www.biology4u.gr

Της Anne Osburn, από το ανοικτής προσβάσεως περιοδικό PLoS Biology

Όταν πλέον ως ενήλικες έχουμε  γίνει ειδικοί σε έναν τομέα, η ικανότητά μας  να αναγνωρίζουμε τους συνδέσμους μεταξύ των διαφορετικών κλάδων, έχει μειωθεί ακόμη  περισσότερο.  Αν κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας χάσουμε την ικανότητά μας να επικοινωνούμε με  άλλες ομάδες ειδικών  (λ.χ. χημικούς, φυσικούς, μαθηματικούς ) ή με αυτούς που δεν έχουν καμία πιστοποιημένη επιστημονική εκπαίδευση, πέραν αυτής του Λυκείου (στους οποίους συμπεριλαμβάνονται πολίτες, πολιτικοί  και διαμορφωτές της κοινής γνώμης), αν σταματήσουμε να αντιλαμβανόμαστε τις ανάγκες της κοινωνίας, τότε η αξία που προσδίδουμε στην κοινωνία αυτή, τίθεται σε κίνδυνο. Έτσι όμως γεννιέται το ερώτημα: Πώς θα κατορθώσουμε να σπάσουμε τους φραγμούς ή να αποτρέψουμε την καθιέρωσή τους, χωρίς ωστόσο να θέσουμε σε κίνδυνο τα στάνταρτς για τη διδασκαλία των διαφορετικών κλάδων;  

Ενώ οι μαθητές των Λυκείων και οι ενήλικες αισθάνονται συχνά ότι περιορίζονται από ψυχικούς φραγμούς, στα παιδιά του δημοτικού σχολείου δεν έχει ακόμη παγιωθεί ο διαμερισματοποιημένος  τρόπο σκέψης και έχουν λιγότερες αναστολές.  Εξερευνούν τον κόσμο που τα περιβάλλει μέσω της δικής τους προσωπικής περιπέτειας της ανακάλυψης, στην οποία διερευνούν, εικάζουν, αναζητούν, πειραματίζονται και ρισκάρουν. Τα παιδιά χρειάζονται αυτές τις δεξιότητες  για  να πραγματώσουν το πλήρες δυναμικό  και τη δημιουργικότητα που θα αναπτύξουν ως  ενήλικες, και είναι οι ίδιες δεξιότητες που χρειάζεται ένας επιστήμονας, προκειμένου να επιτύχει τομές στο αντικείμενό του.  Σε όποιο τομέα και αν εξειδικευθούμε, χωρίς  την ικανότητα ή την αυτοπεποίθηση να ρισκάρουμε, είναι αμφίβολο αν επιτύχουμε ποτέ κάποια σημαντική συμβολή σε αυτόν.  

Όλοι  προσπαθούμε να νοηματοδοτήσουμε τον κόσμο που μας περιβάλλει με τον δικό μας τρόπο,  και ενώ οι επιστήμονες και οι καλλιτέχνες προσεγγίζουν τις ενασχολήσεις τους με διαφορετικό τρόπο, και οι δύο εξαρτώνται από την ικανότητα τους, να ορίζουν ένα πρόβλημα, να σημειώνουν λεπτομέρειες, να ερευνούν και να αποσπούν την ουσία του προβλήματος.  Και οι δύο χρειάζονται ένα συνδυασμό δημιουργικότητας και τεχνικής επάρκειας.  Ο πυρήνας της επιστημονικής εργασίας προϋποθέτει την κριτική σκέψη, τη δημιουργία και τον έλεγχο  υποθέσεων και την αυστηρή ερμηνεία των δεδομένων και των παρατηρήσεων , που με τη σειρά της οδηγεί  σε περαιτέρω υποθέσεις, προβλέψεις και πειραματικούς ελέγχους.  Η γενική αντίληψη των καλλιτεχνών φαίνεται ότι περιλαμβάνει σε ένα πολύ μεγάλο βαθμό την αυθαίρετη ερμηνεία των φυσικών παρατηρήσεων, προκειμένου να κατανοήσουν τον κόσμο που τους περιβάλλει, αν και προσωπικά διστάζω να θεωρήσω ότι αυτοί οι δεξιοτέχνες είναι ανίκανοι για κριτική σκέψη, πειραματικό σχεδιασμό, αυστηρή ανάλυση και προοδευτική ανάπτυξη. Παραμερίζοντας αυτά τα ζητήματα και οι δύο ομάδες εμφορούνται από  τις δικές τους προκατασκευασμένες ιδέες, τις δεξιότητες και τις προοπτικές , όταν καταπιάνονται με την επίλυση των προβλημάτων που τους απασχολούν.  Τελικώς  αποσκοπούν να εντοπίσουν την «καλύτερη δυνατή πιθανότητα» που είναι διαθέσιμη σε αυτούς τη δεδομένη χρονική στιγμή και επίσης να κοινοποιήσουν αυτήν την κατανόηση  με σαφήνεια, σε άλλους, ώστε να εκτιμηθεί. Όσο περισσότερες αντιλήψεις, ενσωματώνονται σε αυτές τις προσωπικές προσεγγίσεις, τόσο περισσότερο γινόμαστε ικανοί να συνθέσουμε μια συνεκτική, περισσότερο πλήρη και στερεή κατανόηση.

