Den Schülern beizubringen, die Ungewissheiten der Wissenschaft zu verstehen, könnte dazu beitragen, das Vertrauen der Öffentlichkeit aufzubauen

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Den Schülern beizubringen, die Ungewissheiten der Wissenschaft zu verstehen, könnte dazu beitragen, das Vertrauen der Öffentlichkeit aufzubauen

Das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Wissenschaft wurde während der Pandemie beschädigt, und Experten sagen, dass es helfen könnte, den Schülern zu helfen, die natürliche Unsicherheit in der Wissenschaft zu verstehen, um sie wiederherzustellen.

„Wenn sich wissenschaftliche Erkenntnisse ändern, ist die öffentliche Wahrnehmung natürlich oft, dass etwas schief gelaufen ist, obwohl es in Wirklichkeit dem Fortschritt der Wissenschaft eigen ist“, sagte Assistenzprofessor Joshua Rosenberg, Lehrer und Fakultätsmitglied des Center for Enhancing. Mathematische und naturwissenschaftliche Ausbildung an der University of Tennessee. „Wir haben Beweise, die von Natur aus unsicher sind, und wir wägen diese Beweise gegen das ab, was wir bereits wissen, und wir aktualisieren unser Vertrauen im Laufe der Zeit. Aber so wird Wissenschaft oft nicht kommuniziert. So lernt man Wissenschaft oft nicht.

Als beispielsweise das SARS-COV-2-Virus 2019 zum ersten Mal eine globale Pandemie auslöste, hatten Wissenschaftler Mühe zu verstehen, wie sich das Virus verbreitete, mutierte und verschiedene Personengruppen betraf. Die Forschungsergebnisse und die darauf basierenden Empfehlungen für die öffentliche Gesundheit haben sich im Laufe der Zeit geändert, da sich die Studien auf größere Gruppen von Menschen in verschiedenen Bereichen und Situationen konzentrierten.

Viele waren frustriert und verwirrt über scheinbar widersprüchliche Ergebnisse. Der Anteil amerikanischer Erwachsener, die ein gewisses Vertrauen in Wissenschaftler ausdrückten, stieg an 86 % im Januar 2019 auf 77 % Ende 2021, nach Angaben des Pew Research Center. Nur 29 % sagten, sie hätten „viel Vertrauen“ in das Feld.

„Wenn wir Wissenschaft als eine Reihe von Fakten lehren, ist es einfach, diese Fakten als feststehend anzusehen“, sagte Rosenberg. „Wenn wir hingegen Naturwissenschaften unterrichten, um zu verstehen, wie die Welt funktioniert, dann ist es für die Schüler viel einfacher zu sehen, dass sie Dinge hervorbringt, auf die wir uns verlassen können, aber es fällt auch auf, wenn wir neue Dinge lernen, die unser Wissen verändern. „

In einem Bericht veröffentlicht am 14. Juni in der Zeitschrift Science & EducationRosenberg und Marcus Kubsch, Professor für Physik am Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik in Kiel, Deutschland, argumentieren, dass die Schüler in den ersten Jahren mehr mit den Konzepten der subjektiven Wahrscheinlichkeit und Unsicherheit konfrontiert werden müssen.

Alex Edwards, Naturwissenschaftslehrer der Klassen 6 bis 8 an der unabhängigen Tate’s School in Knoxville, Tennessee, sagte, das Misstrauen gegenüber der Wissenschaft unter seinen Schülern sei in den letzten Jahren „wirklich schwierig“ geworden und sie hätten oft Schwierigkeiten zu verstehen, warum sich die Ergebnisse im Laufe der Zeit ändern sollten . oder wie sich Bestätigungsverzerrungen entwickeln können.

Die Art und Weise, wie naturwissenschaftliche Lehrpläne den Unterricht untermauern, kann Misstrauen gegenüber dem Fach hervorrufen, wenn die Schüler ein gewisses Maß an Unsicherheit nicht akzeptieren, sagte Edwards. „Wir unterrichten kleine Stücke auf einmal. Wir lehren Dinge, die nicht unbedingt ganz richtig, aber verständlich sind, damit wir später wiederkommen und mehr lernen können. »

Zum Beispiel lernen die Schüler in den ersten Klassen vielleicht, dass die Erde eher eine Kugel als eine flache ist, und später erfahren sie, dass die Rotation des Planeten ihn eher zu einem abgeflachten Sphäroid als zu einer perfekten Kugel macht. „Es ist eine bessere Erklärung, aber es ist ein bisschen schwieriger zu erklären [to young students] dass „die Welt eine Kugel ist“. Die Welt als Kugel ist falsch, aber sie ist weniger falsch dass die Welt eine Scheibe ist“, sagte Edwards. Aber die Leute haben vielleicht die Vorstellung, dass alles falsch ist, wenn etwas nicht stimmt. „

Stattdessen argumentieren Rosenberg und seine Kollegen, dass Naturwissenschaftslehrer den Schülern helfen müssen, Variation, Wahrscheinlichkeit und Unsicherheit als Teil des normalen naturwissenschaftlichen Prozesses zu verstehen. Während die 2013 entwickelten Next Generation Science Standards diese Konzepte beinhalten, sagten die Forscher, dass die Schüler nur oft darüber lesen oder hören, aber weniger Möglichkeiten haben, selbst Experimente damit durchzuführen und zu diskutieren, wie und warum ihre Ergebnisse variieren können.

