https://frosthead.com

Znanstvenik pride v učilnico

Nekega majskega jutra je Atiyah Schroeter začela prvi razred biologije na javni šoli Capital City School v Washingtonu z uvedbo gostujočega predavatelja. Doktorica Ting Wu, je pojasnila 16 devetošolcem, ki so sedeli za laboratorijskimi mizami, je strokovnjak za genetiko z univerze Harvard.

Iz ročno izdelanih dvojnih vijačnic, ki visijo z bele plošče, je bilo jasno, da je razred sredi študija genetike. Študenti so dobro poznali DNK in razumeli, da njegova dva zvijajoča sklopa sestavljata nukleotide, imenovane gvanin, adenin, timin in citozin - ali na kratko G, A, T in C.

Toda Wu je želel govoriti o nečem, kar ni pogosto vključeno v srednješolske naravoslovne učne načrte. V šoli je razpravljala o osebni genetiki - in etičnih in pravnih vprašanjih, ki se pojavijo, ko lahko posamezniki dobijo svoj DNK sekvenciran.

Genetičarka je majhne rasti, a tudi z odloženim hrbtom in pogovornim slogom zapoveduje najstniške pozornosti.

"Koliko od vas je videlo film Mojster moje sestre ?" Je vprašala.

Nekaj ​​rok je šlo gor.

"Bi radi povzeli za razred o tem filmu?" Je Wu vprašal mlado dekle nekaj vrstic nazaj.

"No, v bistvu je starejša sestra imela raka, mlajša sestra pa je bila edina, ki je imela vrsto organov ali krvi, da se je ujemala s starejšo sestro, zato so želeli uporabiti njene organe ali kri. Toda sestrica tega ni hotela več, zato je dobila odvetnika. Pokažejo vse borbe, s katerimi je deklica z rakom prestala z družino, «je povedala študentka.

"Ste vedeli, da to temelji na zgodbi iz resničnega življenja?" Je rekel Wu.

Wu je pokazal na fotografijo Molly Nash, majhne deklice v modrem jeans kombinezonu, ki je poljubila svojega otrokovega brata Adama, ki je projiciral na zaslon pred učilnico. "Ali želite, da vam povem to zgodbo?" Je vprašala.

Več študentov je prikimalo.

***

Leta 2007 je Wu ustanovil izobraževalni projekt osebne genetike (pgEd). Njen cilj je bil zmanjšati vrzel, ki jo je videla med tem, kaj lahko storijo znanstveniki, in tistim, kar javnost zaveda, da zmorejo. Menila je, da so srednješolske učilnice najboljši vodnik za izmenjavo informacij o napredku genetike z javnostjo, zato je oblikovala majhno skupino znanstvenikov in učiteljev, ki so oblikovali načrte lekcij.

PgEd učiteljem ponuja te načrte lekcij - sestavljene iz dejavnosti, branja gradiv in PowerPoint predstavitev o osebni genetiki in kako se nanaša na stvari, kot so reprodukcija, zdravstvena oskrba, šport, kazensko pregon in diskriminacija - učiteljem brezplačno. Wu in drugi člani ekipe občasno obiskujejo šole po državi, da bi sami poučevali goste.

Kadar se Wu ne pogovarja z najstniki v vlogi direktorice pgEd, poučuje genetiko na Harvard Medical School. V "Wu Lab" ona s svojo ekipo podoktorskih študentov, podiplomskih študentov, raziskovalnih asistentov in tehnikov preučuje kromosomsko pozicioniranje in vedenje in kako se to igra pri dedovanju.

"Vedno sem sodeloval pri razpravljanju, kam gre to področje in kako lahko kot genetiki najbolje poskrbimo, da bo zaporedje koristno in enako dostopno vsem, ne glede na njihov socialno-ekonomski status, " je dejal Wu.

Seveda je s povečano dostopnostjo tehnologiji zaporedja DNK potrebno razmisliti, kako naj jo družba uporablja odgovorno. Je treba ljudem dovoliti testiranje zarodkov na boleče, smrtonosne bolezni, ki se razvijejo v različnih življenjskih obdobjih? Ali je v redu, da starši testirajo zarodke na genetske različice, ki so povezane z nasilnim vedenjem? Wu ta vprašanja in druge postavlja v anketi, ki jo opravlja v razredih, ki jih obišče.

"Med njihovim prijateljem obstaja velika verjetnost, da bodo nekoga spoznali ali pa bodo sami dobili dilemo, ki bo vključevala genetske informacije za razrešitev. V tistih trenutkih bi si želeli, da bi imeli nekaj v spominu in jim pomagali vedeti, da pogosto ni pravega odgovora - če bodo sprejeli odločitev, ki je dobra za njih, potem imajo pravico, da se tega držijo . "

Wu rad uporablja zgodbo, ki je bila osnova za mojo sestro, ko poučuje srednješolce.

