Megan Bowenin lukion robotiikkatunnilla oppilaat tekivät pahvisokkeloita, kysyivät paikalliselta asiantuntijalta, joka toi eläviä lintuja luokkahuoneeseensa, ja päättivät, miten ne pitäisi arvostella, ennen kuin koskettivat tietokonetta.
Heidän tavoitteena oli yhdessä suunnitella "lintu-automaatti", joka koulutti pienillä mikro-ohjaimilla variksia etsimään irrallisia kolikoita ympäröiviltä Salemin, Mass.
"Olen erittäin intohimoinen näyttämään, kuinka tietojenkäsittelytiede liittyy muihin asioihin kuin pelkkään koodaukseen", sanoi Bowen, joka tunnistaa olevansa latinalaisamerikkalainen ja queer ja opiskeli alun perin englannin opettajaksi.
Tällainen ulkopuolinen opetus on tulosta vuosikymmeniä kestäneestä ponnistelusta laajentaa opettajien ja opiskelijoiden piiriä perus- ja keskiasteen tietojenkäsittelytieteen luokille. Työntöä ovat tukeneet National Science Foundation, uraauurtava naispuolisten tutkijoiden ryhmä, presidentit Obama ja Trump, ja molempien puolueiden ryhmä kuvernöörejä, joilla on valtava taloudellinen tuki Piilaaksosta.
Alan asiantuntijoiden mukaan Tietojenkäsittelytiede kaikille -liikkeestä on tulossa erittäin vaikuttava menestystarina 2000-luvun julkisessa koulutuksessa.
"Yksinkertaisesti sanottuna ne muuttavat tietojenkäsittelyn ulkonäköä", sanoi Yasmin Kafai, oppiva tutkija ja professori Pennsylvanian yliopistosta.
Prosessin aikana Bowenin kaltaiset opettajat laajentavat myös perus-oppilassektorin käsityksiä siitä, mikä lasketaan "todelliseksi" tietojenkäsittelytiedeksi. Äskettäisessä tutkimuspaperissa Kafai hahmotteli, kuinka ala, joka aiemmin keskittyi suurelta osin työvoiman koulutukseen, auttaa nyt myös opiskelijoita käyttämään tietojenkäsittelyä identiteettinsä tutkimiseen ja luovaan ilmaisuun. Jotkut opettajat omaksuvat myös sitä, mitä Kafai kutsuu "kriittiseksi" tietojenkäsittelytieteeksi, ja se keskittyy tutkimaan, kuinka teknologia voi joko vahvistaa tai haastaa epäoikeudenmukaisuutta.
Standardeja kirjoitetaan ja tarkistetaan edelleen. Opetussuunnitelmia kehitetään. Opettajien koulutusohjelmat mukautuvat hitaasti.
Mutta maan monipuolisesta tietojenkäsittelytieteen opetusjoukosta, johon kuuluu nyt kriittinen massa latinalaiskasvattajia, jotka ovat päättäneet tehdä jälkensä, on paljon jännitystä.
Tässä on kolmen tarinat.
Alicia Morris
Mendezin lukio
Los Angeles, Kalifornia.
Joskus, kun Alicia Morrisilla on univaikeuksia, hän harjoittelee ajatuksiaan näennäisen vaikeaselkoiseen ongelmaan, kuten elämän tukemiseen Marsissa.
"Mitä minun pitäisi tehdä ensin?" hän kysyy. "Miten voin hajottaa tämän valtavan ongelman joksikin paremmin hallittavaksi?"
Se on strategia, jota hänen Mendez Highin opiskelijansa, joista lähes kaikki ovat latinalaisamerikkalaisia ja köyhiä, näyttävät arvostavan.
"Olen huomannut, että yhä useammat opiskelijat menevät tietojenkäsittelytieteeseen, ei siksi, että se olisi tuottoisaa, vaan siksi, että he todella nauttivat ongelmien lähestymisestä ja niiden ratkaisemisesta tekniikan avulla, idean prototyyppien tekemisestä ja siitä, kuinka he oppivat selviämään siitä, ettei heillä ole täydellinen ratkaisu, mutta edistyy edelleen", sanoi Morris, joka varttui Kolumbiassa ja Yhdysvalloissa ja tuntee olevansa latinalaisamerikkalainen.
