Zdá se, že většina lidí souhlasí s tím, že vzdělávání STEM (věda, technologie, inženýrství a matematika) je cesta budoucnosti. Pracovníci vzdělaní STEM jsou velmi žádaní a mají nízkou míru nezaměstnanosti. A absolventi vysokých škol s STEM tituly vydělávají mnohem více, než jejich vrstevníci bez STEM.
V mnoha částech světa, včetně velké části USA, je však vědecké vzdělávání hluboce nedostatečné. Část z toho je způsobena nedostatkem zdrojů - podle Meziamerické rozvojové banky asi 88 procent latinskoamerických škol nemá vědecké laboratoře. Některé z nich jsou způsobeny nedostatečnou přípravou učitelů - téměř třetina amerických středoškolských učitelů přírodních věd nevystudovala předměty, které vyučují, a nemají osvědčení.
Čilská Komal Dadlani pracovala na magisterském studijním programu biochemie na chilské univerzitě, když si uvědomila, že mnoho studentů v její rodné zemi postrádá vybavení pro řádné studium vědy. Takže se spojila se dvěma spolužáky - Alvaro Peraltou, který dokončoval magisterský program v oblasti informačních technologií, a Isidrou Lagosem, který studoval biochemii - a založila společnost, která s tím něco udělá. Jejich společnost, Lab4U, vyvíjí aplikace, které proměňují chytré telefony a tablety na vědecké nástroje. Tímto způsobem má každý student s přístupem k telefonu způsob, jak provádět výzkum ve fyzickém světě.
"Vzhledem k tomu, že latinskoameričané vášnivě vědí, věděli jsme o realitě přírodovědného vzdělávání na školách a univerzitách v regionu, kde jsou zdroje omezené, " říká.
Aplikace Lab4U využívají vestavěné senzory smartphonu. Jejich aplikace pro fyziku používá rychloměr telefonu ke studiu věcí, jako je rychlost, vzdálenost a posunutí, a z mikrofonu telefonu se stává sonometr pro studium vln, amplitudy a času. Akcelerometr se používá k měření gravitace. Jejich aplikace pro chemii, která se má brzy spustit, promění kameru fotoaparátu v senzor, takže telefon lze použít jako spektrofotometr nebo kolorimetr. To znamená, že studenti mohou měřit vlastnosti odrazu nebo přenosu materiálu. Biologická aplikace, která využívá levné laserové čočky k přeměně telefonu na mikroskop, je ve vývoji. Lab4U dokonce požádal o patent na jednu ze svých inovací, systém pro stanovení koncentrace solutů v barevné tekutině, pomocí smartphonu jako kolorimetru.
Aplikace pro fyziku obsahuje více než 20 předem připravených experimentů, které studenti mohou provádět s nástroji telefonu. V jednom, studenti hrají různé noty na hudební nástroj, pak pomocí zvukového nástroje aplikace zjistí vztah tónu zvuku s frekvencí. V jiném, studenti proměňují své mobilní telefony v kyvadla, aby pochopili, jak oscilace funguje. Lab4U v současné době hledá uživatele beta aplikace pro chemii, která bude vydána letos.
"Učitelům chybí nástroje a především podpora a nápady, jak učinit vědu dobrodružstvím, " říká Dadlani.
Lab4U má uživatele po celé Latinské Americe - Chile, Argentině, Kolumbii, Mexiku a Uruguayi - a také ve Spojených státech. Udělali piloty také s využitím jejich technologie na Blízkém východě a brzy budou v Indii. Celkem pracují s více než 50 školami a 20 000 studenty. Reakce uživatele byla velmi pozitivní, říká Dadlani. Podle výzkumu laboratoře Lab4U mají studenti po použití aplikace 40% nárůst výkonu při testování fyziky. A zdá se, že učitelům se to líbí - asi 70 procent využívá aplikaci každý týden.
Allan Yuen, ředitel Centra pro informační technologie ve vzdělávání na univerzitě v Hongkongu, říká, že používání technologií, jako jsou aplikace ve vědeckém vzdělávání, je na celém světě stále běžnější. To má mnoho výhod, říká Yuen, zejména pokud jde o náklady. Existují však také obavy, že se spoléháme na technologii.
Jedním z problémů je výzva, kterou technologie představuje pro rozvoj kurikula. „Věda je předmětem s dlouhou historií, takže kurikulum je v některých ohledech docela tradiční, “ říká Yuen. "Takže pokud chcete používat aplikace a další nejnovější technologie, musíte změnit celou strukturu učebních osnov."
Jiným problémem je gender, říká Yuen. V technologii existuje tendence k genderovým rozdílům - od mladého věku je u chlapců častěji než u dívek ukázáno, jak jejich rodiče používají mobilní zařízení, a je větší pravděpodobnost, že budou povzbuzováni k tomu, aby sledovali zájmy o technologii jako koníčky. To znamená, že chlapci mohou přicházet do školy již v oblasti technologií, a pokud je tato technologie nezbytná pro pochopení vědy, pak v tom mohou dívky zaostávat. Tyto problémy je třeba vzít v úvahu při implementaci osnov založených na mobilních technologiích, říká Yuen.
"Měli bychom to navrhnout a přemýšlet o tom jako o celku, spíše než jen provést změnu v jednom aspektu, " říká.
V nedávné době získala společnost Dadlani cenu Matky vynálezů společnosti Toyota, která ctí podnikatelky, vynálezkyně a inovátory. Cena je poskytována s grantem 50, 00 $. Dnes bude také hovořit na konferenci Ženy ve světě v New Yorku, na konferenci, která oslavuje ženy, které ve svém oboru měly velký dopad, věnovaná pomoci ženám a dívkám postupovat v různých oblastech úspěchu.
"Byla to pro nás čest, " říká Dadlani.
Dadlani měl šanci provést experimenty s Toyota Mirai, automobilem na vodíkové články společnosti. Jeden experiment, který by se normálně prováděl s autíčkem, používá k měření polohy v čase aplikaci Mirai a aplikaci fyziky. Jiný experiment měří zrychlení v čase pomocí kapacity akcelerometru aplikace fyziky.
Dadlani doufá, že Lab4U bude demokratizovat vědu, což umožní i studentům v zemích s nízkými zdroji a na školách provádět praktické experimenty. Také doufá, že bude inspirovat studenty k tomu, aby vědu opravdu milovali, možná povzbudí více, aby šli do oborů STEM. To je zvláště kritické v zemích, jako je Chile, které má mnohem nižší počet vědců na hlavu než jiné rozvinuté země (Chile má 320 vědců a vývojářů na milion lidí, zatímco Španělsko má 2 889, Dánsko má 6 744, Kanada má 4 649, Jižní Korea má 5 380 a USA mají 3 867).
"Musíme posílit studenty, potřebovat si a vytvářet nové nápady a řešení, vidět svět kolem sebe, kde by technologie a nové metodologie měly inspirovat zvědavost a umožnit jim celoživotní učení mimo školu, " říká.