Ένας τρόπος να εισαγάγουμε την επιστήμη στη ζωή των μαθητών είναι να εκμεταλλευτούμε τη φυσική περιέργεια των παιδιών και την ισχύ των εικόνων, ώστε να κατευθύνουμε την περιέργειά τους στην έρευνα της επιστήμης και του κόσμου. Οι εντυπωσιακές εικόνες  με επιστημονικά θέματα–ειδικά αυτές που δείχνουν κάτι με ένα απρόσμενο τρόπο- λειτουργούν σα μαγνήτες που έλκουν τους ανθρώπους όλων των ηλικιών και ειδικοτήτων, με την αξιοπερίεργη  αλλά μη απειλητική αναπαράσταση των φυσικών φαινομένων.  Ξυπνούν την περιέργεια και διεγείρουν την όρεξη για περισσότερη μάθηση.  Χρησιμοποιώντας τις εικόνες ως αφετηρία για επιστημονικό πειραματισμό, τέχνη και δημιουργικό γράψιμο η Πρωτοβουλία SAW ( Science, Art and Writing) (http://www.sawtrust.org/) σπάζει τους φραγμούς ανάμεσα στις επιστήμες και τις τέχνες. Κάθε πρόγραμμα της  SAW project περιλαμβάνει ένα επιστημονικό θέμα που υποστηρίζεται από μια συλλογή προσεκτικά επιλεγμένων εντυπωσιακών επιστημονικών εικόνων. Με αυτή την προσέγγιση τα παιδιά διαπιστώνουν ότι οι επιστήμες και οι τέχνες διασυνδέονται, και ανακαλύπτουν νέους και συναρπαστικούς τρόπους να κοιτάζουν τον κόσμο.   

Οι εκπαιδευτικοί μπορούν να τρέξουν τα προγράμματα  SAW από μόνοι τους. Ωστόσο σε πολλά από τα προγράμματα που έχουν πραγματοποιηθεί ως σήμερα έχουν συμμετάσχει ομάδες επιστημόνων, καλλιτεχνών, συγγραφέων που συνεργάστηκαν με εκπαιδευτικούς, ώστε να σχεδιαστούν και να ολοκληρωθούν.  Ο εκπαιδευτικός μπορεί να εργαστεί παράλληλα με τον επιστήμονα, ώστε να ολοκληρώσεις το καλλιτεχνικό στοιχείο του προγράμματος ή εναλλακτικά το σχολείο μπορεί να καλέσει έναν ποιητή ή καλλιτέχνη να συμμετάσχει στην ομάδα SAW . Οι επιστήμονες που θα επιθυμούσαν να αναμιχθούν σε ένα πρόγραμμα  SAW, θα μπορούσαν να συνεννοηθούν με ένα εκπαιδευτικό ώστε να διαλέξουν μαζί ένα θέμα που θα ήθελαν να διερευνήσουν, που μπορεί να  περιλαμβάνεται στο πρόγραμμα σπουδών ή ακόμη καλύτερα να προέρχεται από τον τομέα έρευνας του επιστήμονα.