Hän toi ensimmäisen kerran tietojenkäsittelytieteen luokkahuoneeseensa 2000-luvun alussa. Opettaessaan matematiikkaa 2. luokkalaisille hän alkoi integroida projekteja, jotka sisälsivät koodauksen lapsiystävällisellä ohjelmointikielellä Scratch. Tämä auttoi häntä vakuuttuneeksi siitä, että kaikki opiskelijat ansaitsevat pääsyn tällaisiin kokemuksiin – mikä puolestaan muokkasi hänen opintojaan, kun hän meni UCLA:hun suorittamaan maisterin tutkintoa opetushallinnossa.
Olen huomannut, että yhä useammat opiskelijat menevät tietojenkäsittelytieteeseen, ei siksi, että se olisi tuottoisaa, vaan siksi, että he todella nauttivat prosessista lähestyä ongelmia ja ratkaista niitä tekniikan avulla, prototyyppien laatimista ideasta ja oppia selviytymään siitä, että heillä ei ole täyttä ratkaisua, mutta silti. edistyy.Alicia Morris, tietojenkäsittelytieteen opettaja, Mendez High School Los AngelesissaMendez Highissa Morris päätyi opettamaan yhtä Exploring Computer Sciencen varhaisista iteraatioista. Alkutunnilla yhdistyvät tekniset taidot, kuten HTML-ohjelmointi, laajaan selvitykseen tietojenkäsittelyn roolista yhteiskunnassa. Sillä olisi edelleen valtava rooli houkuttelemalla alalle enemmän tyttöjä, värikkäitä ja vammaisia opiskelijoita.
Morrisin kokemus vaikutti syvästi sekä häneen että hänen oppilaisiinsa.
"He olivat paljon halukkaampia ottamaan riskejä", hän sanoi. "Ja minä olin erilainen elossa."
Opettajana hän alkoi taipua ajatukseen, että hänen tehtävänsä oli auttaa oppilaitaan löytämään. Hän myös kaksinkertaisti ihmissuhteiden tärkeyden aloittamalla jokaisen lukukauden interaktiivisilla peleillä ja pyrkiessään jakamaan luokkahuoneen auktoriteettia oppilaidensa kanssa, jotka ovat mukana jopa näennäisesti pienissä päätöksissä, kuten kudoslaatikoiden sijoittamisessa. Morrisin sujuva englannin ja espanjan kielen taito ja hänen oma kokemus maahanmuuttajana auttoivat myös luottamaan.
Tästä säätiöstä hänen oppilaansa osallistuivat seikkailunhaluisiin projekteihin, mukaan lukien yksi, jossa he käyttivät maailman rakentavaa suunnitteluohjelmistoa nimeltä Twin Motion kuvitellakseen kestävämmän Los Angelesin osana laajempaa kansalaisaloitetta nimeltä L.A. 2030. .
Morris sanoi, ettei hän kerro opiskelijoilleen, mitä heidän pitäisi ajatella. Mutta hän pakottaa heidät painimaan suurten ideoiden kanssa, kuten mitä tarkoittaa elää yhteiskunnassa, jossa rahasta on tulossa digitaalinen abstraktio. Tällaiset keskustelut ovat saaneet opiskelijat pohtimaan, mikä on parasta heille itselleen ja mikä on parasta suurelle yleisölle, ja ne ovat johtaneet a-ha hetkiin siitä, miten valta keskittyy yhä enemmän niiden käsiin, jotka viihtyvät yhä digitaalisemmassa maailmassa.
"Mistä tiedät olevasi osa digitaalista kahtiajakoa, jos et edes ymmärrä sitä?" Morris sanoi.
Megan Bowen
Salem Academy Charter School
Salem, Mass.
Megan Bowen on aina rakastanut tekniikkaa. Hän on myös aina rakastanut ulkoilua.
Siksi hän saa nyt lukion oppilaat 3-D-suunnittelukurssillaan suunnittelemaan, prototyyppiin ja tulostamaan omia kalastusuistimia ja testaamaan niitä sitten paikallisessa lammikossa.
"Sitoutuminen on lisääntynyt eksponentiaalisesti", Bowen sanoi. ”Olin 100-prosenttisesti valmis, 100-prosenttisesti läpäissyt. Ja kyseessä ovat ensisijaisesti värikkäät opiskelijat, opiskelijat, joilla on yksilöllinen koulutusohjelma, ja nuoria naisia.
