Większość wydaje się zgadzać, że edukacja w zakresie nauk ścisłych, technologii, inżynierii i matematyki jest drogą przyszłości. Pracownicy z wykształceniem STEM są bardzo poszukiwani i mają niską stopę bezrobocia. A absolwenci college'ów z dyplomami STEM zarabiają znacznie więcej niż ich rówieśnicy spoza STEM.
Jednak w wielu częściach świata, w tym w większości w USA, edukacja naukowa jest głęboko nieodpowiednia. Niektóre z nich wynikają z braku zasobów - według Międzyamerykańskiego Banku Rozwoju, około 88 procent szkół latynoamerykańskich nie ma laboratoriów naukowych. Niektóre z nich są spowodowane niewystarczającym przeszkoleniem nauczycieli - prawie jedna trzecia amerykańskich nauczycieli przedmiotów ścisłych w szkole średniej nie studiowała przedmiotów, których naucza i nie ma certyfikatów.
Chilijka Komal Dadlani pracowała na studiach magisterskich z biochemii na uniwersytecie w Chile, kiedy dowiedziała się o tym, że wielu studentom w jej ojczystym kraju brakuje sprzętu do prawidłowego studiowania nauk przyrodniczych. Nawiązała więc kontakt z dwoma kolegami - Alvaro Peraltą, który kończył studia magisterskie z informatyki, oraz Isidro Lagos, który studiował biochemię - i założyli firmę, która ma coś z tym zrobić. Ich firma, Lab4U, opracowuje aplikacje, które zamieniają smartfony i tablety w narzędzia naukowe. W ten sposób każdy uczeń mający dostęp do telefonu ma sposób prowadzenia badań w świecie fizycznym.
„Jako pasjonat nauki Ameryki Łacińskiej, znaliśmy rzeczywistość edukacji naukowej w szkołach i uniwersytetach w regionie, w którym zasoby są ograniczone”, mówi.
Aplikacje Lab4U wykorzystują wbudowane czujniki smartfona. Ich aplikacja fizyki używa prędkościomierza telefonu do badania prędkości, odległości i przemieszczenia, a mikrofon telefonu zamienia się w sonometr do badania fal, amplitudy i czasu. Akcelerometr służy do pomiaru grawitacji. Ich niedługo uruchomiona aplikacja chemiczna zamienia aparat telefonu w czujnik, dzięki czemu można go używać jako spektrofotometru lub kolorymetru. Oznacza to, że uczniowie mogą mierzyć właściwości odbicia lub transmisji materiału. Opracowywana jest aplikacja biologii, która wykorzystuje tani obiektyw laserowy, aby zmienić telefon w mikroskop. Lab4U złożyło nawet wniosek o patent na jedną ze swoich innowacji, system do oznaczania stężenia substancji rozpuszczonych w kolorowej cieczy, wykorzystujący smartfon jako kolorymetr.
Aplikacja fizyki ma ponad 20 wstępnie zaprojektowanych eksperymentów, które uczniowie mogą wykonywać za pomocą narzędzi telefonu. W jednym z nich uczniowie grają różne nuty na instrumencie muzycznym, a następnie korzystają z narzędzia dźwiękowego aplikacji, aby ustalić związek tonu dźwięku z częstotliwością. W innym uczniowie zamieniają telefony komórkowe w wahadło, aby zrozumieć, jak działa oscylacja. Lab4U szuka obecnie użytkowników wersji beta aplikacji chemicznej, która zostanie wydana w tym roku.
„Nauczycielom brakuje narzędzi, a przede wszystkim wsparcia i pomysłów, jak uczynić naukę przygodą” - mówi Dadlani.