Για παράδειγμα η δική μου ερευνητική ομάδα εργάζεται πάνω στα προϊόντα φυτικής προέλευσης, το πρόγραμμα δηλαδή που επέλεξαν δύο νεαροί ερευνητές ο Sam Mugford (μεταδιδακτορικός ερευνητής ) και η  Melissa Dokarry (υποψήφια διδάκτωρ), να εργαστούν. Ο  Sam και η Melissa ανέπτυξαν το δικό τους μονοήμερο πρόγραμμα SAW στο Δημοτικό Σχολείο του  Norfolk, για τις τάξεις από 7 ως 9 χρονών σε συνεργασία με την εκπαιδευτικό Heather Delf.  Επέλεξαν τις εικόνες που φαίνονται στην Εικόνα 1, ως αφετηρία για τη διερεύνηση του θέματός τους και εισήγαγαν τα παιδιά την έννοια των προϊόντων φυτικής προέλευσης, ενθαρρύνοντάς τα να διερευνήσουν γιατί τα φυτά μπορούν να παραγάγουν χημικές ουσίες που μπορούν να έχουν διαφορετικές οσμές, χρώματα και γεύσεις. Τα παιδιά και οι επιστήμονες διερεύνησαν μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών φυτικών υλικών και τα δείγματα αυτά, μαζί με τις εικόνες, χρησιμοποιήθηκαν για να διεγερθεί περαιτέρω συζήτηση και επεξεργασία.

Ο Sam και η Melissa χρησιμοποίησαν εικόνες από μικροσκοπική παρατήρηση φύλλων μέντας και λεβάντας για να τονίσουν τους εξειδικευμένους αδένες από τους οποίους παράγεται η μυρωδιά και η γεύση των φύλλων και οι μαθητές συζήτησαν τους λόγους για τους οποίους οι αδένες αυτοί χρειάζονται. Μικρογραφίες από το εσωτερικό της μύτης και των γευστικών καλύκων παρείχαν ένα μέσο για τη σύνδεση αυτών των συστατικών με τις αισθήσεις και για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο τα μηνύματα, μεταφέρονται από τα αισθητήρια όργανα στον εγκέφαλο. Στη συνέχεια η τάξη διερεύνησε το πώς τα χρώματα, οι οσμές και οι γεύσεις των φυτών, μπορούν να προσελκύσουν ή να απομακρύνουν τα έντομα. Αυτή η μικρή εισαγωγή στη χημική οικολογία υποστηρίχθηκε από τη χρήση μιας εικόνας στην οποία μια μελίγκρα, τρέφεται από ένα φύλλο. Η τάξη επίσης συζήτησε για τα φυτά ως πηγές  φαρμακευτικών ουσιών. Ο  Sam και η Melissa έδειξαν στα παιδιά εικόνες από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο κρυστάλλων ταξόλης (ένα αντικαρκινικό φάρμακο που παράγεται από το φλοιό του ελάτου) και ένα μοριακό μοντέλο του φαρμάκου αρτεμισίνης, που χρησιμοποιείται κατά της ελονοσίας. Κατά τη διάρκεια αυτής της εναρκτήριας συζήτησης τα παιδιά ανέπτυξαν ενδιαφέρον για την ποικιλία των χημικών ουσιών που παράγουν τα φυτά. Επίσης απέκτησαν ουσιαστικότερη κατανόηση των ιδιοτήτων και της οικολογικής σημασίας αυτών των χημικών ουσιών και της αξίας τους για ιατρικές και άλλες χρήσεις.