Hän selittää halukkuutensa kokeilla tällaisia ei-perinteisiä aktiviteetteja suurelta osin siitä syystä, että National Computer Science Teachers Association on nimennyt hänet Equity Fellow -jäseneksi vuosina 2020–2021. Vuoden mittainen tapaaminen auttoi häntä saamaan yhteyden muihin kouluttajiin, jotka jakoivat hänen pelkonsa siitä, ettei hän ollut "oikea" ohjelmoija.
"Tietojenkäsittelytieteen kasvojen takia minusta tuntui niin kauan, etten kuulu joukkoon", Bowen sanoi. "Naisena, omituisena naisena, omituisena latinalaisamerikkalaisena naisena."
Hänen kiinnostuksensa tasapuolisuuteen ja sosiaaliseen oikeudenmukaisuuteen juontaa juurensa lapsuudestaan Detroitin ulkopuolella. 6. luokkalaisena Bowen sanoi, että hän vetosi koulunsa rehtoriin, jotta he estävät opettajia kutsumasta vain poikia kuljettamaan tavaroita rakennuksesta toiseen.
Grand Valley State Universityssä hän opiskeli pääaineenaan englantia ja sivuaineenaan sosiologiaa samalla kun hän ansaitsi toisen asteen koulutuksen tutkinnon. Hänen ensimmäinen työnsä oli digitaalisen lukutaidon opettaminen Grand Rapidsin osavaltion julkisissa kouluissa. Kun tämä asema poistettiin, hän palasi kouluun opetustekniikan maisteriksi. Hän sai työpaikan opetusteknologian asiantuntijana auttaen opettajia toisessa Michiganin koulupiirissä integroimaan digitaalisia työkaluja luokkahuoneisiinsa. Kun tämäkin tehtävä erotettiin, Bowen ajautui pois koulutuksesta ja löysi työpaikan, joka kehittää työntekijöiden koulutusmoduuleja kuljetusyritykselle.
Sitoutuminen on lisääntynyt eksponentiaalisesti. Olin 100-prosenttisesti valmis, 100-prosenttisesti läpäissyt. Ja kyseessä ovat pääasiassa värikkäät opiskelijat, opiskelijat, joilla on yksilöllinen koulutusohjelma, ja nuoria naisia.Megan Bowen, tietojenkäsittelytieteen opettaja, Salem Academy Charter School MassachusettsissaVuoteen 2015 mennessä hän muutti Massachusettsiin. Hän aloitti Salem Academyssa hallinnoimalla koulun laajuista Chromebook-toteutusta. Hän siirtyi nopeasti opetuskursseille, jotka käsittelivät elokuvaa ja videota, yrittäjyyttä, digitaalista mediaa ja työpaikan tuottavuuden työkaluja – kaikkia näitä kaikkia hän piti edelleen "pehmeänä" tietojenkäsittelytieteenä.
Amazonin Future Engineer -ohjelma muutti tilanteen. Saatuaan valmiin Advanced Placement Computer Science -opetussuunnitelman ja runsaasti käytännön koulutusta, Bowen pystyi oppimaan ohjelmointia oppilaidensa rinnalla.
"Minä menin sinne: 'Ehkä voin tehdä tämän'", hän sanoi.
Suurin muutos ei ollut Java-ohjelmointikielen parantuminen. Bowen myös ymmärsi, kuinka menestyksekäs hän oli omalla lähestymistapallaan opettamiseen. Hänen filosofiansa on priorisoida todellisia projekteja ja tarjota paljon ramppeja syrjäytyneille opiskelijoille. Hän on erityisen sitoutunut lisäämään LGBTQ+-lasten määrää tietojenkäsittelytieteessä ja sanoo, että heidän kokemuksensa ja tarpeensa jäävät usein huomiotta, varsinkin jos he ovat myös mustia tai ruskeita tai naisia tai heillä on erityistarpeita.
Joskus Bowen tuntee silti olevansa huijari. Eikä se ole kuin hänen meksikolaisen perinnön ja fenotyyppisen valkoisen ulkonäön ansiosta hän saa automaattisesti yhteyden opiskelijoihinsa, joista monet ovat dominikaanisia ja tummaihoisia.
Mutta äskettäisen "lintuautomaatti"-projektin aikana Bowenin halu oppia juottamaan oppilaidensa kanssa auttoi synnyttämään hänen palkitsemiaan yhteistyösuhteita.
