Suurin osa kaikista näyttää olevan yhtä mieltä siitä, että STEM (luonnontieteiden, tekniikan, tekniikan ja matematiikan) koulutus on tulevaisuuden tapa. STEM-koulutetut työntekijät ovat kysyttyjä ja heidän työttömyysaste on alhainen. Ja korkeakoulututkinnon suorittaneet, joilla on STEM-tutkinto, ansaitsevat paljon enemmän kuin muut kuin STEM-ikäiset.
Luonnontieteiden koulutus on kuitenkin monissa osissa maailmaa, myös suuressa osassa Yhdysvaltoja, syvästi riittämätöntä. Osa tästä johtuu resurssien puutteesta - Amerikan välisen kehityspankin mukaan noin 88 prosentilla Latinalaisen Amerikan kouluista ei ole tiedelaboratorioita. Jotkut johtuvat opettajien riittämättömästä koulutuksesta - lähes kolmannes amerikkalaisista lukion luonnontieteiden opettajista ei päättänyt opettamistaan aiheista eikä heillä ole todistuksia.
Chileläinen Komal Dadlani työskenteli biokemian maisteriksi Chilen yliopistossa, kun hän sai tietää, että monilla hänen kotimaassaan olevilla opiskelijoilla ei ollut laitteita luonnontieteiden asianmukaiseen opiskeluun. Joten hän oli yhteydessä kahteen opiskelijaan - Alvaro Peraltaan, joka oli loppumassa tietotekniikan maisteriin, ja Isidro Lagosiin, joka opiskeli biokemiaa - ja perusti yrityksen tekemään jotain asiasta. Heidän yritys Lab4U kehittää sovelluksia, jotka tekevät älypuhelimista ja tablet-laitteista tieteellisiä työkaluja. Tällä tavalla jokaisella opiskelijalla, jolla on pääsy puhelimeen, on tapa tehdä tutkimuksia fyysisessä maailmassa.
"Koska latinalaisamerikkalaiset ovat intohimoisia tieteelle, tiesimme luonnontieteiden koulutuksen todellisuuden kouluissa ja yliopistoissa alueella, jolla resurssit ovat rajalliset", hän sanoo.
Lab4U-sovellukset hyödyntävät älypuhelimen sisäänrakennettuja antureita. Heidän fysiikkasovelluksensa avulla tutkitaan puhelimen nopeusmittaria esimerkiksi nopeuden, etäisyyden ja siirtymän suhteen. Se muuntaa puhelimen mikrofonin sonometriksi aaltojen, amplitudin ja ajan tutkimiseksi. Sen kiihtyvyysanturia käytetään mittaamaan painovoimaa. Heidän pian käynnistyvä kemiasovellus muuttaa puhelimen kameran anturiksi, jotta puhelinta voidaan käyttää spektrofotometrinä tai kolorimetrinä. Tämä tarkoittaa, että opiskelijat voivat mitata materiaalin heijastus- tai välitysominaisuudet. Biologiasovellus, joka käyttää halpaa laserlinssiä puhelimen muuttamiseen mikroskoopiksi, on kehitteillä. Lab4U jopa haki patenttia yhdelle keksinnölleen, järjestelmälle, joka määrittää liuenneen aineen pitoisuuden värillisessä nesteessä älypuhelimen avulla kolorimetrinä.
Fysiikan sovelluksessa on yli 20 ennalta suunniteltua kokeilua, jotka opiskelijat voivat tehdä puhelimen työkaluilla. Yhdessä opiskelijat soittavat erilaisia nuotteja soittimella, sitten käyttävät sovelluksen äänityökalua selvittääksesi äänen suhteen taajuuteen. Toisessa opiskelijat kääntävät matkapuhelimensa heiluriksi ymmärtääkseen värähtelyn toimintaa. Lab4U etsii parhaillaan beetakäyttäjiä kemiasovellukselle, joka julkaistaan tänä vuonna.
”Opettajilta puuttuu työkaluja ja ennen kaikkea tukea ja ideoita siitä, miten tieteestä voidaan tehdä seikkailu”, Dadlani sanoo.