Lab4U ma użytkowników w całej Ameryce Łacińskiej - Chile, Argentynie, Kolumbii, Meksyku i Urugwaju - a także w Stanach Zjednoczonych. Zrobili już pilotów wykorzystujących swoją technologię również na Bliskim Wschodzie, a wkrótce będą w Indiach. W sumie pracują z ponad 50 szkołami i 20 000 uczniów. Dadlani mówi, że reakcja użytkownika była bardzo pozytywna. Według badań Lab4U, studenci mają 40-procentowy wzrost wydajności testów fizycznych po użyciu aplikacji. A nauczycielom to się podoba - około 70 procent korzysta z aplikacji co tydzień.
Allan Yuen, dyrektor Center for Information Technology in Education na University of Hong Kong, mówi, że korzystanie z technologii takich jak aplikacje w edukacji naukowej staje się coraz powszechniejsze na całym świecie. Yuen mówi, że ma to wiele zalet, zwłaszcza jeśli chodzi o koszty. Istnieją jednak obawy dotyczące silnego polegania na technologii.
Jednym z problemów jest wyzwanie, jakie technologia stawia przed opracowaniem programu nauczania. „Nauka jest przedmiotem o długiej historii, więc program nauczania jest pod pewnymi względami dość tradycyjny”, mówi Yuen. „Zatem jeśli chcesz korzystać z aplikacji i innych najnowszych technologii, musisz zmienić całą strukturę programu nauczania”.
Inną kwestią jest płeć, mówi Yuen. Różnice między płciami występują w technologii - od najmłodszych lat chłopcy częściej niż dziewczęta są pokazani, jak korzystać z urządzeń mobilnych przez rodziców, i częściej zachęca się ich do zainteresowania się technologią jako hobby. Oznacza to, że chłopcy mogą przyjść do szkoły już z wyprzedzeniem w dziedzinie technologii, a jeśli ta technologia jest niezbędna do zrozumienia nauki, to dziewczynki również mogą zostać w tyle. Yuen mówi, że kwestie te należy wziąć pod uwagę przy wdrażaniu programów nauczania opartych na technologii mobilnej.
„Powinniśmy projektować i myśleć o tym jako całości, a nie tylko zmieniać jeden aspekt” - mówi.
Niedawno Dadlani wygrał nagrodę Matki wynalazków Toyoty, która uhonorowała kobiety-przedsiębiorców, wynalazców i innowatorów. Nagroda pochodzi z dotacji w wysokości 50, 00 USD. Przemówi także dzisiaj na szczycie Women in the World w Nowym Jorku, konferencji z udziałem kobiet, które wywarły znaczący wpływ w swoich dziedzinach, poświęconej pomocy kobietom i dziewczętom w osiągnięciu postępów w różnych dziedzinach.
„To dla nas zaszczyt” - mówi Dadlani.
Dadlani miał okazję przeprowadzić eksperymenty z Toyota Mirai, samochodem napędzanym wodorowymi ogniwami paliwowymi. W jednym eksperymencie, który normalnie przeprowadzano by z samochodzikiem, Mirai i aplikacja fizyki mierzyły pozycję w czasie. Kolejny eksperyment mierzy przyspieszenie w czasie, wykorzystując pojemność akcelerometru aplikacji fizyki.
Dadlani ma nadzieję, że Lab4U zdemokratyzuje naukę, umożliwiając nawet uczniom w krajach i szkołach o niskim poziomie zasobów eksperymentowanie. Ma również nadzieję zainspirować studentów do prawdziwej miłości do nauki, być może zachęcając więcej do pójścia na kierunki STEM. Jest to szczególnie ważne w krajach takich jak Chile, w których liczba naukowców na mieszkańca jest znacznie niższa niż w innych krajach rozwiniętych (Chile ma 320 naukowców i programistów na milion ludzi, podczas gdy Hiszpania ma 2889, Dania ma 6744, Kanada ma 4649, Korea Południowa ma 5380, a USA 3886).
„Musimy wzmocnić pozycję uczniów, muszą cieszyć się i generować nowe pomysły i rozwiązania, aby zobaczyć otaczający ich świat, w którym technologie i nowe metodologie powinny wzbudzać ciekawość i umożliwiać im uczenie się przez całe życie poza szkołą”, mówi.