Molly Nash se je rodila z anemijo Fanconi, bolezni, zaradi katere njeno telo ni moglo popraviti napak v svojem DNK. Posledično je imela veliko tveganje, da bo zbolela za rakom. Njeni starši so poiskali svet darovalca kostnega mozga v upanju, da bo njihova hčerka dobila presaditev, ki jo potrebuje za preživetje, vendar niso mogli najti ujemanja. V bistvu so se pripravljali na to, da bo Molly zbolela in umrla, ko je na voljo nova tehnika, imenovana predimplantacijska genetska diagnoza.

Z oploditvijo in vitro so zdravniki na univerzi v Minnesoti ustvarili več zarodkov iz jajčec in sperme Mollyjevih staršev. Ogledali so si DNK v vsakem zarodku in na srečo ugotovili takšno, ki je sposobna ujemati kostni mozeg in ne prenašalec bolezni. Wu svojemu ujetniškemu občinstvu razloži, da je bil ta zarodek implantiran Mollyjevi materi, in ko se je rodil otrok, Adam, je bila kri, iz popkovine, ki je rešila življenje njegove sestre.

"Kaj menite o tem, kako nekoga rešiti?" Je v učilnici v DC vprašala: "Zdaj pa ne pozabite, da ni pravega ali napačnega odgovora."

***

Prejšnji marec sta se Smithsonian in raziskovalno središče Pew združila, da bi preizkusila razumevanje Američanov osnovne znanosti. Raziskava, ki jo je opravilo več kot 1000 odraslih, je vsebovala 13 vprašanj. Kakšna je na primer glavna funkcija rdečih krvnih celic in kakšen plin po mnenju večine znanstvenikov povzroči zvišanje temperature v atmosferi? Povprečna ocena na kvizu je bila D +.

Zaskrbljujočih 46 odstotkov vprašanih je povedalo, da je glavni razlog, da mladi ne pridobijo diplome iz naravoslovja in matematike, ker so ti predmeti "pretežki". Zato mnogi voditelji mislijo, da je uspeh države v prihodnosti vozi na šole, ki proizvajajo večjo in boljšo delovno silo ljudi na področjih znanosti, tehnologije, inženirstva in matematike (STEM). Po podatkih Urada za statistiko dela naj bi se med letoma 2008 in 2018 zaposlenost v znanosti in inženiringu povečala za 20, 6 odstotka v primerjavi s skupno stopnjo rasti zaposlenosti v višini 10, 1 odstotka.

Torej, kaj daje? Kako lahko izobraževalni sistem v ZDA izpolni te zahteve?

Ena od strategij, kot je razvidno iz izobraževalnega projekta Personal Genetics, je bila vključitev znanstvenikov v učilnice v upanju, da bi lahko okrepili učni načrt, ustvarili delovna partnerstva z učitelji in, kar je najpomembneje, v študentih vžgali strast do znanosti.

Nacionalna znanstvena fundacija je 12 let v veliki meri izvajala to strategijo s svojimi štipendisti za podiplomski študij znanosti, tehnologije, inženiringa in matematike (STEM) v izobraževalnem programu K-12, bolj znanem kot program GK-12. Program je podelil petletne štipendije univerz, tako da bi lahko osem do deset podiplomskih študentov letno sodelovali z učitelji v lokalnih učilnicah K-12. Dogovor je, vsaj naključno, koristil vsem vpletenim strankam. Štipendisti so postali boljši komunikatorji znanosti. Znanje učiteljev o njihovem predmetu se je okrepilo, prav tako tudi raven njihovega udobja z vodilnimi eksperimenti, navdušenje učencev za znanost pa se je izboljšalo. Več kot 10.000 štipendistov iz skupine GK-12 je delalo v 5000 šolah po državi, ki so služile več kot pol milijona učencev, preden se je program končal leta 2011 zaradi zmanjšanja zveznega proračuna.

Nekateri od šol, ki so sodelovali v programu GK-12, so našli načine, kako ohraniti trud, tudi brez financiranja NSF. Znanstvenik univerze Vanderbilt v programu razrednega partnerstva na primer partnerji podiplomske študente in podoktorske študente na oddelkih STEM na petih lokalnih univerzah z učitelji v javnih šolah Metropolitan Nashville. Poleti se bodo znanstveniki z različnim strokovnim znanjem - na področju kmetijskih znanosti, biokemije in gradbeništva - našteli le nekaj - srečali z učitelji K-12, da bi oblikovali načrte učne ure. Nato v šolskem letu znanstveniki vsak teden preživijo en dan v učilnici in orkestrirajo praktične dejavnosti. Za osnovnošolce bi lahko bil poskus izdelave sladoleda s tekočim dušikom; pri srednješolcih morda preučuje osmozo v rezini krompirja, srednješolci pa bi lahko dobili lekcijo o dedovanju in tipizaciji krvi. Letos je program razdelil 20 znanstvenikov v devet različnih javnih šol Nashville.