Τα παιδιά στη συνέχεια προχώρησαν σε πειράματα (βλέπει Εικόνα 2), εργαζόμενα με τη συλλογή φυτών που τους προμήθευσαν το σχολείο και οι επιστήμονες. Ο κεντρικός στόχος της πειραματικής εργασίας  ήταν να αποσπάσουν και να αναλύσουν τις χρωστικές των φυτών. Τα παιδιά ενθαρρύνθηκαν να δημιουργήσουν και να ελέγξουν τις δικές τους υποθέσεις – όπως για παράδειγμα τα κοκκινογούλια και το κόκκινο λάχανο (που έχουν και τα δύο μωβ χρώμα) περιέχουν την ίδια ή διαφορετικές χρωστικές; Φυτικό υλικό (φύλλα ή άνθη) κονιορτοποιήθηκε με τη χρήση γουδιών και το προϊόν διηθήθηκε και αναλύθηκε με χρωματογραφία χάρτου. Οξέα (ξύδι και χυμός λεμονιού) και βάσεις (διάλυμα διττανθρακικού νατρίου)χρησιμοποιήθηκαν, προκειμένου να διαπιστωθεί αν υπήρχε  μεταβολή στο χρώμα που οφειλόταν στο pH. Μερικοί μαθητές έφιαξαν «δοκιμαστικούς σωλήνες ουρανίου τόξου» με διαβαθμίσεις χρωμάτων λόγω της προσθήκης διαφορετικών ποσοτήτων οξέων ή βάσεων στα διάφορα δείγματα. Όπου ήταν δυνατόν τα παιδιά ενθαρρύνθηκαν να αναπτύξουν περαιτέρω τις ιδέες τους, μέσα από πειραματική δραστηριότητα που είχαν τα ίδια σχεδιάσει. Η ανάλυση των ουσιών που είχαν εξαχθεί συχνά απεκάλυψε μίγματα χρωμάτων, όπως για παράδειγμα της χλωροφύλλης Α και Β , που διαχωρίστηκαν. Τα παιδιά συζήτησαν το τι μπορούν να κάνουν αυτές οι χρωστικές στα φυτά. Στο τέλος αυτής της πρακτικής δραστηριότητας ο Sam και η  Melissa  ενημέρωσαν τα παιδιά για τις δομές και τις ονομασίες μερικών από τις κοινές φυτικές χρωστικές και περιέγραψαν πώς συμπεριφέρονται αυτές οι ουσίες στις πειραματικές διαδικασίες που χρησιμοποιήθηκαν. Τα παιδιά συνέκριναν αυτές τις ιδιότητες με τις ιδιότητες των ουσιών που απέσπασαν από τα φυτά και ταυτοποίησαν επιτυχώς μερικές από αυτές.

Μετά από ένα διάλειμμα η τάξη προχώρησε στην ποίηση, κάτω από την καθοδήγηση του ποιητή  Mike O'Driscoll και του  Joe Mugford (αδελφού του Sam). Η φάση αυτή ξεκίνησε με μια μικρή εισαγωγή στην ποίηση,  ώστε να δοθεί έμφαση στη δυνατότητά της να παροτρύνει την ανάπτυξη της ατομικής φαντασίας και  την ανάγκη για εξερεύνηση, σε αντίθεση με την τυποποιημένη σκέψη. Παραλληλίστηκε η ποίηση με την επιστήμη και τόσο οι επιστήμονες όσο και οι καλλιτέχνες  παρατήρησαν και εξέτασαν τα διαθέσιμα στοιχεία και την πρόοδο που σημειώθηκε. Κατά τη διάρκεια μιας συζήτησης πάνω σε εικόνες με επιστημονικό αντικείμενο, οι ποιητές παρότρυναν τα παιδιά να τις χρησιμοποιήσουν ως δημιουργικές αφετηρίες για τη συγγραφή ποίησης.  Τα παιδιά ήταν ελεύθερα να διαλέξουν όποια εικόνα επιθυμούσαν και να τη διερευνήσουν μέσω της ποίησης και/ή να αντλήσουν άλλες ιδέες που ενεπνεύστηκαν από το επιστημονικό τμήμα του προγράμματος. Παραδείγματα και των δύο προσεγγίσεων παρουσιάζονται στο πλαίσιο 1. Η φρεσκάδα και η φαντασία των παιδιών δεν έπαψαν ποτέ να μας καταπλήσσουν. Ήταν ξεκάθαρο από την ποίηση των παιδιών, ότι η επιστήμη είχε ασκήσει σημαντική επίδραση πάνω τους.  Αφού η τάξη ολοκλήρωσε και αναθεώρησε τα ποιήματα που συνέγραψε, η εργασία εορτάστηκε στο τέλος αυτής της φάσης με αναγνώσεις. Όλοι οι μαθητές ήταν περήφανοι για την εργασία τους και ήθελαν να την μοιραστούν μεταξύ τους.

