Ένα πρωί του πρωινού, η Atiyah Schroeter ξεκίνησε την πρώτη της βιολογία στην σχολή Capital City της Ουάσιγκτον, εισάγοντας έναν ομιλητή. Ο Δρ Τινγκ Γου, εξήγησε στους 16ην ηγέτες που βρίσκονται στα εργαστηριακά τραπέζια, είναι ειδικός στη γενετική από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.
Ήταν σαφές από τις χειροποίητες διπλές έλικες που κρέμονταν από το λευκό χαρτόνι ότι η τάξη ήταν στη μέση της μελέτης της γενετικής. Οι φοιτητές ήταν πολύ έμπειροι στο DNA και κατανοούσαν ότι οι δύο κλώνοι περιείχαν νουκλεοτίδια που ονομάζονταν γουανίνη, αδενίνη, θυμίνη και κυτοσίνη - ή, G, A, T και C, για συντομία.
Αλλά ο Wu ήθελε να μιλήσει για κάτι που δεν συμπεριλαμβάνεται συχνά στα αναλυτικά προγράμματα σπουδών του γυμνασίου. Ήταν στο σχολείο για να συζητήσει την προσωπική γενετική - και τα ηθικά και νομικά ζητήματα που προκύπτουν όταν τα άτομα είναι σε θέση να έχουν την αλληλουχία του DNA τους.
Ο γενετιστής είναι μικρός στο ύψος, αλλά ακόμη και με ένα χαλαρό και συστηματικό στυλ, παραγγέλνει την προσοχή των εφήβων.
"Πόσοι από εσάς έχετε δει την ταινία Αγοραστή της Αδελφής μου ;" ρώτησε.
Λίγα χέρια ανέβηκαν.
"Θα θέλατε να συνοψίσω για την τάξη τι ήταν αυτή η ταινία;" Wu ζήτησε από ένα νεαρό κορίτσι μερικές σειρές πίσω.
"Καλά, βασικά, η μεγαλύτερη αδελφή είχε καρκίνο και η μικρότερη αδελφή ήταν η μόνη που είχε το είδος των οργάνων ή του αίματος για να ταιριάζει με την μεγαλύτερη αδελφή, έτσι ήθελαν να χρησιμοποιήσουν τα όργανα ή το αίμα της. Αλλά η μικρή αδελφή δεν ήθελε πια, έτσι πήρε έναν δικηγόρο. Δείχνουν απλώς όλους τους αγώνες που έζησε το κορίτσι με τον καρκίνο με την οικογένειά της », είπε ο μαθητής.
"Ξέρατε ότι βασίστηκε σε μια πραγματική ιστορία;", δήλωσε ο Wu.
Ο Wu επεσήμανε μια φωτογραφία της Molly Nash, ενός μικρού κοριτσιού σε μπλε τζιν παντελόνια, φιλώντας τον αδερφό της, τον Αδάμ, που προβάλλεται σε μια οθόνη στο μπροστινό μέρος της τάξης. "Θέλετε να σας πω αυτή την ιστορία;" ρώτησε.
Αρκετοί μαθητές κούνησαν το κεφάλι.
***
Το 2007, ο Wu ίδρυσε το Πρόγραμμα Εκπαίδευσης Προσωπικής Γενετικής (pgEd). Ο στόχος της ήταν να περιορίσει το χάσμα που είδε ανάμεσα σε αυτό που μπορούν να κάνουν οι επιστήμονες και σε αυτό που το κοινό γνωρίζει ότι μπορούν να κάνουν. Ένιωσε ότι οι τάξεις των γυμνασίων ήταν οι καλύτεροι αγωγοί για την ανταλλαγή πληροφοριών με την κοινή γνώμη σχετικά με την πρόοδο της γενετικής, και έτσι σχημάτισε μια μικρή ομάδα επιστημόνων και εκπαιδευτικών για να σχεδιάσουν σχέδια μαθήματος.
Το PgEd παρέχει αυτά τα σχέδια μαθήματος - που αποτελούνται από δραστηριότητες, υλικό ανάγνωσης και παρουσιάσεις PowerPoint για την προσωπική γενετική και πώς σχετίζονται με θέματα όπως η αναπαραγωγή, η υγειονομική περίθαλψη, ο αθλητισμός, η επιβολή του νόμου και οι διακρίσεις - στους εκπαιδευτικούς, δωρεάν. Κάθε τόσο συχνά, ο Wu και άλλα μέλη της ομάδας επισκέπτονται σχολεία σε όλη τη χώρα για να προσφέρουν στους μαθητές τους τα ίδια μαθήματα.
