Jednoho května ráno zahájila Atiyah Schroeter první třídu biologie biologie na Veřejné charterové škole hlavního města ve Washingtonu, DC zavedením hostujícího řečníka. Doktorka Ting Wu vysvětlila šestnáctým srovnávačům, kteří sedí u laboratorních stolů, je odbornicí na genetiku z Harvardské univerzity.
Z ručně vyráběných dvojitých helixů visících z bílé tabule bylo jasné, že třída byla uprostřed studia genetiky. Studenti byli dobře obeznámeni s DNA a pochopili, že její dva kroucující řetězce se skládaly z nukleotidů zvaných guanin, adenin, thymin a cytosin - nebo zkrátka G, A, T a C.
Ale Wu chtěla mluvit o něčem, co často není součástí středoškolských přírodovědných osnov. Byla ve škole, aby diskutovala o osobní genetice - ao etických a právních otázkách, ke kterým dochází, když jsou jednotlivci schopni nechat sekvencovat svou DNA.
Genetička má malou postavu, ale i s bezstarostným a konverzačním stylem upoutá pozornost teenagerů.
"Kolik z vás vidělo film Moje sestra Strážce ?" Zeptala se.
Několik rukou se zvedlo.
"Chtěl byste shrnout třídě, o čem ten film byl?" Zeptala se Wu mladé dívky o několik řádků zpět.
"V podstatě, starší sestra měla rakovinu a mladší sestra byla jediná, kdo měl typ orgánů nebo krve, aby odpovídal starší sestře, takže chtěli použít její orgány nebo krev." Ale malá sestra už nechtěla, takže dostala právníka. Jsou to jen ukázat všechny boje dívka s rakovinou prošel s její rodinou, “řekl student.
"Věděli jste, že to bylo založeno na skutečném příběhu?" Řekl Wu.
Wu ukázala na fotografii Molly Nashové, malé holčičky v modrých jeanských montérkách, líbala svého mladšího bratra Adama, promítaného na obrazovku před třídou. „Chceš, abych ti vyprávěl tento příběh?“ Zeptala se.
Několik studentů přikývlo.
***
V roce 2007 společnost Wu založila projekt Personal Genetics Education Project (pgEd). Jejím cílem bylo zmenšit mezeru, kterou viděla mezi tím, co mohou vědci dělat, a tím, co si veřejnost uvědomuje, že mohou dělat. Cítila, že středoškolské učebny jsou nejlepším prostředkem pro sdílení informací o pokroku v genetice s veřejností, a tak vytvořila malý tým vědců a pedagogů, který navrhoval plány lekcí.
PgEd poskytuje tyto plány lekce - složené z aktivit, čtených materiálů a prezentací PowerPoint o osobní genetice a jak to souvisí s věcmi, jako je reprodukce, zdravotní péče, sport, vymáhání práva a diskriminace - učitelům zdarma. Wu a další členové týmu navštěvují školy po celé zemi často, aby sami vyučovali.
Když Wu nemluví s teenagery ve své roli ředitelky pgEd, vyučuje genetiku na Harvard Medical School. V „Wu Lab“ studují spolu se svým týmem postdoktorandů, postgraduální studenti, výzkumní asistenti a technici polohování a chování chromozomů a to, jak se to děje v dědičnosti.
"Vždycky jsem byl zapojen do diskuse o tom, kam toto pole jde a jak se my, jako genetici, můžeme nejlépe ujistit, že sekvencování bude prospěšné a stejně dostupné všem bez ohledu na jejich socioekonomický status, " řekl Wu.
Se zvýšenou přístupností k technologii sekvenování DNA samozřejmě přichází potřeba zvážit, jak by ji měla společnost používat odpovědně. Měli by mít lidé možnost testovat embrya na bolestivá, smrtelná onemocnění, která se vyvíjejí v různých stádiích života? Je v pořádku, aby rodiče testovali embrya na genetické varianty spojené s násilným chováním? Wu klade tyto otázky a další na průzkum, který rozdává ve třídách, které navštěvuje.
„Za jejich života existuje mezi jejich přáteli přiměřená šance, že někoho budou znát, nebo oni sami dostanou dilema, které spočívá v podání genetických informací k vyřešení. Právě v tu chvíli chcete, aby měli v paměti něco, co jim pomůže vědět, že často neexistuje správná odpověď - že pokud přijdou k rozhodnutí, které je pro ně dobré, pak mají právo držet se toho . “
Wu ráda používá příběh, který byl základem mého sesterského strážce, když vyučuje studenty středních škol.