Beispielsweise hat Kubsch ein Programm aufgelegt, bei dem
Angehende Deutschlehrer lernen in drei bis vier 90-minütigen Sitzungen im Laufe eines Schuljahres, wie sie den Schülern beibringen, mit einer dreiteiligen Strategie über Unsicherheit zu argumentieren:

  • Seien Sie offen für neue Beweise, wenn sich wissenschaftliche Erkenntnisse weiterentwickeln, anstatt Erkenntnisse als unveränderlich zu betrachten;
  • Bewertung neuer Beweise im Lichte früherer Informationen; und;
  • Berücksichtigen Sie immer alternative Erklärungen für einen Befund.

Kubsch hat zudem eine App namens „Confidence Updater“ entwickelt, mit der Lehrerinnen und Lehrer Schülern helfen können, ihre eigenen Behauptungen und die Gewissheit ihrer Erkenntnisse zu reflektieren.

Etwas weniger Selbstvertrauen kann helfen

Jedes Jahr stellt Alex Edwards den Schülern der 6. Klasse eine täuschend einfache Frage: Sind Jungen oder Mädchen der 6. Klasse größer?

Dies kann eine sehr einfache Datenerfassungsaufgabe sein: Messen Sie sich und Ihre Klassenkameraden, zeichnen Sie die Daten auf, vergleichen Sie die Durchschnittswerte und berichten Sie. Aber Edwards drängt gerne zurück. Die Schüler erkennen, dass einige Klassenkameraden Höhen auf den nächsten Zoll runden, während andere auf den nächsten Viertelzoll runden. Sie kehren zurück, um ein einheitliches System und mehrere Messungen für jeden Schüler zu entwickeln. Sie stellen fest, dass Jungen eher sehr groß oder sehr klein sind als Mädchen, und besprechen, wie man mit Ausreißern umgeht. Rund und rund geht die Klasse, bis schließlich die Schüler mit ihren endgültigen Höhentabellen ankommen.

„Diese Grafik [of boys’ and girls’ average heights] wird normalerweise fast Hals und Hals sein. Und sie sehen es sich nur an und gehen weg, das hier ist größer. … also, wer auch immer die Mädchen erraten hat, hat Recht und wer auch immer die Jungs erraten hat, hat sich geirrt “, sagte Edwards. „Und dann sage ich: ‚Hey, das war meine Frage, macht die Jungs in dieser Klasse größer als die Mädchen in dieser Klasse? Sie werden nein sagen, es war jeder Sechstklässler-Junge und jedes Sechstklässler-Mädchen auf der Welt. Woher wissen wir also, dass wir damit richtig liegen? Und dann fange ich an, ihnen von diesem kleinen Teil der Unsicherheit zu erzählen.

Hee-Sun Lee, Senior Researcher beim Concord Consortium, einer Forschungsgruppe für Wissenschaft und digitale Bildung, forderte mehr als 6.000 Studenten auf, Daten von Wissenschaftlern oder Computermodellen zu analysieren, dann eine Behauptung aufzustellen und beide ihre Gründe für die Behauptung zu erläutern die Daten, ihr Grad an Gewissheit in ihrer Behauptung und potenzielle Gründe für Unsicherheit. Lee fand Studenten verbesserte schriftliche wissenschaftliche Argumentation nachdem sie die Aufgaben durchgegangen waren, die sie explizit über ihre Unsicherheitsquellen nachdenken ließen.

Edwards stimmte zu, dass es wichtig sei, die Schüler regelmäßig daran zu erinnern, wie Variation und Ungewissheit die Wissenschaft untermauern. Er beginnt jeden naturwissenschaftlichen Test – Klasse 6 bis 8 – mit einem Deckblatt mit denselben Fragen, die uns mental daran erinnern, dass wissenschaftliche Modelle nicht immer korrekt sind und dass Wissenschaft ein Prozess ist, nicht nur Fakten, die erzählt werden müssen.

Die Schüler wissen auch, dass sie 10 Punkte auf einem Laborbericht erhalten, wenn sie eine Hypothese als „richtig“ oder „bewiesen“ und nicht als „bestätigt“ beschreiben.

„Vokabular ist wichtig, und der Weg [students] es in ihrem Kopf wahrnehmen, wenn sie einfach sagen „wir haben recht“, dann ist das so eine eindeutige Sache. Da ist kein Platz für etwas anderes“, sagte Edwards. „Aber wenn sie Begriffe wie ‚unterstützt‘ verwenden, dann haben sie hoffentlich den kleinen Link hergestellt, den die Daten unterstützen, das bestätigt es nicht unbedingt, aber es unterstützt es zumindest. Das heißt nicht, dass es keine anderen Erklärungen gibt, aber es ist diejenige, für die wir die meisten Beweise hatten.