Όταν ο Wu δεν μιλάει με τους εφήβους στο ρόλο του ως διευθυντή του pgEd, διδάσκει τη γενετική στη Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ. Στο "Wu Lab", αυτή και η ομάδα των μεταδιδακτορικών, μεταπτυχιακών φοιτητών, ερευνητικών βοηθών και τεχνικών μελετούν τη θέση και τη συμπεριφορά του χρωμοσώματος και πώς αυτό διαδραματίζεται στην κληρονομιά.
"Είχα πάντα εμπλακεί στη συζήτηση σχετικά με το πού πηγαίνει αυτός ο τομέας και πώς εμείς, ως γενετιστές, μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι η αλληλουχία θα είναι ευεργετική και εξίσου προσιτή σε όλους ανεξάρτητα από την κοινωνικοοικονομική τους κατάσταση", δήλωσε ο Wu.
Με την αυξημένη προσβασιμότητα στην τεχνολογία προσδιορισμού ακολουθίας DNA, βέβαια, έρχεται η ανάγκη να εξεταστεί ο τρόπος με τον οποίο η κοινωνία θα πρέπει να την χρησιμοποιεί με υπευθυνότητα. Πρέπει να επιτρέπεται στους ανθρώπους να ελέγχουν έμβρυα για οδυνηρές, θανατηφόρες ασθένειες που αναπτύσσονται σε διαφορετικά στάδια της ζωής; Είναι εντάξει για τους γονείς να εξετάζουν έμβρυα για γενετικές παραλλαγές που συνδέονται με βίαιη συμπεριφορά; Ο Wu θέτει αυτές τις ερωτήσεις και άλλους σε μια έρευνα που εκδίδει στις τάξεις που επισκέπτεται.
«Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, μεταξύ των φίλων τους, υπάρχει μια εύλογη πιθανότητα ότι θα γνωρίσουν κάποιον ή θα τους δοθεί ένα δίλημμα που θα περιλαμβάνει τη διάθεση γενετικών πληροφοριών. Είναι εκείνες τις στιγμές που θέλετε να έχουν κάτι στη μνήμη τους για να τους βοηθήσουν να ξέρουν ότι συχνά δεν υπάρχει σωστή απάντηση - ότι αν έρθουν σε μια απόφαση που είναι καλή γι 'αυτούς, τότε έχουν το δικαίωμα να κολλήσουν με αυτό . "
Ο Wu θέλει να χρησιμοποιήσει την ιστορία που αποτέλεσε τη βάση για τον Keeper της Αδελφής μου όταν διδάσκει μαθητές γυμνασίου.
Η Molly Nash γεννήθηκε με την αναιμία Fanconi, μια ασθένεια που έκανε το σώμα της ανίκανο να επισκευάσει λάθη στο DNA της. Ως αποτέλεσμα, βρισκόταν σε τεράστιο κίνδυνο να πάθει καρκίνο. Οι γονείς της έψαξαν στον κόσμο για έναν δωρητή μυελού των οστών, με την ελπίδα ότι η κόρη τους θα μπορούσε να πάρει τη μεταμόσχευση που χρειάστηκε για να επιβιώσει, αλλά δεν κατάφεραν να βρουν έναν αγώνα. Ήταν ουσιαστικά προετοιμασία για Molly να αρρωσταίνουν και να πεθάνουν, όταν μια νέα τεχνική που ονομάζεται προεμφυτευτική γενετική διάγνωση έγινε διαθέσιμη.
Χρησιμοποιώντας τη γονιμοποίηση in vitro, οι γιατροί στο πανεπιστήμιο της Μινεσότα δημιούργησαν πολλά έμβρυα από τα αυγά και το σπέρμα των γονέων της Molly. Κοίταξαν το DNA σε κάθε έμβρυο και, ευτυχώς, βρήκαν ένα που ήταν βιώσιμος αγώνας μυελού των οστών και όχι φορέας της νόσου. Ο Γου εξηγεί στο αιχμάλωτο κοινό ότι το έμβρυο αυτό εμφυτεύτηκε στη μητέρα του Molly και όταν γεννήθηκε το μωρό, ο Αδάμ, χρησιμοποιήθηκε αίμα ομφάλιου λώρου για να σωθεί η ζωή της αδελφής του.
"Τι νομίζετε για αυτόν τον τρόπο σώζοντας κάποιον;" ρώτησε την τάξη στο DC "Τώρα, θυμηθείτε, δεν υπάρχει σωστή ή λάθος απάντηση."
