5月1日の朝、アティヤシュレーダーはワシントンDCの首都公立チャータースクールでゲストスピーカーを紹介して、最初の期間の生物学の授業を始めました。 Dr. Ting Wuは、彼女が研究室のテーブルに座っている16人の9年生に説明し、ハーバード大学の遺伝学の専門家です。
ホワイトボードからぶら下がっている手作りの二重らせんから、クラスが遺伝学を研究している最中であることは明らかでした。 学生はDNAに精通しており、2本のねじれた鎖がグアニン、アデニン、チミン、シトシン、または略してG、A、T、Cと呼ばれるヌクレオチドで構成されていることを理解していました。
しかし、ウーは高校の理科のカリキュラムにあまり含まれていないものについて話したかった。 彼女は、個人の遺伝学と、個人がDNAをシーケンスできるようになるときに生じる倫理的および法的問題について議論するために学校にいました。
遺伝学者は身長が小さいが、のんびりした会話スタイルでさえ、ティーンエイジャーの注意を引く。
「 私の妹の番人の映画を見た人は何人いますか？」と彼女は尋ねました。
いくつかの手が上がった。
「その映画の内容をクラスで要約しますか？」ウーは数行前の若い女の子に尋ねました。
「まあ、基本的に、姉は癌を患っており、妹は姉と一致する臓器または血液のタイプを持っていた唯一の人だったので、彼らは彼女の臓器または血液を使用したかった。 しかし、妹はもう望んでいなかったので、弁護士を雇いました。 がんの少女が家族と一緒に経験したすべての闘争を示しているだけです」と学生は言った。
「実際の話に基づいていることをご存知ですか？」とウーは言いました。
ウーは、ブルージーンズのオーバーオールを着た小さな女の子、モリー・ナッシュの写真を指さして、教室の前のスクリーンに映し出された弟のアダムにキスしました。 「この話をしてくれませんか？」彼女は尋ねた。
数人の学生がうなずいた。
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2007年、ウーは個人遺伝学教育プロジェクト（pgEd）を設立しました。 彼女の目的は、科学者ができることと、一般大衆が彼らができることを知っていることとの間に見たギャップを狭めることでした。 彼女は高校の教室が遺伝学の進歩に関する情報を公衆と共有するための最良の手段であると感じたため、授業計画を立案する科学者と教育者の小さなチームを結成しました。
PgEdは、個人の遺伝学に関するアクティビティ、リーディング資料、PowerPointプレゼンテーション、および生殖、ヘルスケア、スポーツ、法執行、差別などとの関係から構成されるこれらのレッスンプランを教師に無料で提供します。 時々、ウーや他のチームメンバーは全国の学校を訪問し、レッスンをゲストで教えます。
ウーがpgEdのディレクターとしての役割でティーンエイジャーと話していないとき、彼女はハーバード大学医学部で遺伝学を教えています。 「ウーラボ」では、彼女とポスドク研究員、大学院生、研究助手、技術者のチームが染色体の位置と挙動、およびこれが継承でどのように機能するかを研究しています。
「この分野がどこに向かっているのか、そして遺伝学者として、社会経済的地位に関係なく、誰にとってもシーケンシングが有益で等しくアクセスしやすいようにするための最善の方法を常に議論してきました」
もちろん、DNAシーケンシングテクノロジーへのアクセスが向上すると、社会が責任を持ってそれを使用する方法を検討する必要が生じます。 人生のさまざまな段階で発生する痛みを伴う致命的な病気について、胚をテストすることを許可する必要がありますか？ 暴力的な行動に関連する遺伝的変異体の胚を両親がテストしても大丈夫ですか？ ウーは、訪問したクラスで配布する調査でこれらの質問や他の質問をします。
「彼らの生涯、彼らの友人の間で、彼らは誰かを知るか、または彼ら自身が解決するために遺伝情報を持ち込むことを伴うジレンマを与えられる合理的なチャンスがあります。 正しい答えが得られないことがよくあることを知ってもらうために、記憶に何かを残してもらいたいと思う瞬間です。自分にとって良い決断をした場合、それに固執する権利があります。 」
ウーは、彼女が高校生に教えるとき、 私の妹の番人の基礎となった物語を使うのが好きです。
