Tundub, et enamik nõustub, et STEM (loodusteaduste, tehnoloogia, inseneriteaduse ja matemaatika) haridus on tuleviku tee. STEMi haridusega töötajad on suure nõudlusega ja madala töötuse määraga. Ja STEM-kraadiga ülikoolilõpetajad teenivad palju rohkem kui mitte-STEM-i eakaaslased.
Kuid paljudes maailma piirkondades, sealhulgas suuremas osas USA-st, on loodusteaduste õpe harva sügav. Osa sellest on tingitud ressursipuudusest - Ameerika-vahelise Arengupanga andmetel puudub 88 protsendil Ladina-Ameerika koolidest loodusteaduslikud laborid. Mõne põhjuseks on ebapiisav õpetajakoolitus - peaaegu kolmandik Ameerika keskkooli loodusteaduste õpetajatest ei õppinud õpetatavates ainetes ega oma tunnistusi.
Tšiili Komal Dadlani töötas Tšiili ülikoolis biokeemia magistrikraadil, kui sai teada tõsiasja, et paljudel tema kodumaal õppivatel tudengitel puudus teaduse õigesti õppimiseks vajalik varustus. Niisiis võttis ta ühendust kahe kaasõpilasega - Alvaro Peraltaga, kes lõpetas infotehnoloogia magistriõppe, ja Isidro Lagosega, kes õppis biokeemiat - ning asutas ettevõtte, et selle nimel midagi ette võtta. Nende ettevõte Lab4U arendab rakendusi, mis muudavad nutitelefonid ja tahvelarvutid teaduslikuks tööriistaks. Nii saab iga telefoniga juurdepääsetav õpilane viia läbi teadusuuringuid füüsilises maailmas.
"Kuna ladinaameeriklased on kirglikud teaduse vastu, teadsime teaduseõppe tegelikkust selle piirkonna koolides ja ülikoolides, kus ressursid on piiratud, " räägib ta.
Lab4U rakendused kasutavad ära nutitelefoni sisseehitatud andureid. Nende füüsikarakendus kasutab telefoni spidomeetrit, et uurida selliseid asju nagu kiirus, vahemaa ja nihkumine ning telefonide mikrofon muudab lainete, amplituudi ja aja uurimiseks sonomomeetri. Selle kiirendusmõõturit kasutatakse gravitatsiooni mõõtmiseks. Nende peagi käivitatav keemiarakendus muudab telefoni kaamera anduriks, nii et telefoni saab kasutada spektrofotomeetri või kolorimeetrina. See tähendab, et õpilased saavad mõõta materjali peegeldus- või ülekandeomadusi. Bioloogiarakendus, mis kasutab telefoni mikroskoobiks muutmiseks odavat laserläätsi, on väljatöötamisel. Lab4U taotles isegi patenti ühe oma uuenduse jaoks - süsteemi lahustunud ainete kontsentratsiooni määramiseks värvilises vedelikus, kasutades nutitelefoni kolorimeetrina.
Füüsikarakenduses on rohkem kui 20 eelprojekteeritud katset, mida õpilased saavad telefoni tööriistadega teha. Ühes mängivad õpilased muusikariistal erinevaid noote, seejärel kasutavad rakenduse heliriista, et selgitada välja heli ja sageduse suhe. Teises osas muudavad õpilased mobiiltelefonid pendliks, et mõista, kuidas võnkumine töötab. Lab4U otsib praegu beetakasutajaid keemiarakenduse jaoks, mis ilmub sel aastal.
“Õpetajatel puuduvad tööriistad ja ennekõike tugi ja ideed, kuidas teadusest seiklus teha, ” sõnab Dadlani.