***
Τον περασμένο Μάρτιο, ο Smithsonian και το ερευνητικό κέντρο Pew συνεργάστηκαν για να ελέγξουν την κατανόηση των βασικών επιστημών από τους Αμερικανούς. Η έρευνα, η οποία ελήφθη από περισσότερους από 1.000 ενήλικες, αποτελείται από 13 ερωτήσεις. Ποια είναι η κύρια λειτουργία των ερυθρών αιμοσφαιρίων, για παράδειγμα, και ποιο φυσικό αέριο πιστεύουν οι περισσότεροι επιστήμονες ότι προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα; Ο μέσος όρος βαθμολογίας στο κουίζ ήταν D +.
Ένα ανησυχητικό ποσοστό 46% των ερωτηθέντων δήλωσε ότι ο κύριος λόγος για τον οποίο οι νέοι δεν επιδιώκουν τα πτυχία της επιστήμης και των μαθηματικών είναι επειδή τα θέματα αυτά είναι "πάρα πολύ σκληρά". Τούτου λεχθέντος, πολλοί ηγέτες σκέψης πιστεύουν ότι η μελλοντική επιτυχία της χώρας βόλτες σε σχολεία που παράγουν ένα μεγαλύτερο και καλύτερο εργατικό δυναμικό από ανθρώπους στον τομέα των επιστημών, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών (STEM). Σύμφωνα με το Γραφείο Στατιστικών Εργασίας, η απασχόληση στον τομέα της επιστήμης και της μηχανικής αναμένεται να αυξηθεί κατά 20, 6% μεταξύ 2008 και 2018, σε σύγκριση με συνολικό ποσοστό αύξησης της απασχόλησης 10, 1%.
Λοιπόν, τι δίνει; Πώς μπορεί το εκπαιδευτικό σύστημα στις Ηνωμένες Πολιτείες να ανταποκριθεί στα αιτήματα αυτά;
Μια στρατηγική, όπως αποδεικνύεται από το Πρόγραμμα Εκπαίδευσης Προσωπικής Γενετικής, ήταν να φέρει τους επιστήμονες σε αίθουσες διδασκαλίας, με την ελπίδα να ενισχύσουν το πρόγραμμα σπουδών, να δημιουργήσουν συνεργασίες με τους εκπαιδευτικούς και, κυρίως, να προκαλέσουν ένα πάθος για την επιστήμη στους μαθητές.
Για 12 χρόνια, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών εκπόνησε αυτή τη στρατηγική σε μεγάλη κλίμακα, με τους Μεταπτυχιακούς Φοιτητές της Επιστήμης, της Τεχνολογίας, της Μηχανικής και των Μαθηματικών (STEM) στο πρόγραμμα K-12 Education, πιο γνωστό ως πρόγραμμα GK-12. Το πρόγραμμα κατέληξε σε 5ετή επιχορήγηση στα πανεπιστήμια, έτσι ώστε οκτώ έως δέκα μεταπτυχιακοί φοιτητές στην επιστήμη κάθε χρόνο θα μπορούσαν να συνεργαστούν με τους καθηγητές στις τοπικές τάξεις K-12. Η ρύθμιση, τουλάχιστον ανεκδοτικά, ωφελήθηκε από όλα τα εμπλεκόμενα μέρη. Οι υποτρόφιοι έγιναν καλύτεροι υπεύθυνοι επικοινωνίας της επιστήμης. Οι γνώσεις των εκπαιδευτικών για το θέμα τους ενισχύθηκαν, όπως και το επίπεδο άνεσής τους με κορυφαία πειράματα, και ο ενθουσιασμός των μαθητών για την επιστήμη βελτιώθηκε. Περισσότεροι από 10.000 υποτρόφους του GK-12 εργάστηκαν σε 5.000 σχολεία σε ολόκληρη τη χώρα και εξυπηρετούσαν πάνω από μισό εκατομμύριο φοιτητές, πριν ολοκληρωθεί το πρόγραμμα λόγω των ομοσπονδιακών περικοπών του προϋπολογισμού.