Μετά το γεύμα η τελική φάση είχε ως επικεφαλής τον καλλιτέχνη Chris Hann. Ο Chris εστίασε στο μοριακό μοντέλο του ανθελονοσιακού φαρμάκου αρτεμισίνη, επειδή ένοιωθε πως η εικόνα του προσφερόταν για ερμηνεία μέσω της γλυπτικής. Ο στόχος ήταν να ενθαρρυνθούν οι μαθητές να ερμηνεύσουν  την εικόνα με το δικό τους τρόπο, για να αναζητήσουν  τις σχέσεις μεταξύ των δομών, των χρωμάτων και των μορφών  και να εργαστούν σε ομάδες για να κάνουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο, χρησιμοποιώντας χρωματιστές μπάλες και σωληνάρια από πολυστυρένιο (Σχήμα 3)

Η σύνδεση της επιστήμης, της τέχνης και του γραψίματος γύρω από μια κεντρική επιστημονική εστίαση, αντιπροσωπεύει ένα ισχυρό μέσο εισαγωγής της επιστήμης στην σχολική αίθουσα. Σπάει τους φραγμούς ανάμεσα στην επιστήμη και τις τέχνες, ενώ παράλληλα απαιτεί τα υψηλότερα στάνταρτς για τη διδασκαλία καθενός ξεχωριστού κλάδου. Οι εικόνες παρέχουν μια κρίσιμη άγκυρα κατά τη μετάβαση από την επιστήμη σε άλλους κλάδους. Τα παιδιά βυθίζονται εξολοκλήρου μέσα στο θέμα και εμπλέκονται απολύτως σε αυτήν την έντονη μαθησιακή εμπειρία.  Χρησιμοποιώντας αυτήν την πολυδιαθεματική προσέγγιση η πρωτοβουλία SAW κάνει πολύ περισσότερα από την προώθηση της παρατήρησης.  Διεγείρει την κριτική σκέψη, την καθοδηγούμενη από την υπόθεση επιστημονική ανακάλυψη και την δημιουργική εξερεύνηση.  Και το κυριότερο, η εξερεύνηση του θέματος μέσω διαφορετικών προσεγγίσεων, μαζί με τον κεντρικό ρόλο των εικόνων, κάνει τους μαθητές που έχουν διαφορετικές δυνατότητες και διαφορετικά στυλ μάθησης, να βρίσκουν τον δικό τους τρόπο να μαθαίνουν.