Molly Nash se narodila s Fanconiho anémií, chorobou, která způsobila, že její tělo nedokázalo opravit chyby v DNA. V důsledku toho jí hrozilo velké riziko rakoviny. Její rodiče hledali na světě dárce kostní dřeně v naději, že jejich dcera může dostat transplantaci, kterou potřebovala k přežití, ale nedokázali najít shodu. V podstatě se připravovali na to, aby Molly onemocněla a zemřela, až bude k dispozici nová technika zvaná preimplantační genetická diagnostika.
Pomocí oplodnění in vitro vytvořili lékaři z University of Minnesota několik embryí z vajíček a spermatu Molly. Podívali se na DNA v každém embryu a naštěstí našli tu, která byla životaschopnou shodou kostní dřeně a ne nositelem nemoci. Wu vysvětluje svému zajatému publiku, že toto embryo bylo implantováno do Mollyiny matky, a když se narodilo dítě, Adam, byla k záchraně života jeho sestry použita pupečníková krev.
"Co si myslíte o tomto způsobu, jak někoho zachránit?" Zeptala se ve třídě v DC "Teď si pamatujte, že neexistuje žádná správná nebo špatná odpověď."
***
Letos v březnu se Smithsonian a Pew Research Center spojily, aby otestovaly Američany pochopení základní vědy. Průzkum, který provedlo více než 1 000 dospělých, sestával z 13 otázek. Jaká je například hlavní funkce červených krvinek a jaký plyn podle většiny vědců zvyšuje teploty v atmosféře? Průměrná známka v testu byla D +.
Alarmující 46 procent dotázaných uvedlo, že hlavním důvodem, proč mladí lidé neprovádějí tituly ve vědě a matematice, je to, že tyto předměty jsou „příliš tvrdé“. To znamená, že mnozí myšlenkoví vůdci jsou přesvědčeni, že budoucí úspěch země jezdí na školách, které produkují větší a lepší pracovní sílu lidí v oborech souvisejících s vědou, technikou, strojírenstvím a matematikou (STEM). Podle Úřadu statistik práce se očekává, že v letech 2008 až 2018 vzroste zaměstnanost ve vědě a strojírenství o 20, 6 procenta, zatímco celková míra růstu zaměstnanosti je 10, 1 procenta.
Co tedy dává? Jak může vzdělávací systém ve Spojených státech splnit tyto požadavky?
Jednou ze strategií, jak dokládá projekt osobního genetického vzdělávání, bylo přivést vědce do učeben v naději, že by mohli posílit kurikulum, vytvořit pracovní partnerství s učiteli a co je nejdůležitější, zapálit vášeň pro vědu mezi studenty.
Po dobu 12 let prováděla Národní vědecká nadace tuto strategii ve velkém měřítku, a to díky svým absolventům vědeckých, technologických, inženýrských a matematických (STEM) stipendistů ve vzdělávacím programu K-12, obecně známému jako program GK-12. Program poskytl univerzitám pětileté granty, takže osm až deset postgraduálních studentů přírodních věd by každý rok mohlo pracovat s učiteli v místních učebnách K-12. Toto uspořádání přinejmenším anekdoticky prospělo všem zúčastněným stranám. Členové se stali lepšími komunikátory vědy. Znalost učitelů o jejich předmětu se posílila, stejně jako úroveň jejich pohodlí s vedoucími experimenty, a vzrušení studentů pro vědu se zlepšilo. Více než 10 000 kolegů z GK-12 pracovalo na 5 000 školách po celé zemi a sloužilo více než půl milionu studentů, než program skončil v roce 2011 kvůli federálním rozpočtovým škrtům.
Některé vysoké školy, které se účastnily programu GK-12, našly způsoby, jak udržet úsilí naživu, a to i bez financování NSF. Například vědec Vanderbilt University v Programu pro partnerství ve třídě, partneři, absolventi vysokých škol a postdoktorandi na katedrách STEM na pěti místních univerzitách s učiteli v Metropolitan Nashville Public School. Deset dní během léta se vědci s různou odborností - například v zemědělských vědách, biochemii a stavebnictví - setkávají s učiteli K-12, aby společně navrhli plány lekcí. V průběhu školního roku pak vědci tráví jeden den každý týden ve třídě a organizují praktické činnosti. U dětí na základní škole může být experimentem výroba zmrzliny s použitím tekutého dusíku; pro středoškoláky možná studuje osmózu na bramborovém řezu a středoškoláci by mohli získat lekci z dědičnosti a typizace krve. Tento rok program distribuoval 20 vědců do devíti různých veřejných škol v Nashvillu.