Ορισμένα από τα κολλέγια που συμμετείχαν στο πρόγραμμα GK-12 έχουν βρει τρόπους να κρατήσουν την προσπάθεια ζωντανή, ακόμη και χωρίς χρηματοδότηση από το NSF. Ο Επιστήμονας του Πανεπιστημίου Vanderbilt στο πρόγραμμα συνεργασίας στην τάξη, για παράδειγμα, συνεργάτες μεταπτυχιακούς φοιτητές και μεταδιδακτορικούς υποτρόφους στα τμήματα STEM σε πέντε τοπικά πανεπιστήμια με καθηγητές στα δημοτικά σχολεία του μητροπολιτικού Nashville. Για δέκα ημέρες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, οι επιστήμονες, με ποικίλες γνώσεις - στις γεωργικές επιστήμες, τη βιοχημεία και την πολιτική μηχανική, για να αναφέρουμε μερικές - συναντιούνται με καθηγητές K-12 για να σχεδιάσουν σχέδια μαθήματος. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της σχολικής χρονιάς, οι επιστήμονες περνούν μια μέρα κάθε εβδομάδα στην τάξη, ενορχηστρώντας τις δραστηριότητες. Για παιδιά δημοτικού σχολείου, ένα πείραμα μπορεί να κάνει παγωτό χρησιμοποιώντας υγρό άζωτο. για τους μεσαίους σπουδαστές, ίσως μελετά την όσμωση σε μια φέτα πατάτας και οι υψηλοί μαθητές μπορούν να πάρουν ένα μάθημα κληρονομιάς και δακτυλογράφησης. Φέτος, το πρόγραμμα διέθεσε 20 επιστήμονες σε εννέα διαφορετικά δημόσια σχολεία του Νάσβιλ.
Σύμφωνα με τον συντονιστή του προγράμματος, Jeannie Tuschl, τα αποτελέσματα επίτευξης στην επιστήμη πέρυσι στο Hattie Cotton STEM Magnet Elementary, ένα από τα σχολεία που συμμετείχαν, διπλασιάστηκαν. Οι προ-δοκιμές δείχνουν ότι οι βαθμολογίες εκεί θα διπλασιαστούν ακόμα πάλι φέτος. Λέει επίσης ότι τα σχολεία συχνά αναφέρουν υψηλότερη συμμετοχή στις ημέρες που βρίσκονται οι επιστήμονες.
"Έχοντας έναν επιστήμονα στην τάξη προκαλεί ένα ενδιαφέρον για την επιστήμη που πραγματικά δεν έχει ποτέ αποκαλυφθεί ποτέ για κάποια από αυτά τα παιδιά. Είναι εκπληκτικό το πόσο ξαφνικά ανακάλυψαν ότι η επιστήμη είναι πραγματικά διασκεδαστική ", λέει ο Tuschl.
Σε αντίθεση με μια επίσκεψη μιας ημέρας καριέρας, οι συνεχείς εβδομαδιαίες επισκέψεις των υποτρόφων παρέχουν στους μαθητές την ευκαιρία να οικοδομήσουν σχέσεις με επιστήμονες. "Πολλοί από αυτούς δεν συναντήθηκαν ποτέ με έναν επιστήμονα οποιουδήποτε είδους", λέει ο Tuschl. "Χωρίς να βλέπεις έναν επιστήμονα, δεν σκέφτεσαι να γίνεις επιστήμονας. Παρέχει μια ευκαιρία για αυτούς να αναγνωρίσουν την επιστήμη ως μια εφικτή καριέρα γι 'αυτούς. "
Οι μη κερδοσκοπικοί οργανισμοί, τα μουσεία και άλλες οργανώσεις έχουν επίσης βρει τρόπους ενσωμάτωσης ερευνητών στην τάξη. Το ReSET, για παράδειγμα, είναι ένα μη κερδοσκοπικό οργανισμό 25 ετών στην Ουάσιγκτον, το οποίο προσλαμβάνει κυρίως συνταξιούχους βοτανολόγους, βιοχημικούς, μηχανικούς της αεροδιαστημικής, στατιστικούς και άλλους επιστήμονες. Οι εθελοντές πραγματοποιούν έξι μονοήμερες επισκέψεις στα δημοτικά σχολεία της πόλης κατά τη διάρκεια ενός εξαμήνου και ως τελικό σε ταξίδια μολύβδου σε μέρη όπως το διαστημικό κέντρο Goddard, ο Εθνικός ζωολογικός κήπος ή ένας τοπικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής.
Σε ένα άλλο μοντέλο, το Smithsonian Environmental Research Center (SERC) στο Edgewater, Maryland, φέρνει επιστήμονες σε αίθουσες διδασκαλίας παγκοσμίως μέσω τηλεδιάσκεψης. Ο Mark Haddon, διευθυντής της εκπαίδευσης στο SERC, και οι επιστήμονες της Smithsonian εμπλακούν σε διαδραστικά μαθήματα διάρκειας μισής ώρας ή μίας ώρας από το πεδίο.