Lab4U: lla on käyttäjiä kaikkialla Latinalaisessa Amerikassa - Chilessä, Argentiinassa, Kolumbiassa, Meksikossa ja Uruguayssa - sekä Yhdysvalloissa. He ovat tehneet lentäjiä tekniikan käytöstä myös Lähi-idässä ja tulevat pian Intiaan. Yhteensä he työskentelevät yli 50 koulun ja 20 000 opiskelijan kanssa. Käyttäjien reaktio on ollut erittäin myönteistä, Dadlani sanoo. Lab4U: n tutkimuksen mukaan opiskelijoiden fysiikkatestausten suorituskyky nousee 40 prosenttia sovelluksen käytön jälkeen. Ja opettajat näyttävät pitävän siitä - noin 70 prosenttia käyttää sovellusta viikossa.
Hongkongin yliopiston koulutuksen tietotekniikkakeskuksen johtaja Allan Yuen sanoo, että tekniikan, kuten sovellusten, käyttö luonnontieteiden koulutuksessa on yleistymässä ympäri maailmaa. Tähän on monia etuja, Yuen sanoo, etenkin kun kyse on kustannuksista. Mutta on myös huolta siitä, että luotetaan voimakkaasti tekniikkaan.
Yksi huolenaihe on haasteteknologia, jota asetetaan opetussuunnitelmien kehittämiselle. "Tiede on pitkä historiallinen aihe, joten opetussuunnitelma on tietyllä tavalla varsin perinteinen", Yuen sanoo. "Joten jos haluat käyttää sovelluksia ja muuta viimeaikaista tekniikkaa, sinun on muutettava koko opetussuunnitelman rakenne."
Toinen kysymys on sukupuoli, Yuen sanoo. Teknologiassa on yleensä sukupuolierot - nuoruudesta lähtien pojat ovat todennäköisemmin kuin tytöt osoittaneet vanhempiensa käyttävän mobiililaitteita, ja heitä rohkaistaan todennäköisemmin kiinnostamaan tekniikkaa harrastuksina. Tämä tarkoittaa, että pojat saattavat tulla kouluun jo tekniikan edessä, ja jos tämä tekniikka on välttämätöntä luonnontieteiden ymmärtämiseksi, niin tytöt voivat myös jäädä jälkikäteen. Nämä kysymykset on otettava huomioon siirrettäessä teknologiaan perustuvia opetussuunnitelmia, Yuen sanoo.
"Meidän pitäisi suunnitella ja ajatella tätä kokonaisuutena sen sijaan, että teemme vain muutosta yhdessä näkökulmassa", hän sanoo.
Äskettäin Dadlani voitti Toyotain keksintöjen äiti -palkinnon, jolla kunnioitetaan naisyrittäjiä, keksijöitä ja keksijöitä. Palkinnon mukana tulee 50, 00 dollarin apuraha. Hän puhuu myös tänään New Yorkissa järjestetyssä Women in the World -huippukokouksessa, konferenssissa, jossa juhlitaan naisia, joilla on ollut suuri vaikutus alaan, omistettu auttamaan naisia ja tyttöjä etenemään erilaisilla saavutusalueilla.
"Se on ollut meille kunnia", Dadlani sanoo.
Dadlani on saanut mahdollisuuden kokeilla Toyota Mirai -yhtiötä, yrityksen vetypolttokennoautoa. Yhdessä kokeessa, joka normaalisti tehdään leluautolla, käytetään Mirai- ja fysiikka-sovellusta paikan mittaamiseen ajan myötä. Toinen koe mittaa kiihtyvyyttä ajan myötä käyttämällä fysiikan sovelluksen kiihtyvyysanturin kapasiteettia.
Dadlani toivoo Lab4U: n demokratisoivan tieteen, jolloin jopa vähän resursseja käyttävien maiden ja koulujen opiskelijat voivat tehdä käytännön kokeiluja. Hän toivoo myös innostavan opiskelijoita todella rakastamaan tiedettä, ehkä rohkaiseen enemmän menemään STEM-kenttiin. Tämä on erityisen kriittistä esimerkiksi Chilen kaltaisissa maissa, joissa tutkijoiden lukumäärä asukasta kohden on huomattavasti pienempi kuin muissa kehittyneissä maissa (Chilessä on 320 tutkijaa ja kehittäjää miljoonaa ihmistä kohden. Espanjassa on 2 889, Tanskassa 6 744, Kanadassa 4 649, Etelä-Koreassa). 5 380 ja Yhdysvalloissa 3 867).
"Meidän on annettava opiskelijoille mahdollisuus nauttia ja tuottaa uusia ideoita ja ratkaisuja, nähdä ympäröivää maailmaa, jossa tekniikoiden ja uusien menetelmien tulisi herättää uteliaisuutta ja antaa heille mahdollisuus elinikäiseen oppimiseen koulun ulkopuolella", hän sanoo.
