astronomie), Life as We Knew It , the Dead and The Gone, and This World We Live In (aarde/ruimte/ astronomie).
Studentencursus is gericht op STEM, maar studenten hebben de mogelijkheid om keuzevakken te nemen gedurende hun drie jaar in het programma, met inbegrip van vreemde taal, kunst, band, koor, en familie consumer science. Studenten volgen ook lichamelijke opvoeding en gezondheid om de andere dag het hele jaar.
dit schema stelt de studenten in staat om een sterke achtergrond te ontwikkelen in engineering en computerprogrammering, maar laat hen ook keuzevakken verkennen zonder de kerncomponenten van het programma op te offeren.
het unieke” school binnen een school ” – teamontwerp van het STEM-programma maakt een flexibele groepering van leerlingen tussen de klassen mogelijk. Studenten kunnen de verbondenheid van alle studiegebieden zien als ze betrekking hebben op een essentieel probleem of Vraag. Studenten maken projecten die banden met de gemeenschap, die helpt stollen het belang van STEM als een krachtige educatieve ervaring.
het STEM-programma van de Salisbury Middle School, dat voornamelijk door middel van subsidies wordt gefinancierd, heeft belangrijke middelen kunnen verkrijgen die het team helpen bij de ontwikkeling van op problemen gebaseerde eenheden met een hoge belangstelling en een hoge mate van rigor. Bronnen zijn onder andere LEGO Mindstorms, LEGO renewable energy packs, een klasse set netbooks, een klasse set iPods, GPS-units, slimme pennen, een kas en tuinen.
hoe het anders is
studenten creëerden hun eigen ” transformers.”Dit zijn de Rodinia Rovers. Foto van C. Pavlekovich.
ons programma past perfect bij De wetenschappelijke normen van de volgende generatie en de Common Core State Standards, die de nadruk leggen op wetenschappelijke en technische praktijken, evenals op het begrijpen en schrijven van lezen en schrijven door betrokkenheid bij inhoud.
het curriculum is gebaseerd op de huidige onderwijsnormen van Maryland; het verschil is de thematische probleemgebaseerde benadering van de inhoud. Unit design binnen het programma wordt gedreven door het grade-level science curriculum.
het team plant de eenheden rond een overkoepelende vraag of probleem dat aan de volgende criteria voldoet:
- het probleem is gegrond.
- studenten kunnen zich met het probleem bezighouden.
- er kunnen meerdere paden zijn naar een oplossing.
- het probleem kan worden toegepast op de verschillende klassen om de eenheid echt te integreren in het leerplan op niveau.
het team heeft een zevende klas eenheid ontwikkeld rond de studie van bacteriën en virussen. Het probleem dat de studenten proberen op te lossen is: “hoe voorkomen we dat onze vrienden ziek worden?”Studenten nemen deel aan brainstormsessies om het probleem aan te pakken. Deze sessies genereren vaak andere vragen die studenten binnen de eenheid moeten onderzoeken om hun misvattingen, overtuigingen of twijfels te verduidelijken. Door elke eenheid op deze manier te starten, is het team in staat om het begrip van de studenten van het onderwerp te peilen, wat helpt om onze instructiepraktijken te stimuleren.
de lessen in deze eenheid zijn gericht op bacteriën, virussen, ziekten, epidemieën en pandemieën, vaccinaties, medicijnen en preventie. Lab experimenten (kweken van bacteriën) en simulaties zoals de grote griep spel, een online activiteit, staan centraal in de eenheid, net als een rollenspel simulatie getiteld “Mystery Disease” over een E. coli uitbraak op een stadsbeurs. Deze activiteit vereist dat de leerlingen in teams werken om toekomstige uitbraken te diagnosticeren, behandelen en voorkomen op basis van hun ervaringen tijdens de simulatie. Studenten spelen ook het bordspel Pandemic, dat is een andere kans voor hen om te leren, ervaring, en probleem op te lossen op basis van het thema van de eenheid.
studenten blijven dit onderwerp ook in hun andere klassen onderzoeken. In de geschiedenisles bestuderen ze de omstandigheden van koloniaal Amerika en de gevolgen van slechte sanitaire voorzieningen en het gebrek aan medische kennis. In hun les lezen/taalkunsten lezen ze non-fictieteksten over ziekten en de roman Fever 1793, die zich richt op de uitbraak van gele koorts in Amerika.