"Οι σπουδαστές πρέπει να γνωρίζουν πού βρίσκεται το SERC στο χάρτη. Συνήθως χρησιμοποιώ το Google Earth για να πάω από το σχολείο τους στο Chesapeake Bay, έτσι ώστε να μπορούν να δουν πού είμαι σε σχέση με αυτούς », λέει ο Haddon. Παίρνει θέματα όπως η βιολογία του μπλε καβουριού, η δασική οικολογία, τα χωροκατακτητικά είδη και η υπερθέρμανση του πλανήτη, που συνδέονται με τη διεξαγόμενη έρευνα από τους επιστήμονες του Smithsonian. "Όσο το δυνατόν περισσότερο, είμαι έξω. Αν μιλάω για τον κόλπο Chesapeake, είμαι σε αποβάθρα. Έχω μπλε καβούρια σε κουβάδες δίπλα μου και τα τραβώνω ", προσθέτει.
Ένα από τα πλεονεκτήματα του προγράμματος εξ αποστάσεως εκπαίδευσης του SERC είναι ότι επιτρέπει στους μαθητές να βλέπουν τους επιστήμονες σε δράση. "Δεν φορούν εργαστηριακά παλτά. Φορούν γαϊδουράκια ισχίου. Γίνονται βρώμικα και βρεγμένα και κοιτάζουν διαφορετικά ζώα. Ή, είναι στην κορυφή του δέντρου ", λέει ο Haddon. "Το κέρδος, νομίζω, είναι να πω, " Κοίτα, αυτή είναι η επιστήμη. Αυτό είναι πραγματικά ενδιαφέρον και υπάρχουν πολλοί νέοι που το κάνουν. "
***
Προς το παρόν, η επιτυχία προγραμμάτων που φέρνουν τους εργαζόμενους επιστήμονες σε αίθουσες δημοτικών, μέσων και γυμνασίων μετριέται σε μεγάλο βαθμό σε ιστορίες που μοιράζονται οι συμμετέχοντες και όχι σε σκληρά δεδομένα. Αλλά, όπως σημειώνει ο Jeannie Tuschl, "Μερικές φορές οι αριθμοί απλά δεν δείχνουν τι πραγματικά συμβαίνει μεταξύ ενός δασκάλου και ενός επιστήμονα και ενός επιστήμονα και των μαθητών".
Αφού χτύπησε το κουδούνι, σηματοδοτώντας το τέλος της τάξης του Ting Wu, συγκέντρωσα μια ομάδα μαθητών για να λάβω τα σχόλιά τους. Τους ρώτησα αν σκέφτηκαν ότι ήταν καλή ιδέα τα σχολεία να προσκαλέσουν επιστήμονες για να διδάξουν μαθήματα και πήρα ένα ηχηρό «Ναι».
"Εάν ένας συγκεκριμένος επιστήμονας ή ερευνητής έρχεται στην τάξη, μπορεί να αλλάξει εντελώς την προοπτική σας ή ολόκληρο το μέλλον σας, επειδή ίσως ξαφνικά αισθανθείτε ότι θέλετε να πάτε σε κάτι σαν τη γενετική», είπε μια νέα γυναίκα.
Ένας μάλλον σοβαρός φοιτητής παραδέχτηκε ότι δεν ήταν σίγουρος ποια πορεία καριέρας θα ακολουθούσε, αλλά μετά από να ακούσει τον Wu να μιλάει για εξατομικευμένη ιατρική, φαντάζονταν εαυτός γενετιστής.
Αυτό που με εντυπωσίασε περισσότερο ήταν ένας νεαρός άνδρας που θεωρούσε τον εαυτό του ως επιστήμονα. "Ειλικρινά ανακάλυψα μερικούς νέους καταπληκτικούς τρόπους με τους οποίους εμείς, ως επιστήμονες, μπορούμε να βοηθήσουμε την ανθρωπότητα", είπε, απαντώντας στην επίσκεψη του Wu. "Αντί να αφήσουμε τα παιδιά να πεθάνουν, ανακαλύψαμε έναν νέο τρόπο να βοηθήσουμε τους ανθρώπους να ζουν. Τα πάντα με ενδιαφέρουν σήμερα. "
Ο ένατος γκρέιντερ ήταν πραγματικά εμπνευσμένος. « Μπορούμε να ανακαλύψουμε ακόμα περισσότερα», είπε.
