Úgy tűnik, hogy a legtöbb mindenki egyetért azzal, hogy a STEM (természettudomány, technológia, mérnöki és matematikai) oktatás a jövő útja. A STEM képzettséggel rendelkező munkavállalók iránti igény nagy, és alacsony a munkanélküliségi ráta. A STEM fokozattal rendelkező főiskolai hallgatók sokkal többet keresnek, mint a nem STEM társaik.
A világ számos részén, beleértve az Egyesült Államok nagy részét is, a természettudományi oktatás mélyen elégtelen. Ennek egy része az erőforrások hiányának tudható be - az Amerikaközi Fejlesztési Bank szerint a latin-amerikai iskolák körülbelül 88% -ának nincs tudományos laboratóriuma. Néhány ok a tanárképzés elégtelenségéből fakad - az amerikai középiskolai természettudományi tanárok csaknem egyharmada nem tanult az általuk tanított tantárgyakban, és nem rendelkezik bizonyítvánnyal.
A chilei Komal Dadlani biokémiai diplomát végzett a Chilei Egyetemen, amikor tudomására jutott, hogy szülőföldjének sok hallgatójának nincs eszköze a tudomány megfelelő tanulmányozására. Tehát kapcsolatba lépett két diáktársakkal - Alvaro Peraltaval, aki az informatika mesterképzését fejezte be, és Isidro Lagosszal, aki biokémiai tanulmányokat folytatott - és társaságot alapított, hogy tegyen valamit. Cégük, a Lab4U olyan alkalmazásokat fejleszt, amelyek okostelefonokat és táblagépeket tudományos eszközökké változtatnak. Így minden telefonnal rendelkező hallgatónak lehetősége van kutatást végezni a fizikai világban.
"Mivel a latin-amerikai amerikaiak szenvedélyesek a tudomány iránt, tudtuk a természettudományi oktatás valóságát az iskolákban és az egyetemeken, ahol a források korlátozottak" - mondja.
A Lab4U alkalmazások kihasználják az okostelefonok beépített érzékelőinek előnyeit. Fizikai alkalmazásuk a telefon sebességmérőjét használja a sebesség, a távolság és az elmozdulás tanulmányozására, és a telefon mikrofonját szonométerré változtatja a hullámok, amplitúdó és idő mérésére. Gyorsulásmérője a gravitáció mérésére szolgál. A hamarosan elinduló kémiai alkalmazásukkal a telefon kamerája érzékelővé válik, így a telefont spektrofotométerként vagy koloriméterként lehet használni. Ez azt jelenti, hogy a hallgatók megmérhetik az anyag reflexiós vagy átviteli tulajdonságait. Fejlesztés alatt áll egy biológiai alkalmazás, amely olcsó lézerlencsét használ a telefon mikroszkópká alakításához. A Lab4U szabadalom iránti kérelmet nyújtott be az egyik innovációjára, egy rendszerre az oldott anyag koncentrációjának meghatározására egy színes folyadékban, okostelefon segítségével koloriméterként.
A fizika alkalmazásnak több mint 20 előre megtervezett kísérlete van, amelyeket a hallgatók megtehetnek a telefon eszközeivel. Az egyikben a hallgatók különféle hangjegyeket játsszanak egy hangszeren, majd az alkalmazás hangszerével kiderítik a hanghang és a frekvencia kapcsolatát. Egy másik esetben a hallgatók ingává alakítják a mobiltelefonjukat, hogy megértsék az oszcilláció működését. A Lab4U jelenleg béta-felhasználókat keres a kémiai alkalmazás számára, amelyet ebben az évben jelentenek meg.
„A tanároknak hiányoznak eszközök és mindenekelőtt támogatás és ötletek a tudomány kalandvá tételéhez” - mondja Dadlani.