Po besedah ​​koordinatorice programa Jeannie Tuschl so se lanski rezultati na področju znanosti v Hattie Cotton STEM Magnet Elementary podvojili. Predhodno testiranje kaže, da se bodo rezultati tam letos še enkrat podvojili. Pravi tudi, da šole pogosto poročajo o večjem obisku na dneve, ko so znanstveniki.

„Naučitev znanstvenika v učilnici vzbuja zanimanje za znanost, ki za nekatere od teh otrok res še nikoli ni bila odkrita. Neverjetno je, kako so kar naenkrat ugotovili, da je znanost res zabavna, «pravi Tuschl.

V nasprotju z enkratnim obiskom v kariernem dnevu stalni tedenski obiski štipendistov omogočajo študentom vzpostavitev odnosov z znanstveniki. "Mnogi od njih še nikoli niso srečali nobenega znanstvenika, " pravi Tuschl. »Brez da bi videli znanstvenika, ne mislite postati znanstvenik. To jim ponuja priložnost, da spoznajo znanost kot dosegljivo kariero zanje. "

Tudi neprofitne organizacije, muzeji in druge organizacije so našli načine, kako raziskovalce vključiti v učilnico. ReSET je na primer 25-letna neprofitna organizacija v Washingtonu, DC, ki zaposluje večinoma upokojene botanike, biokemičare, vesoljske inženirje, statistike in druge znanstvenike. Prostovoljci v polletju opravijo šest enournih obiskov mestnih javnih šol in kot zaključek tovrstnih izletov v kraje, kot so vesoljski center Goddard, nacionalni živalski vrt ali lokalna elektrarna.

V drugem modelu Smithsonian Environmental Research Center (SERC) v kraju Edgewater v Marylandu znanstvenike v video učilnice popelje v učilnice po vsem svetu. Mark Haddon, direktor izobraževanja pri SERC-ju, in Smithsonian znanstveniki so se podali na pol ure ali uro dolge interaktivne lekcije s tega področja.

"Študenti morajo spoznati, kje na zemljevidu je SERC. Običajno uporabljam Google Earth, da grem iz njihove šole v zaliv Chesapeake, tako da lahko vidijo, kje v zvezi sem z njimi, "pravi Haddon. Obravnava teme, kot so biologija modrega rakovja, ekologija gozdov, invazivne vrste in globalno segrevanje, ki se povezuje s tekočimi raziskavami Smithsonovih znanstvenikov. "Kolikor je mogoče, zunaj sem. Če govorim o zalivu Chesapeake, sem na zatožni klopi. Zraven imam modre rakovice v vedrih in jih potegnem gor, "še doda.

Ena od prednosti programa DERC na daljavo je, da študentom omogoča, da vidijo znanstvenike v akciji. "Ne nosijo plaščov. Nosijo kolčne vate. Postajajo umazani in mokri in gledajo različne živali. Ali pa so zgoraj v krošnji dreves, "pravi Haddon. "Mislim, da bi bilo koristno reči:" Poglejte, to je znanost. To je res zanimivo in veliko mladih to počne. "

***

Za zdaj se uspeh programov, ki delujoče znanstvenike pripeljejo v učilnice osnovnih, srednjih in srednjih šol, v veliki meri meri na zgodbe, ki jih delijo vpleteni, in ne na trdih podatkih. Toda, kot ugotavlja Jeannie Tuschl, "včasih številke preprosto ne kažejo, kaj se v resnici zgodi med učiteljem in znanstvenikom ter znanstvenikom in študenti."

Ko je zazvonil zvon, ki je signaliziral konec razreda Ting Wu, sem zbral skupino učencev, da sem dobil povratne informacije. Vprašal sem jih, ali se jim zdi, da bi bilo dobro, da šole povabijo znanstvenike na pouk, in dobil sem odmeven odgovor »Da«.

"Če kakšen znanstvenik ali raziskovalec pride v razred, lahko to popolnoma spremeni vašo perspektivo ali celotno prihodnost, saj se boste lahko kar naenkrat počutili, kot da bi radi zašli v nekaj, kot je genetika, " je dejala ena mlada ženska.

En precej resen študent je priznal, da ni prepričan, katero poklicno pot bo nadaljeval, toda po poslušanju Wuja, ki govori o personalizirani medicini, si je predstavljal genetika.

Kar pa me je najbolj prizadelo, je bil mladenič, ki je že veljal za znanstvenika. "Iskreno sem izvedel nekaj novih neverjetnih načinov, s katerimi lahko kot znanstveniki pomagamo človeštvu, " je dejal v odzivu na Wu-jev obisk. "Namesto da bi pustili otroke umreti, smo odkrili nov način, kako ljudem pomagati živeti. Vse danes me je zanimalo. "

Devetošolci so bili resnično navdihnjeni. " Še več lahko odkrijemo, " je dejal.

Znanstvenik pride v učilnico