Η Αμερική έχει πρόβλημα φυσικής.
Η έρευνα δείχνει ότι η πρόσβαση στην εκπαίδευση φυσικής ποικίλλει ανάλογα με τη φυλή, το φύλο, τον σεξουαλικό προσανατολισμό και την αναπηρία. Τα μαθήματα φυσικής είναι συνήθως τυπικές προσφορές στα λύκεια των προαστίων, αλλά αυτό δεν συμβαίνει στα σχολεία των αστικών και αγροτικών περιοχών.
Ακόμη και εκεί όπου διδάσκεται η φυσική, τα μαθήματα σπάνια ασχολούνται με το πώς μπορεί να εφαρμοστεί η φυσική στην καθημερινή ζωή των μαθητών.
Αυτή η προσέγγιση μπορεί να εμποδίσει την προθυμία των μαθητών να μάθουν. Στη δουλειά μου ως εκπαιδευτικός φυσικής, συνάντησα μαθήματα που επικεντρώνονταν κυρίως στην απομνημόνευση τύπων. Αυτή η μέθοδος δεν προάγει την κριτική σκέψη και περιορίζει την ικανότητα των μαθητών να επιλύουν δημιουργικά προβλήματα.
Οι δάσκαλοι μερικές φορές πιστεύουν ότι αν ένας μαθητής δεν κατανοεί μια έννοια της φυσικής, είναι δικό τους πρόβλημα. Οι δάσκαλοι συχνά δεν προσπαθούν να παρουσιάσουν το υλικό με τρόπο που να επιτρέπει στους μαθητές να ασχοληθούν πιο βαθιά με το μάθημα. Αυτό επιδεινώνει τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν ήδη οι φτωχότεροι, μη λευκοί μαθητές, όπως χαμηλότερα πρότυπα και λιγότερο υλικό μαθημάτων.
Φανταστείτε αν οι μαθητές μπορούσαν να δουν πώς η φυσική επηρεάζει την καθημερινότητά τους σε αθλήματα, ακραίες καιρικές συνθήκες ή στο ψήσιμο και το μαγείρεμα. Πώς μπορεί αυτές οι συνδέσεις με τον πραγματικό κόσμο να πυροδοτήσουν την περιέργεια και να προωθήσουν μια βαθύτερη κατανόηση της φυσικής;
Κάντε τη φυσική σχετική
Η ανεπαρκής διδασκαλία της φυσικής έχει συνέπειες.
Καθώς η οικονομία γίνεται πιο τεχνολογική, η κατανόηση της φυσικής είναι ζωτικής σημασίας. Ωστόσο, ο αριθμός των Αμερικανών με ισχυρή γνώση της φυσικής μειώνεται.
Η έλλειψη υποψηφίων για θέσεις εργασίας που απαιτούν βασικές γνώσεις φυσικής θα μπορούσε να βλάψει την ανταγωνιστικότητα των ΗΠΑ στην παγκόσμια οικονομία ή να αναγκάσει τις εταιρείες να αναθέσουν σε εξωτερικούς συνεργάτες ορισμένες θέσεις εργασίας σε χώρες με καλύτερα εκπαιδευμένο εργατικό δυναμικό.
Πολλοί μαθητές έχουν μια αόριστη ιδέα ότι θέλουν να ακολουθήσουν μια καριέρα στο STEM. Γνωρίζουν ότι αυτές οι δουλειές τείνουν να πληρώνουν καλά και μπορεί να είναι ενδιαφέρουσες και ικανοποιητικές. Αλλά δεν συνειδητοποιούν καν ότι η μελέτη της φυσικής μπορεί να τους προετοιμάσει καλύτερα για ρόλους ως μηχανικός αεροδιαστημικής, προγραμματιστής λογισμικού ή περιβαλλοντικός επιστήμονας, για να αναφέρουμε μερικά.
Και μόνο η κατανόηση αυτής της σχέσης θα μπορούσε να αυξήσει την επιθυμία τους να μάθουν το υλικό.
Ωστόσο, υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να αυξήσετε το κίνητρο. Το ερευνώ και το αναπτύσσω εδώ και χρόνια και ονομάζεται «πολιτισμικά σχετική φυσική εκπαίδευση».
Η φυσική διδάσκεται συνήθως με τρόπους που δεν ταιριάζουν σε ένα διαφορετικό σώμα μαθητών, με αποτέλεσμα χαμηλότερα επιτεύγματα και αφοσίωση, ιδιαίτερα μεταξύ φτωχών και μη λευκών μαθητών. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα αυτοί οι πληθυσμοί να βλέπουν μικρή αξία στην εκμάθηση της φυσικής.
Τα παραδοσιακά μαθήματα φυσικής γυμνασίου διδάσκουν αφηρημένες εξισώσεις και καλύπτουν θέματα όπως η κίνηση βλημάτων και τα ηλεκτρικά κυκλώματα. Ο δάσκαλος μπορούσε να εξηγήσει τους νόμους της κίνησης του Νεύτωνα χρησιμοποιώντας μόνο παραδείγματα από την ευρωπαϊκή ιστορία, όπως η εκτόξευση οβίδων.
Δεν θα μπορούσα να κατηγορήσω τους μαθητές στο Raymond του Μισισιπή, για παράδειγμα, αν αναρωτιόντουσαν γιατί στη γη μάθαιναν για την τροχιά των όπλων του 18ου αιώνα.