Podle koordinátora programu Jeannie Tuschl se loňské výsledky ve vědě v Hattie Cotton STEM Magnet Elementary, jedné ze zúčastněných škol, zdvojnásobily. Předběžné testování naznačuje, že výsledky se letos opět zdvojnásobí. Říká také, že školy často hlásí vyšší docházku ve dnech, ve kterých jsou vědci.
"Mít vědce ve třídě vyvolává zájem o vědu, která pro některé z těchto dětí ještě nikdy nebyla odhalena." Je úžasné, jak najednou zjistili, že věda je opravdu zábavná, “říká Tuschl.
Na rozdíl od jednorázové návštěvy typu Den kariéry poskytují studentům průběžné týdenní návštěvy příležitost budovat vztahy s vědci. "Mnoho z nich se nikdy nestretlo s žádným vědcem, " říká Tuschl. "Aniž byste viděli vědce, nemyslíte, že se stanete vědcem." Poskytuje jim příležitost poznat vědu jako dosažitelnou kariéru. “
Neziskové organizace, muzea a další organizace také našly způsoby, jak zapojit výzkumné pracovníky do třídy. Například ReSET je 25letá nezisková organizace ve Washingtonu, DC, která přijímá převážně botaniky v důchodu, biochemiky, letecké techniky, statistiky a další vědce. Dobrovolníci v průběhu semestru uskutečňují šest hodinových návštěv městských veřejných škol a jako finále různých druhů vedou terénní výlety na místa, jako je Goddardovo vesmírné středisko, Národní zoo nebo místní elektrárna.
V jiném modelu Smithsonian Environmental Research Center (SERC) v Edgewater, Maryland, přináší vědce do učeben po celém světě prostřednictvím videokonferencí. Mark Haddon, ředitel vzdělávání na SERC, a Smithsonianští vědci se zaplétají na půlhodinové nebo hodinové interaktivní lekce z terénu.
"Studenti se dozvěděli, kde je SERC na mapě." Pomocí aplikace Google Earth obvykle chodím z jejich školy do Chesapeake Bay, aby mohli vidět, kde jsem ve vztahu k nim, “říká Haddon. Zabývá se tématy, jako je biologie modrých krabů, ekologie lesů, invazivní druhy a globální oteplování, které zapadají do probíhajícího výzkumu Smithsonianských vědců. "Pokud je to možné, jsem venku." Pokud mluvím o zálivu Chesapeake, jsem na lavici obžalovaných. Mám vedle sebe modré kraby v kbelících a vytáhnu je, “dodává.
Jednou ze silných stránek programu distančního vzdělávání SERC je to, že umožňuje studentům vidět vědce v akci. "Nemají na sobě laboratorní pláště." Mají na sobě hip brodičky. Jsou špinavé a mokré a dívají se na různá zvířata. Nebo jsou nahoře v koruně stromů, “říká Haddon. "Myslím, že výhodou je říct:" Podívej, tohle je věda. " To je opravdu zajímavé a mnoho mladých lidí to dělá. ““
***
Pro dnešek je úspěch programů, které přivedou pracující vědce do učeben základních, středních a středních škol, do velké míry namísto tvrdých dat sdílenými příběhy zúčastněných. Jak však poznamenává Jeannie Tuschl, „Někdy čísla prostě neukazují, co se skutečně děje mezi učitelem a vědcem a vědcem a studenty.“
Když zazvonil zvonek a signalizoval konec třídy Ting Wu, shromáždil jsem skupinu studentů, abych získal jejich zpětnou vazbu. Zeptal jsem se jich, zda si myslí, že je pro školy dobrý nápad pozvat vědce, aby vyučovali hodiny, a dostalo se mi hlasitého „ano“.
"Pokud některý vědec nebo výzkumný pracovník přijde do třídy, může to zcela změnit váš pohled nebo celou vaši budoucnost, protože můžete najednou cítit, jako byste chtěli jít do něčeho, jako je genetika, " řekla jedna mladá žena.
Jeden poměrně vážný student připustil, že si nebyl jistý, jakou kariérní cestou by se vydal, ale po poslechu Wu mluvil o personalizované medicíně, představoval si genetika.
Nejvíc mě však zasáhl mladý muž, který se již považoval za vědce. "Upřímně jsem se dozvěděl o několika nových úžasných způsobech, kterými můžeme jako vědci pomoci lidstvu, " řekl v reakci na Wuovu návštěvu. „Místo aby jsme nechali děti umírat, objevili jsme nový způsob, jak lidem pomoci žít. Všechno, co mě dnes zajímalo. “
Devátý srovnávač byl skutečně inspirován. " Můžeme objevit ještě více, " řekl.
