Jednog svibnja ujutro Atiyah Schroeter započela je svoj prvi čas iz biologije u javnoj charter školi Capital City u Washingtonu, uvodeći gostujućeg predavača. Doktorica Ting Wu, objasnila je 16 učenika s devet razreda koji sjede za laboratorijskim stolovima, stručnjak je za genetiku sa Sveučilišta Harvard.
Po ručno izrađenim dvostrukim helikopterima koji su visjeli sa bijele ploče bilo je jasno da se klasa nalazi usred proučavanja genetike. Studenti su dobro poznavali DNK i shvatili su da se njegova dva uvijajuća lanca sastoje od nukleotida koji se nazivaju gvanin, adenin, timin i citozin - ili, G, A, T i C, ukratko.
Ali Wu je želio razgovarati o nečemu što nije često uključeno u nastavne kurikulume srednjih škola. Bila je u školi da razgovara o osobnoj genetici - i etičkim i pravnim pitanjima koja nastaju kada pojedinci imaju mogućnost sekvenciranja DNK.
Genetičarka je malog rasta, ali čak i uz položeni leđa i razgovorni stil, ona zapovijeda tinejdžerima pažnju.
"Koliko ste od vas vidjeli film Čuvar moje sestre ?" Pitala je.
Nekoliko se ruku diglo.
"Želite li za razred sažeti o čemu se radi u filmu?" Wu je pitao mladu djevojku nekoliko reda unatrag.
"Pa, u osnovi, starija sestra je imala rak, a mlađa sestra je jedina koja je imala vrstu organa ili krvi koja je odgovarala starijoj sestri, pa su htjeli koristiti njene organe ili krv. Ali mala sestra to nije htjela više pa je dobila odvjetnika. Oni samo pokazuju sve borbe koje je djevojčica s rakom prošla sa svojom obitelji “, rekla je studentica.
"Jeste li znali da se to temelji na stvarnoj priči?" Rekao je Wu.
Wu je pokazao fotografiju Molly Nash, djevojčice u plavim jeans kombinezonima, koja ljubi svog brata djeteta, Adama, projiciranog na ekran ispred učionice. "Želite li da vam ispričam ovu priču?", Pitala je.
Nekoliko je učenika kimnulo.
***
Wu je 2007. osnovao Projekt obrazovanja lične genetike (pgEd). Njezin je cilj bio smanjiti jaz koji je vidjela između onoga što znanstvenici mogu učiniti i onoga što je javnost svjesna da mogu učiniti. Smatrala je da su učionice u srednjim školama najbolji vodič kroz koji će s javnošću dijeliti informacije o napretku genetike, pa je stvorila mali tim znanstvenika i nastavnika koji su osmišljavali planove lekcija.
PgEd pruža ove nastavne planove - sačinjene od aktivnosti, čitanja materijala i PowerPoint prezentacija o osobnoj genetici i kako se to odnosi na stvari poput reprodukcije, zdravstvene zaštite, sporta, provođenja zakona i diskriminacije - nastavnicima besplatno. Wu i drugi članovi tima često tako posjećuju škole širom zemlje kako bi sami podučavali tečajeve.
Kad Wu ne razgovara s tinejdžerima u ulozi direktorice pgEd-a, ona predaje genetiku na Harvard Medical School. U „Wu Lab“ ona i njen tim postdoktorskih stipendista, diplomiranih studenata, znanstvenih asistenata i tehničara proučavaju kromosomsko pozicioniranje i ponašanje i kako se to ponaša u nasljeđivanju.
"Uvijek sam bio uključen u raspravu o tome gdje to polje ide i kako mi, kao genetičari, najbolje možemo osigurati da će redoslijed biti koristan i jednako dostupan svima, bez obzira na njihov socioekonomski status", rekao je Wu.
Povećana dostupnost tehnologiji sekvenciranja DNK, naravno, dolazi do potrebe da se razmotri kako to društvo treba odgovorno koristiti. Treba li ljudima omogućiti testiranje embrija na bolne, smrtonosne bolesti koje se razvijaju u različitim životnim fazama? Je li u redu da roditelji testiraju embrije na genetičke inačice koje su povezane s nasilničkim ponašanjem? Wu postavlja ova pitanja i druge osobe u anketi koju predaje u razredima koje posjećuje.
„Tijekom njihovog života, među njihovim prijateljima, postoji opravdana šansa da će nekoga upoznati ili će oni sami dobiti dilemu koja uključuje unošenje genetskih podataka kako bi se razriješili. U tim trenucima kada želite da im nešto ostane u sjećanju, što će im pomoći da znaju da često nije ispravan odgovor - da ako dođu do odluke koja je dobra za njih, onda imaju pravo na to „.
Wu voli koristiti priču koja je bila osnova mojoj sestri čuvaru kad predaje srednjoškolce.
