ウィルソングレートバッチは、150を超える特許を持つ発明家でした。彼は医者でも外科医でもありませんでした。彼は心について、どちらかといえば、ほとんど知りませんでした。しかし、1956年、彼が心音を記録するためにデバイスに取り組んでいたとき、彼はデバイスの回路を完成させるために抵抗器に手を伸ばし、間違ったサイズの抵抗器を誤って拾い上げて設置しました。この無邪気な間違いで、彼は彼のデバイスが断続的な電気パルスを放棄したことを発見しました。 GreatBatchは回路を切り替える代わりに走り、ペースメーカーを作成することで心臓のケアを永遠に変えました。

私たちは、科学が整然ときれいであり、科学の教科書のページに並んでいるきちんとした事実があると考える傾向があります。また、科学は、アレクサンダー・グラハム・ベルの「ミスター」など、発見の瞬間に満ちていると考えています。ワトソン、ここに来て」瞬間。実際、科学はそれよりも熟しています。それは勤勉を必要とし、その中に固有のものは、グレートバッチのような多くの失敗した瞬間です。の著者、スチュアート・ファイナスタイン無知：それが科学をどのように駆り立てるか、科学を魔法の井戸と表現するのが好きです。「あなたが何匹の水を取り除いても、常に別のものがあります。」科学はそれが秩序あるプロセスであるという感覚を私たちに与えているが、「それはほとんどそうではない」とFiresteinは言う。

コロンビア大学の教授として、FiresteinはNeuroscience Labを運営し、脳で学部課程を教えています。彼の教えの早い段階で、彼は心配し始めました。彼の生徒たちは、すべての事実とデータを含む教科書には、脳について知る必要があるものすべてが含まれていると思いますか？彼らは彼らが知る必要があることをすべて学んでいたと思うでしょうか？これらの質問により、Firesteinは科学コースで欠落していたのは、科学が爽快で興味深いものの、事実やデータ以上のものであり、秩序あるプロセス以上のものであるという考えであると結論付けました。

科学が主に構成しているのは、Firesteinが信じていることは無知です。愚かな意味ではなく、私たちの知識のギャップから来るものを意味するような無知ではありません。この無知は、私たちを素晴らしい発見に導くので、貴重です。

私たちが知らないことをどうやって見つけますか？現在、私たちの学生は主にGoogleで研究を行っています。しかし、Googleを使用するには、最初にポーズをとる質問が必要です。簡単な質問は100万回の回答を得ることができます。洗練された質問は10,000を獲得する可能性があり、より洗練された質問は、おそらく150の回答を得ることができます。 Firesteinによると、質問は無知の鍵です。ただ、次々に質問するだけでなく、次々と質問します。これが私たちが素晴らしい科学を作り始める方法です。そして、これは科学であり、質問と過ちの両方によって前進し、無知と失敗の両方に価値を与えることによって、私たちの子供たちが学習したいということです。

しかし、彼らは？ハイステークステストと結果主導の学術的アプローチの環境の中で、一部の人はノーと言う。

生徒が質問するのが安全な場所を作成する必要があります。

質問することの重要性

無知が科学的プロセスの始まりである場合、質問は科学者が彼らの道を築く基盤です。教室の科学を事実と結果主導の規律から発見への前奏曲に変えるためには、無知が質問を生むという考えを受け入れなければなりません。 「すべての科学的事実は質問として始まりました」とFirestein氏は言います。ですから、私たちは最初から生徒に、事実ではなく質問に集中したいことを教えなければなりません、と彼は言います。

しかし、どんな質問が重要ですか？どちらが正しい質問であるかをどのように把握しますか？あなたが何かを知らないとき、そしてあなたがそれを知りたいとき、あなたは尋ねますよね？それは好奇心です。 「私たちが知っていることと知りたいことの間にギャップがあることに興味があると感じます」と、の著者であるIan Leslie氏は言います。好奇心：知りたいという願望とあなたの未来がそれに依存する理由。