モリー・ナッシュは、ファンコニ貧血で生まれました。これは、彼女の体がDNAのエラーを修復できなくなった病気です。 その結果、彼女は癌にかかる大きな危険にさらされていました。 彼女の両親は、娘が生き残るために必要な移植を手に入れることができるが、一致するものを見つけることができないことを期待して、骨髄ドナーを世界中で検索しました。 着床前遺伝子診断と呼ばれる新しい技術が利用可能になったとき、彼らは本質的にモリーが病気になって死ぬことを準備していた。
ミネソタ大学の医師は、体外受精を使用して、モリーの両親の卵と精子からいくつかの胚を作成しました。 彼らは各胚のDNAを見て、幸いなことに、実行可能な骨髄の一致であり、病気のキャリアではないものを見つけました。 ウーは、この胚がモリーの母親に着床し、赤ちゃんのアダムが生まれたとき、臍帯血が妹の命を救うために使われたと、捕虜の聴衆に説明します。
「誰かを救うこの方法についてどう思いますか？」彼女はDCの教室に尋ねました。「今、覚えておいてください、正しい答えも間違った答えもありません。」
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この3月、 スミソニアンとピューリサーチセンターは、基礎科学に対するアメリカ人の理解をテストするために協力しました。 この調査は、1, 000人以上の成人が実施し、13の質問で構成されていました。 たとえば、赤血球の主な機能は何ですか？また、ほとんどの科学者が大気中の温度を上昇させると考えるガスは何ですか？ クイズの平均評点はD +でした。
調査対象者の46％は、若者が科学と数学の学位を取得しない主な理由は、これらの科目が「難しすぎる」ためだと述べた。それは、多くの思想的指導者は、国の将来の成功科学、技術、工学、数学（STEM）関連分野の人々のより多くのより良い労働力を生み出す学校に乗る。 労働統計局によると、科学および工学分野の雇用は、全体の雇用成長率10.1％と比較して、2008年から2018年の間に20.6％増加すると予想されています。
それで、何が得られますか？ 米国の教育システムはどのようにしてこれらの要求を満たすことができますか？
Personal Genetics Education Projectで証明されている戦略の1つは、カリキュラムを強化し、教師との協力関係を構築し、最も重要なこととして、学生の科学への情熱を刺激することを期待して、科学者を教室に持ち込むことです。
国立科学財団は12年間、この戦略を大規模に実行し、大学院科学、技術、工学、数学（STEM）フェローのK-12教育プログラム、より一般的にはGK-12プログラムとして知られています。 このプログラムは、大学への5年間の助成金を全額削減したため、毎年8〜10人の科学の大学院生が地元の幼稚園から高校までの教室で教師と協力することができました。 この取り決めは、少なくとも逸話的には、関係するすべての関係者に利益をもたらしました。 仲間は科学のより良いコミュニケーターになりました。 指導者の主題に関する知識が強化され、主要な実験での快適さのレベルが向上し、科学に対する生徒の興奮が改善されました。 2011年に連邦政府の予算削減によりプログラムが終了する前に、10, 000人以上のGK-12フェローが全国の5, 000の学校で50万人以上の生徒にサービスを提供しました。
GK-12プログラムに参加した大学の中には、NSFの資金がなくても努力を続ける方法を見つけた人もいます。 たとえば、バンダービルト大学のClassroom Partnership Programの科学者は、5つの地元大学のSTEM部門の大学院生およびポスドク研究員とメトロポリタンナッシュビル公立学校の教師をパートナーにしています。 夏の10日間、農業科学、生化学、土木工学など、さまざまな専門知識を持つ科学者が、授業計画を共同設計するためにK-12の教師と会います。 その後、学年中、科学者は教室で毎週1日を過ごし、実践的な活動を調整します。 小学生の場合、実験は液体窒素を使用してアイスクリームを作ることです。 中学生の場合、おそらくジャガイモのスライスで浸透を研究しており、高校生は遺伝と血液型検査のレッスンを受けるかもしれません。 今年、このプログラムは20人の科学者を9つの異なるナッシュビル公立学校に配布しました。
