Кажется, большинство согласны с тем, что образование в области STEM (наука, технология, инженерия и математика) - это путь в будущее. Образованные работники STEM пользуются высоким спросом и имеют низкий уровень безработицы. А выпускники колледжей со степенями STEM зарабатывают намного больше, чем их коллеги, не являющиеся STEM.
Тем не менее, во многих частях мира, включая большую часть США, научное образование крайне неадекватно. Отчасти это связано с нехваткой ресурсов - по данным Межамериканского банка развития, около 88 процентов латиноамериканских школ не имеют научных лабораторий. Некоторые из них связаны с недостаточной подготовкой учителей - почти треть американских учителей естественных наук не изучали предметы, которые они преподают, и не имеют сертификатов.
Чилиец Комал Дадлани работала на степень магистра в области биохимии в Университете Чили, когда ей стало известно о том, что многим студентам в ее родной стране не хватает оборудования для надлежащего изучения естественных наук. Поэтому она связалась с двумя сокурсниками - Альваро Перальта, который заканчивает магистратуру в области информационных технологий, и Исидро Лагос, который изучал биохимию, - и основала компанию, которая что-то предприняла. Их компания Lab4U разрабатывает приложения, которые превращают смартфоны и планшеты в научные инструменты. Таким образом, любой студент, имеющий доступ к телефону, может проводить исследования в физическом мире.
«Поскольку латиноамериканцы увлечены наукой, мы знали реальность научного образования в школах и университетах в регионе, где ресурсы ограничены», - говорит она.
В приложениях Lab4U используются встроенные датчики смартфона. Их физическое приложение использует спидометр телефона для изучения таких вещей, как скорость, расстояние и смещение, и превращает микрофон телефона в сонометр для изучения волн, амплитуды и времени. Его акселерометр используется для измерения силы тяжести. Их приложение для химии, которое скоро запустится, превращает камеру телефона в сенсор, поэтому телефон можно использовать в качестве спектрофотометра или колориметра. Это означает, что учащиеся могут измерять отражающие или передающие свойства материала. Биологическое приложение, которое использует дешевый лазерный объектив для превращения телефона в микроскоп, находится в стадии разработки. Lab4U даже подала заявку на патент для одного из своих нововведений, системы для определения концентрации растворенных веществ в цветной жидкости, используя смартфон в качестве колориметра.
Приложение для физики содержит более 20 заранее разработанных экспериментов, которые учащиеся могут проводить с помощью инструментов телефона. В одном из них учащиеся играют разные ноты на музыкальном инструменте, а затем используют звуковой инструмент приложения, чтобы выяснить связь тона звука с частотой. В другом студенты превращают свои мобильные телефоны в маятники, чтобы понять, как работает колебание. Lab4U в настоящее время ищет бета-пользователей для приложения химии, которое будет выпущено в этом году.
«Учителям не хватает инструментов и, прежде всего, поддержки и идей о том, как сделать науку приключением», - говорит Дадлани.
Lab4U имеет пользователей по всей Латинской Америке - Чили, Аргентине, Колумбии, Мексике и Уругвае, а также в Соединенных Штатах. Они уже опробовали свои технологии на Ближнем Востоке и скоро будут в Индии. В общей сложности они работают с более чем 50 школами и 20 000 учащихся. По словам Дадлани, реакция пользователей была исключительно положительной. Согласно исследованию Lab4U, после использования приложения у учащихся при тестировании по физике возрастает производительность на 40 процентов. И учителям, похоже, это нравится - около 70 процентов используют приложение еженедельно.
Аллан Юн, директор Центра информационных технологий в образовании при Университете Гонконга, говорит, что использование технологий, таких как приложения, в научном образовании становится все более распространенным во всем мире. Юн говорит, что в этом есть много преимуществ, особенно когда речь идет о затратах. Но есть и опасения по поводу сильной зависимости от технологий.
Одной из проблем является проблема, которую технология ставит перед разработкой учебных программ. «Наука является предметом с долгой историей, поэтому учебная программа в некотором смысле довольно традиционна», - говорит Юн. «Итак, если вы хотите использовать приложения и другие новейшие технологии, вам нужно изменить всю структуру учебного плана».
Другая проблема - это пол, говорит Юэн. В технологиях наблюдается гендерный разрыв - с самого раннего возраста мальчики чаще, чем девочки, показывают, как их родители используют мобильные устройства, и с большей вероятностью будут поощрять интерес к технологиям в качестве хобби. Это означает, что мальчики могут прийти в школу уже впереди в технологиях, и, если эта технология необходима для понимания науки, то девочки могут отстать в этом тоже. Эти вопросы необходимо учитывать при реализации учебных программ на основе мобильных технологий, говорит Юн.
«Мы должны разрабатывать и думать об этом в целом, а не просто вносить изменения в одном аспекте», - говорит он.
Недавно Дадлани выиграл премию Toyota «Мать изобретателя», которая вручается женщинам-предпринимателям, изобретателям и новаторам. Награда предоставляется с грантом в размере 50, 00 долларов США. Она также выступит сегодня на Всемирной встрече на высшем уровне "Женщины в мире" в Нью-Йорке, на конференции, посвященной женщинам, оказавшим значительное влияние в своих областях, и призванной помочь женщинам и девочкам прогрессировать в различных областях достижений.
«Для нас это было честью», - говорит Дадлани.
У Дадлани была возможность провести эксперименты с Toyota Mirai, автомобилем компании на водородных топливных элементах. Один эксперимент, который обычно проводится на игрушечной машине, использует приложение Mirai и приложение для физики для измерения положения во времени. Другой эксперимент измеряет ускорение во времени, используя возможности акселерометра приложения физики.
Дадлани надеется, что Lab4U демократизирует науку, позволяя даже учащимся в странах с ограниченными ресурсами и школам проводить практические эксперименты. Она также надеется вдохновить студентов по-настоящему любить науку, возможно, побуждая их больше углубляться в области STEM. Это особенно важно в таких странах, как Чили, где количество ученых на душу населения намного меньше, чем в других развитых странах (в Чили на 320 000 исследователей и разработчиков приходится на миллион, в то время как в Испании 2889, в Дании 6744, в Канаде 4649, в Южной Корее 5380, а в США 3867).
«Нам нужно расширять возможности учащихся, им нужно получать удовольствие и генерировать новые идеи и решения, видеть окружающий их мир, где технологии и новые методологии должны вызывать любопытство и позволять им учиться на протяжении всей жизни за пределами школы», - говорит она.