科学者は、レスリー氏によると、他の誰も見たことがない場所を見なければなりません。これは教室でも当てはまります。

ロスシュタイン、共著者1つの変更を加えるだけです：生徒に自分の質問をするように教える、学習のために誰でも持つことができる最も重要なスキルは、質問をする能力であると考えています。しかし、すべての質問が適切ではありません。確かに、学生が雲の形成を研究している場合、体内の化学反応に関する質問は関連しないかもしれません。しかし、愚かな質問はまだ存在しないという古い格言。レオナルド・ダ・ヴィンチは、水が物体内やその周りにどのように動いているかに魅了され、その流れのダイナミクスを研究したと誰が考えていただろうと誰が思ったでしょうか？最初に質問をする必要があることを認めなければなりません。

そのためには、学生が質問するのが安全な場所、さらには「愚かな」場所でさえも作成する必要があります。

今日の科学教室

質問に焦点を当てたカリキュラムは、ほとんどの分野でうまく機能しますが、科学の教室では特にうまく機能します。調査プロセスを使用して学校からの肯定的な結果を示すインスピレーション教育センターの簡単な説明によると、調査学習は、主にカリキュラムの中心として生徒の質問に焦点を当てています。教師は、学生が独自のコンテンツ関連の調査を生成する際に導くのに役立ちます。このプロセスの鍵は、質問しても大丈夫な教室環境です。

しかし、教育における既存の制度上の障壁は、しばしばこのシンプルでありながら貴重な機能を禁止しています。ほとんどの場合、教室の焦点は、生徒が尋ねる質問ではなく、教師が生徒に尋ねる質問にあるとロスシュタインは言います。他の障壁も存在します。学生は質問をすることを奨励されない場合があります。生徒は、質問からどこから始めればいいかを知るための基本的な知識を持っていない場合があります。そして、多くの場合、学生は愚かに聞こえることや間違いを犯すことを恐れて質問することはありません。

「愚かに聞こえることへの恐怖は、教師の質問に答えず、質問に答えないことに貢献すると思います」とロスシュタインは言います。 「私たちが（励ましの質問を奨励することによって）確立しているのは、私たちが無知を尊重しているということです。これが、Stuart Firesteinの本が私たちの仕事について非常に明確に語った理由です。私たちは本当に学生をより快適に質問する必要があります。」

間違いを犯します

私たちは皆、間違いを犯すことが貴重なライフスキルであることを知っています。私たちは、間違いを犯すことは学習の一部にすぎないことを自分自身に言います。誰もがそれらを作ること、そして間違いは人がどれほど愚かであるか、賢いかを測定しません。しかし、実際には、ほとんどのアメリカ人は間違いを失敗と見なす傾向があると、誤ってより良い：間違っていることの予想外の利点。 「私たちは、プロセスよりもこの国の結果に重点を置く傾向があります。人々は自分たちではないと言いますが、テストから仕事まで、私たちがすることはすべて、間違いを犯さないことです」とTugend氏は言います。

そして、アメリカの場所は教室よりも多くの結果に駆り立てられていません。アメリカ教師連盟による2013年の調査では、学生がテストを受けるのに費やした時間は、頻繁にテストされたグレードで年間20〜50時間の範囲であることがわかりました。テストを受けることに加えて、学生はテスト準備に年間60時間から110時間以上費やしました。テストスコアで測定されるように、今日の学生へのプレッシャーは、計り知れません。

私たちは結果を望んでいますが、子供たちに質問をしたり、好奇心が強い、間違いを犯したりすることも望んでいます。これにより、ジレンマが簡単に解決できません。 「この国では、教師は厳しい状況にあります。テスト…結果はすべて結果です。誰もあなたがSATをして多大な努力をしたとは言いません - 重要なのは最終スコアだけです」とTugend氏は言います。 「大人と子供の間で、私たちには努力の忍耐がないという感覚があると思います。」 Tugend氏によると、私たちのほとんどにとって、学習は試み、失敗、試み、失敗によってマークされた長くて硬いスローであることを覚えておく必要があります。

科学では、Firestein氏によると、失敗は科学を機能させるものです。「私たちの知識と無知の境界を決定できるのは失敗です」。彼の今後の本「失敗：なぜ科学がそれほど成功しているのか、Firesteinは科学の失敗を探求しています。 「私たちは科学にかなり失敗しています。失敗の素晴らしい物語がたくさんあります」とFirestein氏は言います。 「非常に賢い人が特定の方法で考え、間違っている可能性があると考えるのは本当に魅力的です。」