"Pidän ehdottomasti itseäni osana suurempaa liikettä", Bowen sanoi. "Oppilaillani on laajempi käsitys siitä, miltä tietojenkäsittelytiede voi näyttää."
Mayné Gonzáles-Osorio
Jose E. Aponte De La Torre -koulu
Carolina, Puerto Rico
Mayné Gonzáles-Osorio, joka kasvoi San Juanissa, rakastui digitaaliseen valokuvien muokkaamiseen, varhaisiin online-chat-huoneisiin ja suosittuihin videopeleihin, kuten Mortal Kombatiin.
Hänen oppimansa taidot johtivat lopulta työhön Medicare-petostutkijana Computer Evidence Specialists, LLC -nimisessä yrityksessä. Tämä puolestaan johti hänestä johtajaksi pyrkimyksissä laajentaa tietojenkäsittelytieteen koulutusta Puerto Ricossa noin 2013 alkaen.
"Tarinani alkaa todella siitä, että Dewey University kutsui minut opettamaan tietojenkäsittelytieteen kursseja", sanoi Gonzáles, joka on itseään espanjalainen ja musta.
Hän alkoi tarjota kursseja ohjelmointikielillä, kuten C++ ja Code Composer Studio, sekä kurssin suunnitteluanalyysistä. Ennen pitkää hän myös kirjoitti opetussuunnitelmia käytettäväksi saaren muissa kouluissa ja yliopistoissa. Kun energia alkoi rakentaa tietojenkäsittelytieteen opettajien yhdistyksen Puerto Ricon osastoa, Gonzáles panosti ponnisteluihin ja hänet nimitettiin lopulta ryhmän ensimmäiseksi presidentiksi.
Teknologia on elämämme nyt. Se on kaikessa. Se ei ole vain työtä varten. Jos oppilaani osaavat ajatella laskennallisesti, he voivat ratkaista ongelmia ja tehdä Puerto Ricosta paremman.Mayné Gonzáles-Osorio, tietojenkäsittelytieteen opettaja, Jose E. Aponte De La Torre School, Carolina, Puerto RicoSe oli vuonna 2017. K-12 tietojenkäsittelytieteen tarjonta saarella, jäsenten rekrytointi oli haaste. Joten Gonzálesin visio keskittyi muiden aineiden opettajien kouluttamiseen, jotta he alkaisivat integroida "laskennallista ajattelua" – ongelmanratkaisutapaa, joka perustuu mahdollisten ratkaisujen ymmärtämiseen ja ilmaisemiseen kielellä, jota tietokoneet ymmärtävät – luokkahuoneisiinsa.
"Ensimmäisen järjestämämme työpajan nimi oli Scratch for Teachers", Gonzáles sanoi. "Opettajat, joilla ei ollut kokemusta tietojenkäsittelytieteestä, oppivat kääntämään ohjelmointikieliä ja ymmärtämään todella Scratch-alustaa."
Pian he saivat myös koulutusta omien verkkosivustojen ja ohjelmien rakentamiseen Pythonilla, uudemmalla ohjelmointikielellä, jota käytetään kaikkeen ohjelmistojen rakentamisesta monimutkaisen data-analyysin tekemiseen. Gonzáles aloitti myös työskentelyn koulun jälkeisessä ohjelmassa Jose E. Aponte De La Torre -koulussa, jossa hän edelleen opettaa Pythonia, pelien suunnittelua ja mobiiliohjelmointia ylä- ja lukiolaisille.
On edelleen paljon institutionaalisia esteitä. Monet valmiista opetusmateriaalista ovat vain englanninkielisiä. Samoin useimmat ammattimaiset tietojenkäsittelytieteen koulutuskonferenssit. Gonzáles haluaisi myös nähdä enemmän Puerto Ricon korkeakouluista tarjoavan tietotekniikan todistuksia pyrkiville kouluttajille.
Mutta nyt hän on myös CSTA Equity Fellow. Gonzáles täyttää toivolla hänen oppilaidensa kävelevän ulos De La Torresta luotuaan videopelejä tai sovelluksia, joita heidän ystävänsä ja sisaruksensa haluavat pelata.
"Teknologia on elämämme nyt. Se on kaikessa", hän sanoi. "Se ei ole vain työtä varten. Jos opiskelijani osaavat ajatella laskennallisesti, he voivat ratkaista ongelmia ja tehdä Puerto Ricosta paremman.