Φυσική στους αγώνες, τα γραπτά μηνύματα και τη γεωργία
Πιστεύω ότι μπορούμε να αντιστρέψουμε αυτή την τάση και να δημιουργήσουμε μια νέα γενιά ενθουσιωδών και επαγγελματιών της φυσικής διδάσκοντας τη φυσική με έναν πολιτισμικά κατάλληλο τρόπο. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να επιτευχθεί αυτό.
Συνεργάστηκα με δασκάλους στην Καλιφόρνια για να ερευνήσω πώς η φυσική της κυματικής κίνησης επηρεάζει τη δυναμική των σεισμών και την κατασκευή κτιρίων. Πρόσθετα μαθήματα καλύπτουν την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα μηνύματα κειμένου μεταδίδονται μέσω της κυματικής κίνησης και πώς μπορεί να διδαχθεί η φυσική των πυροβόλων όπλων χρησιμοποιώντας τις έννοιες της διατήρησης της ορμής και της ορμής.
Αυτό επιτρέπει στους δασκάλους να λαμβάνουν υπόψη την κουλτούρα και τα ενδιαφέροντα των μαθητών για να κάνουν τη φυσική πιο προσιτή και συναρπαστική. Δεν υπάρχει μια προσέγγιση που ταιριάζει σε όλους: Ενώ η φυσική των σεισμών μπορεί να λειτουργεί καλύτερα σε μια σχολική περιφέρεια σε μια περιοχή, η φυσική των τυφώνων μπορεί να λειτουργεί καλύτερα σε μια άλλη.
Υπάρχει επείγουσα ανάγκη για περισσότερες ευκαιρίες για εκμάθηση φυσικής, ιδιαίτερα στον αγροτικό Νότο.
Στοιχεία από το Εθνικό Κέντρο Στατιστικών Εκπαίδευσης δείχνουν ότι οι μαθητές σε αυτές τις περιοχές έχουν λιγότερη πρόσβαση σε μαθήματα προηγμένων φυσικών επιστημών, συμπεριλαμβανομένης της φυσικής, από τους συνομηλίκους τους στις πόλεις και στα προάστια. Και μια έκθεση του 2021 από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Φυσικής διαπιστώνει ότι λιγότερα λύκεια στον αγροτικό Νότο προσφέρουν μαθήματα φυσικής για προχωρημένους, γεγονός που μπορεί να οφείλεται εν μέρει στη σημαντική έλλειψη καταρτισμένων καθηγητών φυσικής σε αυτές τις κοινότητες.
Οι στοχευμένες παρεμβάσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην κάλυψη αυτής της ανάγκης.
Έχω ήδη συνεργαστεί με δασκάλους στα Νοτιοανατολικά για να αναπτύξω δραστηριότητες που περιλαμβάνουν το NASCAR – ένα εξαιρετικά δημοφιλές άθλημα στην περιοχή – ώστε οι μαθητές να μπορούν να μάθουν για τους τύπους κινητήρων, την επιτάχυνση και τη θερμική ενέργεια. Είμαι επίσης ένας από τους κύριους ερευνητές μιας συνεργασίας μεταξύ του Michigan State University και δύο HBCUs, του Alabama A&M University και του Winston-Salem State University, για την εφαρμογή πολιτιστικά ανταποκρινόμενης εκπαίδευσης φυσικής στον αγροτικό Νότο.
Δεδομένης της πλούσιας γεωργικής παράδοσης της περιοχής, η επιστήμη της καλλιέργειας φυτών και σιτηρών μπορεί να είναι ένας άλλος τομέας της φυσικής εκπαίδευσης. Οι δάσκαλοι θα μπορούσαν να περιγράψουν λεπτομερώς πώς η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια. εξηγήστε πώς τα φρούτα και τα λαχανικά έχουν μοναδικά χρώματα λόγω του τρόπου που απορροφούν και αντανακλούν τα μήκη κύματος του φωτός. και εξηγήστε πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν φυσικές έννοιες όπως η δυναμική των υγρών για τη βελτίωση των τεχνικών άρδευσης.
Με την εκμάθηση αυτών των πραγματικών εφαρμογών, οι φοιτητές γεωπονικών θα μπορούσαν να ενδυναμωθούν να συνεισφέρουν στην κοινότητά τους.
Αυτό το έργο δεν αφορά μόνο το κλείσιμο ενός κενού στην εκπαίδευση στη φυσική, αλλά και για την απελευθέρωση των δυνατοτήτων των μαθητών στον αγροτικό Νότο. Και ελπίζουμε ότι τελικά θα νιώσουν αρκετά σίγουροι με το φυσικό τους υπόβαθρο ώστε μια μέρα να ακολουθήσουν μια καριέρα στο STEM.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύτηκε από το The Conversation, έναν μη κερδοσκοπικό, ανεξάρτητο ειδησεογραφικό οργανισμό που σας φέρνει γεγονότα και αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας.
Γράφτηκε από τον Clausell Mathis, Κρατικό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο Clausell Mathis λαμβάνει χρηματοδότηση από το Υπουργείο Παιδείας των ΗΠΑ ως co-PI του προγράμματος Education Innovation and Research Grant. .