Το πρόγραμμα αυτά που σχεδίασαν ο  Sam και η Melissa, είναι ένα από τα 15 προγράμματα που τρέχουν από επιστήμονες του John Innes Centre και του  Institute of Food Research in Norwich, UK, και χρηματοδοτούνται από το Biotechnology and Biological Sciences Research Council.  Τα 15 προγράμματα που έχουν σχεδιαστεί γύρω από διαφορετικά αντικείμενα της επιστημονικής έρευνας που διεξάγεται στα δύο ινστιτούτα περιλαμβάνουν, δραστηριότητες για το άμυλο, τα φράκταλς, το DNA, τα γαλακτώματα, τους Στρεπτομύκητες, τη Σαλμονέλλα κ.α.  Οι επιστήμονες παρείχαν τις συμβουλές τους, για το στήσιμο και τη διεξαγωγή των προγραμμάτων. Από τη στιγμή που έβρισκαν ένα σχολείο να εργαστούν μαζί του και είχαν ορίσει το θέμα και τις εικόνες που θα χρησιμοποιούσαν, συστείνονταν στους ποιητές και τους καλλιτέχνες που θα έκαναν τα υπόλοιπα, στο πλαίσιο της ομάδας του SAW. Από τη στιγμή που οι ποιητές και οι καλλιτέχνες ενημερώνονταν για το θέμα και τις εικόνες επιστημονικού αντικειμένου με τις οποίες θα εργάζονταν, ήταν δική τους επιλογή να αποφασίσουν για τον τρόπο με τον οποίο θα χρησιμοποιήσουν το θέμα και τις εικόνες, ώστε να σχεδιάσουν υψηλής ποιότητας δημιουργικές δραστηριότητες. Οι ποιητές και οι καλλιτέχνες δεν αναμένεται να είναι επιστήμονες με τον ίδιο τρόπο που οι επιστήμονες δεν αναμένεται να είναι ποιητές ή καλλιτέχνες. Οι επιστήμονες, οι ποιητές και οι καλλιτέχνες πρέπει να είναι πιστοί στους δικούς τους αντιστοίχως κλάδους. Έτσι μόνο μπορούν να διατηρηθούν υψηλά στάνταρτς για κάθε έναν από τους επιμέρους τομείς.

Τον 21ο αιώνα τα σχολεία θεωρούνται όλο και περισσότερο ως μαθησιακές κοινότητες στις οποίες όλοι μαθαίνουν μαζί, τόσο οι ενήλικες, όσο και τα παιδιά. Στις προτεραιότητές τους περιλαμβάνονται η εξατομικευμένη μάθηση, η κοινωνική ανάπτυξη, η δημιουργική και κριτική σκέψη, η εκπαίδευση που συνδέεται με τον καθημερινό κόσμο, οι διαθεματικά αναπτυσσόμενες δεξιότητες, η πρόκληση και η επιχειρηματικότητα. Η συμμετοχή της κοινότητας και η ανάμειξη ειδικών είναι οι σημαντικοί παράγοντες αυτής της εξίσωσης. Η συνεργασία των καλλιτεχνών και των επιστημόνων με τους εκπαιδευτικούς και τους μαθητές σε διαθεματικές δραστηριότητες στις οποίες επιχειρείται η μελέτη της επιστήμης και του κόσμου, είναι ως εκ τούτου πολύ επίκαιρη. Ο εορτασμός των καρπών που αποφέρουν αυτές οι δραστηριότητες μέσω του μοιράσματός τους, στο εσωτερικό του σχολείου, αλλά και στην ευρύτερη κοινότητα, παρέχει μια πρόσθετη διάσταση στην όλη διαδικασία και καθιστά την επιστήμη προσιτή σε όλους.

Ευχαριστίες

Η Anne Osbourn θα επιθυμούσε να ευχαριστήσει όλους όσοι συμμετείχαν στα προγράμματα  SAW projects, το Branco Weiss Fellowship Programme (Society in Science, Switzerland) και το  Biotechnology and Biological Sciences Research Council (UK) για τη χρηματοδότηση, το  Wissenschaftskolleg zu Berlin για τη γενναιόδωρη φιλοξενία μιας συνάντησης στην οποία ετέθησαν τα θεμέλια γι’ αυτό το άρθρο, και  τον Dr. John Nicholson για τα κριτικά σχόλιά του στο χειρόγραφο.

Περισσότερες πληροφορίες για την πρωτοβουλία SAW μπορούν να αναζητηθούν στην ιστοσελίδα  Saw Trust Web site (http://www.sawtrust.org/; UK registered charity no. 1113386), και στην έκδοση  See Saw, μια ανθολογία για την ποίηση των παιδιών και τις καλλιτεχνικές δημιουργίες πάνω σε επιστημονικά θέματα από το πρώτο πρόγραμμα SAW  [1].

Αναφορές

1.    Osbourn A, Pirrie J, Nicholson J, Holbeck K, Hogden S, editors (2005) See Saw. An anthology of poetry and artwork around science by children from Rockland St. Mary County Primary School and Framingham Earl High School, working with Matthew Sweeney and Jill Pirrie Norwich (UK): The SAW Press. 64. p.