op basis van de achtergrondkennis die zij uit het lezen van deze teksten ontwikkelen, zetten de studenten verschillende ziekten “op proef” voor misdaden tegen de menselijkheid. Door deze activiteit worden studenten blootgesteld aan het rechtssysteem en breiden hun kennis uit van de onderwerpen die in hun wetenschapsklas worden besproken.
verdergaand met dit thema in technologie, bekijken de studenten hoe civiel ingenieurs steden ontwerpen, rekening houdend met de mogelijkheid van zoiets als een epidemie. Het is deze transdisciplinaire aanpak die een diep en rijk begrip van de inhoud ontwikkelt.
bij elke eenheid die we ontwerpen, proberen we gastsprekers en excursies op te nemen om de leerlingen de mogelijkheid te geven om buiten het klaslokaal met de inhoud te communiceren. Voor deze specifieke afdeling nodigen we artsen van het lokale ziekenhuis die gespecialiseerd zijn in infectieziekten uit om met de studenten te praten over de gevaren en risico ‘ s die gepaard gaan met bacteriën en virussen. Dit is ook een kans voor onze gasten om met de studenten te praten over het belang van het nastreven van een STEM-gerelateerde carrière.
we hadden ook de risk management director van de stad Salisbury met de klas laten spreken over de plannen die er zijn als er zoiets als een epidemie zou gebeuren. De onderdompeling van onze studenten in dit soort rijke content stelt hen in staat om in context het belang van wat ze leren te begrijpen en hoe het niet alleen hen, maar ook anderen in hun gemeenschap beïnvloedt.
onderdompeling vs blootstelling
de meeste leraren voelen zich onder druk gezet om het curriculum te voltooien en niet te veel tijd te “verspillen” aan een onderwerp dat niet veel onderzoek mogelijk maakt. De inhoud filosofie van een mijl breed en een inch dik contrasteert met onze aanpak, die is een inch breed en een mijl dik.STEM immersion vereist dat onze STEM studenten hun robotachtige planetaire rover ontwerpen (werkende robots)” verdedigen ” voor de lokale professionele en wetenschappelijke gemeenschap na weken van onderzoek en engineering. Dit is onderdompeling in het curriculum door interdisciplinaire unit ontwerp, hoge niveaus van rigor, probleem/oplossing toepassingen, en voortdurende ontwikkeling van 21e eeuw vaardigheden die ze nodig zullen hebben voor toekomstige werkgelegenheid.
alle leerlingen van de Salisbury Middle School worden blootgesteld aan STEM-gerelateerde activiteiten en curriculum. Deze blootstelling geeft hen de mogelijkheid om deel te nemen aan korte activiteiten die kunnen worden “ingeblikt” en kan een klein leesstuk om mee te gaan met een les. Bijvoorbeeld, wanneer onze achtste klassers zich richten op Newton ‘ s wetten van beweging, studenten teams ontwerpen en bouwen Punkin Chunkin apparaten die worden getest in een wedstrijd vergelijkbaar met de wereldberoemde evenement dat is een lokale traditie op de weg in Delaware.
vooruitblikkend
naarmate we verder gaan met ons programma, zijn we van plan om deze mogelijkheden te verkennen:
Flip the classroom. Het concept van het omdraaien van het klaslokaal – met behulp van klaslokaal tijd voor hands-on activiteiten in plaats van traditionele onderwijs-wint aan populariteit. We gebruiken gespiegelde klaslokaalactiviteiten in de wetenschap en willen het gebruik van deze instructiemethode uitbreiden naar alle klassen.
ontwikkel op lange termijn probleemgebaseerde eenheden. De flexibiliteit van het hebben van alle drie de niveaus met een team van leraren biedt mogelijkheden om het idee van het creëren van probleem-gebaseerde eenheden die de loop van het driejarige programma zou kunnen overspannen uitbreiden. Dit type onderdompeling stelt studenten in staat om volledig te worden gevestigd in hun educatieve resultaten.
breid ons buitenklaslokaal uit. We willen meer door studenten opgezette onderzoeksprojecten opnemen en de ervaring van studenten met tuinbouw vergroten.
het succes van het programma kan niet mogelijk zijn zonder de steun en toewijding van de administratie van onze school, contentbegeleiders en leraren die vele uren hebben gestoken in het creëren, ontwikkelen, verbeteren, verrijken en verbeteren van de educatieve ervaringen voor onze leerlingen. Het is geenszins een eenvoudige taak. Echter, iedereen die les geeft in het programma is het erover eens dat we ons best doen om les te geven en onze studenten de beste kansen te geven om productieve, wetenschappelijk geletterde burgers te worden.
eerder gepubliceerd in Middle Ground magazine, augustus 2012