Lab4U-l on kasutajad kogu Ladina-Ameerikas - Tšiilis, Argentiinas, Colombias, Mehhikos ja Uruguays - ning ka USA-s. Nad on piloote teinud oma tehnoloogia kasutamisel ka Lähis-Idas ja peagi Indias. Kokku teevad nad koostööd enam kui 50 kooli ja 20 000 õpilasega. Kasutajate reaktsioon on olnud äärmiselt positiivne, väidab Dadlani. Lab4U uuringute kohaselt on pärast rakenduse kasutamist õpilaste füüsikakatsete tulemuste tõus 40 protsenti. Ja tundub, et õpetajatele see meeldib - umbes 70 protsenti kasutab seda rakendust nädalas.
Hongkongi ülikooli haridustehnoloogia keskuse direktor Allan Yuen ütleb, et tehnoloogia nagu rakenduste kasutamine teaduseõppes on kogu maailmas üha tavalisem. Yueni sõnul on sellel palju eeliseid, eriti kui tegemist on kuludega. Kuid muret tekitab ka see, kui suurel määral tugineda tehnoloogiale.
Üks mure on väljakutse tehnoloogia, mida õppekavade arendamine kujutab. "Teadus on pika ajalooga õppeaine, seega on õppekava mõnes mõttes üsna traditsiooniline, " ütleb Yuen. "Nii et kui soovite kasutada rakendusi ja muud uusimat tehnoloogiat, peate muutma kogu õppekava ülesehitust."
Teine küsimus on sugu, väidab Yuen. Tehnoloogias kipub olema soolisi erinevusi - juba noorest ajast alates on poistele rohkem kui tüdrukuid näidatud, kuidas nende vanemad kasutavad mobiilsidevahendeid, ja neid julgustatakse tõenäolisemalt tegelema harrastustega tehnoloogia vastu. See tähendab, et poisid võivad kooli tulla juba tehnika alal ja kui see tehnoloogia on teaduse mõistmiseks vajalik, siis võivad ka tüdrukud sellest maha jääda. Neid küsimusi tuleb mobiiltehnoloogiapõhiste õppekavade rakendamisel arvestada, ütles Yuen.
"Peaksime selle kavandama ja mõtlema tervikuna, mitte ainult ühes aspektis muudatusi tegema, " ütleb ta.
Hiljuti võitis Dadlani Toyota leiutamise ema auhinna, millega autasustatakse naisettevõtjaid, leiutajaid ja uuendajaid. Auhinnaga kaasneb 50, 00 dollari suurune toetus. Ta kõneleb ka täna New Yorgis toimuval naistemaailma tippkohtumisel - konverentsil, kus tähistatakse naisi, kellel on olnud oma valdkonnas suur mõju, mis on pühendatud naiste ja tüdrukute abistamisele erinevates saavutusvaldkondades.
"See on olnud meile auasi, " ütleb Dadlani.
Dadlanil on olnud võimalus katsetada ettevõtte vesinikkütuseelementidega auto Toyota Mirai abil. Ühes katses, mida tavaliselt tehakse mänguasjaautoga, kasutatakse positsiooni mõõtmiseks aja jooksul Mirai ja füüsikarakendust. Teine katse mõõdab kiirendust aja jooksul, kasutades füüsikarakenduse kiirendusmõõturi mahtu.
Dadlani loodab, et Lab4U demokratiseerib teaduse, võimaldades isegi vähe ressursse vajavate riikide ja koolide õpilastel teha praktilisi katseid. Samuti loodab ta innustada õpilasi teadust tõeliselt armastama, ehk julgustab ta rohkem õppima STEM-i valdkondadele. See on eriti kriitiline sellistes riikides nagu Tšiili, kus on palju vähem teadlasi elaniku kohta kui teistes arenenud riikides (Tšiilis on 320 teadlast ja arendajat miljoni inimese kohta), samas kui Hispaanias on 2889, Taanis 6744, Kanadas 4649, Lõuna-Koreas 5380 ja USA-s 3 867).
"Me peame õpilasi suurendama, nad peavad nautima ja genereerima uusi ideid ja lahendusi, nägema ümbritsevat maailma, kus tehnoloogiad ja uued metoodikad peaksid inspireerima uudishimu ja võimaldama neil elukestvat õpet ka väljaspool kooli, " ütleb ta.