Molly Nash rođena je s Fanconijevom anemijom, bolesti koja njezino tijelo nije moglo popraviti pogreške u svojem DNK. Kao rezultat, bila je u ogromnoj opasnosti da dobije rak. Njeni su roditelji pretraživali svijet davatelja koštane srži u nadi da će njihova kći dobiti transplantaciju koja joj je potrebna za preživljavanje, ali nisu uspjeli pronaći utakmicu. U osnovi su se pripremali da se Molly razboli i umre, kada je postala dostupna nova tehnika nazvana preimplantacijska genetska dijagnoza.
Pomoću in vitro oplodnje, liječnici na Sveučilištu u Minnesoti stvorili su nekoliko zametaka iz jajašca i sperme Mollyinih roditelja. Pregledali su DNK u svakom embriju i, srećom, otkrili da je to održiva podudarnost koštane srži, a ne nosilac bolesti. Wu objašnjava svojoj zarobljenoj publici da je taj zametak ugrađen u Mollyinu majku, a kad se rodilo dijete, Adam, krv iz pupčane vrpce upotrijebljena je za spašavanje života njegove sestre.
"Što mislite o ovom načinu spašavanja nekoga?" Upitala je učionica u DC-u. "Sjetite se sada, nema ispravnog ili pogrešnog odgovora."
***
Prošlog ožujka Smithsonian i istraživački centar Pew udružili su se kako bi testirali američko razumijevanje osnovne znanosti. Istraživanje, koje je provelo više od 1.000 odraslih osoba, sastojalo se od 13 pitanja. Koja je glavna funkcija, na primjer, crvenih krvnih stanica i koji plin vjeruje da uzrokuje porast temperature u atmosferi? Prosječna ocjena na kvizu bila je D +.
Zabrinjavajući 46 posto anketiranih odgovorilo je da je glavni razlog zbog kojeg mladi ljudi ne stječu diplome iz znanosti i matematike zato što su ti predmeti "previše teški". Međutim, mnogi vođe mislili su da vjeruju u budući uspjeh zemlje vozi se školama koje proizvode veću i bolju radnu snagu ljudi iz područja znanosti, tehnologije, inženjerstva i matematike (STEM). Prema Zavodu za statistiku rada, očekuje se da će zaposlenost u znanosti i inženjerstvu porasti za 20, 6 posto između 2008. i 2018. u odnosu na ukupnu stopu rasta zaposlenosti od 10, 1 posto.
Dakle, što daje? Kako obrazovni sustav u Sjedinjenim Državama može ispuniti ove zahtjeve?
Jedna strategija, kako je dokazao Obrazovni projekt osobne genetike, bila je dovođenje znanstvenika u učionice u nadi da bi oni mogli poboljšati nastavni plan i program, stvoriti radna partnerstva s nastavnicima i, što je najvažnije, pobuditi strast prema znanosti kod učenika.
Nacionalna zaklada za znanost tijekom 12 godina realizirala je ovu strategiju u velikoj mjeri, sa svojim suradnicima na diplomskim studijama znanosti, tehnologije, inženjerstva i matematike (STEM) u K-12 edukacijskom programu, poznatijem kao GK-12 program. Program je izdvojio petogodišnja nepovratna sredstva sveučilištima kako bi osam do deset diplomiranih studenata svake godine moglo raditi s učiteljima u lokalnim učionicama K-12. Aranžman je, barem anegdotski, imao koristi od svih uključenih strana. Momci su postali bolji komunikatori znanosti. Znanja nastavnika o njihovom predmetu ojačala su, kao i njihova razina udobnosti vodećim eksperimentima, a uzbuđenje učenika za znanost poboljšalo se. Više od 10 000 stipendista GK-12 radilo je u 5000 škola u cijeloj zemlji, opslužujući više od pola milijuna učenika, prije nego što je program završio 2011. zbog smanjenja saveznog proračuna.
Neki su fakulteti koji su sudjelovali u programu GK-12 pronašli načine kako održati napore čak i bez sredstava NSF-a. Na primjer, znanstvenik sa Sveučilišta Vanderbilt u programu učionice u učionici partneri diplomiranim studentima i postdoktorskim studentima u STEM odjelima na pet lokalnih sveučilišta s nastavnicima u javnim školama Metropolitan Nashville. Za deset dana tijekom ljeta, znanstvenici će se, s nekoliko različitih ekspertiza - u poljoprivrednim znanostima, biokemiji i građevinarstvu, nabrojati samo nekoliko - sastali s nastavnicima K-12 kako bi napravili planove lekcija. Zatim tijekom školske godine znanstvenici provode jedan dan svaki tjedan u učionici, orkestrirajući praktične aktivnosti. Za djecu osnovne škole eksperiment bi mogao biti izrada sladoleda koristeći tekući dušik; za srednjoškolce možda proučava osmozu u krumpir krumpiru, a srednjoškolci bi mogli dobiti lekciju o nasljeđivanju i tipizaciji krvi. Ove godine program je podijelio 20 znanstvenika u devet različitih javnih škola u Nashvilleu.