プログラムのコーディネーター、Jeannie Tuschlによると、昨年、参加校の1つであるHattie Cotton STEM Magnet Elementaryでの科学の成績スコアは2倍になりました。 事前テストでは、今年もスコアが倍増することが示されています。 彼女はまた、学校は科学者がいる日に出席率が高いと報告することが多いと言います。
「教室に科学者を置くことは、これらの子供たちの何人かにとってこれまでに発見されたことのない科学への関心を引き起こします。 科学が本当に楽しいことを突然発見したのは驚くべきことです」とTuschl氏は言います。
一度だけのキャリアデイタイプの訪問とは対照的に、フェローの継続的な毎週の訪問は、学生に科学者との関係を構築する機会を与えます。 「彼らの多くは、どんな種類の科学者にも会ったことがありません」と、タシュルは言います。 「科学者に会うことなく、科学者になることを考えていません。 彼らが科学を達成可能なキャリアだと認識する機会を提供します。」
非営利団体、博物館、その他の組織も、教室に研究科学者を取り込む方法を見つけました。 たとえば、ReSETはワシントンDCにある25歳の非営利団体で、退職した植物学者、生化学者、航空宇宙技術者、統計学者、その他の科学者を募集しています。 ボランティアは、1学期中に市の公立学校を1時間6回訪問し、フィナーレとしてゴダード宇宙センター、国立動物園、地元の発電所などへのフィールドトリップをリードします。
別のモデルでは、メリーランド州エッジウォーターにあるスミソニアン環境研究センター（SERC）が、テレビ会議を通じて世界中の科学者を教室に連れて行きます。 SERCの教育部長であるMark Haddonとスミソニアンの科学者は、フィールドからの30分または1時間のインタラクティブレッスンに参加します。
「学生は地図上のどこにSERCがあるかを知る必要があります。 私は通常、Google Earthを使用して彼らの学校からチェサピーク湾に行くので、彼らは私と彼らの関係を知ることができます」とHaddon氏は言います。 彼は、スミソニアンの科学者による進行中の研究と合致する、ワタリガニの生物学、森林生態学、侵入種、地球温暖化などのトピックを取り上げています。 「可能な限り、私は外にいます。 チェサピーク湾について話している場合、私はドックにいます。 バケツの中に青いカニが横にいるので、引き上げます」と彼は付け加えます。
SERCの遠隔教育プログラムの強みの1つは、学生が実際に科学者を見ることができることです。 「彼らは白衣を着ていません。 彼らはヒップウェーダーを着ています。 彼らは汚れて濡れており、さまざまな動物を見ています。 または、彼らは木の天蓋の中にいます」とハドンは言います。 「メリットは、 『見よ、これは科学だ。 これは本当に興味深いことで、多くの若者がそれをやっています。」
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現在のところ、働く科学者を小学校、中学校、高校の教室に持ち込むプログラムの成功は、ハードデータではなく、関係者が共有するストーリーで大部分が測定されています。 しかし、Jeannie Tuschlが指摘しているように、「数字は、教師と科学者、科学者と学生の間で本当に起こることを示していないことがあります。」
ベルが鳴り、Ting Wuのクラスが終了したことを知らせると、フィードバックを得るために学生グループを集めました。 学校が科学者を招いて授業を教えるのは良い考えだと彼らに尋ねたところ、「はい」と大声で答えました。
「特定の科学者や研究者がクラスに入ると、遺伝学のようなものに行きたいと突然思われるかもしれないので、あなたの視点や未来全体を完全に変えることができます」とある若い女性は言いました。
かなり真面目な学生の一人は、自分がどのような進路を目指すのか確信が持てないことを認めましたが、呉のパーソナライズされた医療についての話を聞いた後、彼は自分自身を遺伝学者だと想像していました。
しかし、私を最も驚かせたのは、すでに自分を科学者と考えていた若い男性でした。 「科学者として、私たちが人類を助けることができるいくつかの新しい驚くべき方法について正直に知りました」と彼はウーの訪問に応じて言った。 「子供を死なせるのではなく、人々の生活を支援する新しい方法を発見しました。 今日はすべてが興味を持ちました。」
9年生は本当にインスピレーションを受けました。 「さらに発見することができます」と彼は言いました。