A Lab4U felhasználói egész Latin-Amerikában - Chile, Argentína, Kolumbia, Mexikó és Uruguay -, valamint az Egyesült Államokban vannak. Pilótákat készítettek technológiájuk felhasználására a Közel-Keleten is, és hamarosan Indiában. Összességében több mint 50 iskolával és 20 000 hallgatóval dolgoznak. A felhasználói válasz rendkívül pozitív volt - mondja Dadlani. A Lab4U kutatása szerint a hallgatók 40% -kal növelik a fizikai tesztelés teljesítményét az alkalmazás használata után. És úgy tűnik, hogy a tanárok szeretik - mintegy 70 százalékuk hetente használja az alkalmazást.
Allan Yuen, a Hong Kongi Egyetem Információs Technológiai Oktatási Központjának igazgatója szerint a technológia, mint például az alkalmazások használata a természettudományos oktatásban egyre gyakoribb szerte a világon. Ennek sok előnye van - mondja Yuen, főleg amikor a költségek merülnek fel. De vannak aggodalmak az is, hogy erősen támaszkodnak a technológiára.
Az egyik aggodalom a technológia kihívása a tantervek fejlesztése szempontjából. "A tudomány hosszú történelemű téma, tehát a tanterv bizonyos értelemben meglehetősen hagyományos" - mondja Yuen. "Tehát akkor, ha alkalmazásokat és más legújabb technológiákat akar használni, akkor meg kell változtatnia a tanterv teljes szerkezetét."
Egy másik kérdés a nem, mondja Yuen. A nemek közötti különbség általában a technológiában tapasztalható - fiatal kortól kezdve a fiúknak, mint a lányoknak, nagyobb valószínűséggel megmutatják, hogy szüleik hogyan tudják használni a mobil eszközöket, és nagyobb valószínűséggel ösztönzik őket arra, hogy hobbikként folytassák a technológiai érdeklődést. Ez azt jelenti, hogy a fiúk is előfordulhatnak, hogy iskolába járnak a technológiában, és ha ez a technológia szükséges a tudomány megértéséhez, akkor a lányok is lemaradhatnak ebből. Ezeket a kérdéseket figyelembe kell venni a mobil technológián alapuló tantervek végrehajtásakor - mondja Yuen.
"Meg kellene terveznünk és gondolnunk kellene erre az egészre, ahelyett, hogy csak egy szempontból változtatnánk" - mondja.
A közelmúltban Dadlani elnyerte a Toyota Anya találmánya díját, amely a női vállalkozókat, feltalálókat és innovátorokat tiszteli. A díj 50, 00 dolláros támogatással jár. Ma a New York-i Női Világcsúcstalálkozón is felszólal, egy olyan konferencián, amely a nők és a lányok fejlődésének elősegítését célzó konferenciát ünnepli, akik nagy hatással voltak a területükre.
"Megtiszteltetés volt számunkra" - mondja Dadlani.
Dadlaninak esélye volt kísérleteket végezni a Toyota Mirai-val, a cég hidrogénüzemű cellás autójával. Az egyik kísérlet, amelyet általában játékautóval hajtanak végre, a Mirai-t és a fizika alkalmazást használja a helyzet időbeli mérésére. Egy másik kísérlet az idő előrehaladását méri a fizikai alkalmazás gyorsulásmérő kapacitásának felhasználásával.
Dadlani azt reméli, hogy a Lab4U demokratizálná a tudományt, lehetővé téve az alacsony forrású országok és iskolák hallgatóinak, hogy gyakorlati kísérleteket végezzenek. Azt is reméli, hogy ösztönözni fogja a hallgatókat a tudomány valódi szeretésére, esetleg ösztönözve a STEM területeket. Ez különösen kritikus olyan országokban, mint Chile, ahol sokkal kevesebb tudós létszámot számolnak egy főre jutóan, mint más fejlett országokban (Chilében millió emberre számolnak 320 kutató és fejlesztő, Spanyolországban 2889, Dániában 6 744, Kanadában 4649, Dél-Koreában). 5380 és az Egyesült Államokban 3867).
"Fel kell hatalmaznunk a hallgatókat, élvezniük kell és új ötleteket és megoldásokat kell generálniuk, meg kell látniuk a körülöttük lévő világot, ahol a technológiáknak és az új módszereknek ösztönözniük kell a kíváncsiságot, és lehetővé kell tenniük az egész életen át tartó tanulást az iskolán kívül" - mondja.