Prema riječima koordinatora programa, Jeannie Tuschl, rezultati dostignuća u znanosti prošle godine u Hattie Cotton STEM Magnet Elementary, jednoj od škola koje sudjeluju, udvostručili su se. Prethodno testiranje ukazuje da će se rezultati opet udvostručiti ove godine. Također kaže da škole često prijavljuju veću posjećenost danima u kojima borave znanstvenici.
„Imati znanstvenika u učionici izaziva zanimanje za znanost koja doista nikada nije otkrivena za neko od ove djece. Nevjerovatno je kako su odjednom otkrili da je znanost zaista zabavna ", kaže Tuschl.
Za razliku od jednokratne posjete tipa Career Day, stalni tjedni posjeti stipendista pružaju studentima priliku za izgradnju odnosa sa znanstvenicima. "Mnogi od njih nikada nisu sreli znanstvenika bilo koje vrste", kaže Tuschl. „Bez da vidite znanstvenika, ne mislite postati znanstvenik. Pruža im priliku da prepoznaju znanost kao dostižnu karijeru za njih. "
Neprofitne organizacije, muzeji i druge organizacije također su pronašli načine uključivanja znanstvenika koji se bave istraživanjem u učionici. Na primjer, ReSET je neprofitna organizacija u Washingtonu, 25-godišnjakinja, koja zapošljava uglavnom umirovljene botanike, biokemičare, inženjere u svemiru, statističare i druge znanstvenike. Volonteri čine šest jednosatnih posjeta gradskim javnim školama tokom semestra i kao finale svojevrsnih izleta vode na teren poput svemirskog centra Goddard, Nacionalnog zoološkog vrta ili lokalne elektrane.
Na drugom modelu, Smithsonian Research Research Center (SERC) u Edgewater-u, Maryland, uvodi znanstvenike u učionice širom svijeta putem videokonferencija. Mark Haddon, direktor obrazovanja u SERC-u, i Smithsonian znanstvenici dolaze na pola sata ili jednosatne interaktivne lekcije s tog područja.
"Studenti moraju znati gdje se SERC nalazi na karti. Ja obično koristim Google Earth da idem iz njihove škole u zaljev Chesapeake, kako bi vidjeli gdje sam u odnosu na njih ", kaže Haddon. On preuzima teme poput biologije plavih rakova, ekologije šuma, invazivnih vrsta i globalnog zagrijavanja, što se povezuje s istraživanjima Smithsonian-a. "Koliko je to moguće, vani sam. Ako govorim o zaljevu Chesapeake, na pristaništu sam. Imam plave rakove u kantama pokraj sebe i povlačim ih gore ", dodaje.
Jedna od prednosti SERC-ovog programa učenja na daljinu je ta što omogućuje studentima da vide znanstvenike u akciji. "Ne nose kapute. Nose hip-waders. Postaju prljavi i vlažni i gledaju različite životinje. Ili su gore u krošnji drveća ", kaže Haddon. "Mislim da bi prednost trebala biti:" Gledaj, ovo je znanost. To je doista zanimljivo, a puno mladih ljudi to radi. ""
***
Za sada se uspjeh programa koji radne znanstvenike dovode u učionice osnovne, srednje i srednje škole u velikoj mjeri mjeri pričama koje dijele oni koji su uključeni, a ne na tvrdim podacima. No, kao što Jeannie Tuschl primjećuje, "Ponekad brojevi jednostavno ne prikazuju što se uistinu događa između učitelja i znanstvenika i znanstvenika i učenika."
Nakon što je zvono zazvonilo, signalizirajući kraj nastave Ting Wua, okupio sam grupu učenika da dobijem povratne informacije. Pitao sam ih da li smatraju da bi bilo dobro da škole pozovu znanstvenike da predaju, i dobio sam glasno „Da“.
"Ako neki znanstvenik ili istraživač dođe u razred, to može u potpunosti promijeniti vašu perspektivu ili cijelu budućnost, jer se odjednom možete osjećati kao da želite ući u nešto poput genetike", rekla je jedna mlada žena.
Jedan prilično ozbiljan student priznao je da nije siguran koji će put karijere slijediti, ali nakon što je slušao Wu kako govori o personaliziranoj medicini, zamišljao se kao genetičar.
Ono što me je najviše pogodilo bio je mladić koji se već smatrao znanstvenikom. "Iskreno sam saznao neke nove nevjerojatne načine na koje mi, kao znanstvenici, možemo pomoći čovječanstvu", rekao je, reagirajući na Wu-ovu posjetu. „Umjesto da djeca umiru, otkrili smo novi način da pomognemo ljudima da žive. Sve me danas zanimalo. "
Devetoškolac je bio zaista nadahnut. " Možemo otkriti još više", kazao je.