プロセスとしての科学

最高の科学学習は、すべてプロセス、質問をし、間違いを犯すことです。ビルディングブロックのように、時間と労力がかかります。

衝突にもかかわらず、これは結果駆動型のテスト環境でしばしば作成されますが、一部の教師は、生徒が自分の過ちを受け入れ、プロセスを通じて学ぶように促すために働いています。

調査に焦点を当てて教室を変えた教師の1人は、トゥクウィラ学区のフォスター高校の高校科学教師ティムレンツです。最近、彼はシアトルの感染症研究センターの研究室で脳マラリアプロジェクトに取り組みました。彼は「本物の研究室」で「本当の科学」をする驚くべき機会を持っていただけでなく、彼自身の教室で彼の教えを永遠に変えたツールの経験から離れました。

学校のほとんどの研究室は基本的に確認ベースのラボです。つまり、生徒は回答を確認するためだけに実験を行うことを意味します。このような研究室では、レンツは「学生は独自の調査計画を策定するだけでなく、独自の調査質問を開発している」と述べています。

最終的なラボの結果により、レンツのクラスの学生は主張を提示し、仲間に守ります。 「学生は、新しいアイデアにオープンであり、懐疑論に情報を提供するように教えられています」とレンツは言います。 「良い質問をし、良い調査の質問を開発し、優れた観察を行い、データを分析し、証拠と推論でサポートできるという主張を開発することで、彼らが偉大な批判的思想家になることになります。 [それは]科学の世界の「なぜ」になります。」

スノホミッシュ学区の氷河ピーク高校の生物学教師であるタミ・カラバロは、シアトルのシステム生物学研究所の研究室で数回夏を過ごしました。レンツのように、彼女は教室での教育アプローチを変更するためのツールを手に入れました。カラバロは常に生徒を好奇心に向けて育てます。教室で失われた概念になる可能性があると彼女は言います。時々、学生は不思議に思うなら、彼らは正しい答えを得られないかもしれないことを恐れます。 「私は生徒たちに、自分の「正しい答え」にそれほど興味がないが、「素晴らしい質問」にはあまり興味がないことを常に強調しています」とカラバロは言います。彼女は過去29年間にわたって科学を教えることに大きな変化を見せてきました。 「私が科学の教師として始めたとき、私たちは教室の前に立って生徒に知識を伝えました」と彼女は言います。 「しかし今、私はガイドとして働いています。」

RenzとCaraballoが発見したように、これらの教育方法のリターンは豊富です。ロスシュタインは、怪物はしばしばコンテンツをよりよく理解し、情報をより良く保持していると書いています。彼らは、学習の所有権を取ることで、自信と独立を獲得します。そして多くの場合、彼らは生涯にわたる思考スキルを開発します。

ミルクリークのヘンリーM.ジャクソン高校の科学教師であるキャロルタナーにとって、彼女の教室での失敗は選択肢ではなく、要件です。 「私の科学教室では、間違いは言葉の伝統的な意味での間違いではありません」とタナーは言います。 「「間違い」という言葉は、学生が何かをする正しい方法を知っているべきか、知っているべきだったというネガティブな考えを暗示しています。しかし、科学調査の世界では、私たちは研究を実施するための結果や最良の方法をしばしば知りません。」

「失敗は、何かをしない方法を学ぶ方法として祝われ、時には計画の失敗は別の課題やアプリケーションに最適です。障害は、概念の理解を提供する実験と証拠のためのツールセットになります」とタナーは言います。

Caraballoは、失敗についても同様の視点を持っています。 2つの夏の間、彼女は6つのがん遺伝子を検索する研究室で働いていましたが、1つを見つけるためだけに、そして彼女は、その1つの遺伝子を見つけるのに大量の失敗が必要だと言います。 「失敗は常に選択肢です」と彼女は言います。 「本当の学習は、あなたがそれに対処する方法で起こります。」

したがって、ウィルソングレートバッチの間違いを覚えているとき、彼が彼の間違いを認識したときに正しい抵抗器を使用した場合にのみ起こったであろうと仮定することができます。ペースメーカーは決して発明されなかったでしょう。心臓病の何百万人もの人々が助けられなかったでしょう。私たちの生徒に、無知が科学を駆り立て、好奇心がギャップを埋める質問を生み出すことを学ぶことによって、彼らはより多くの間違いを犯すかもしれませんが、彼らもより多くの発見をするでしょう。