De eenvoudige aanpak van een wetenschapsleraar rekende $ 140.000 aan nationale prijzen

Een ongebruikelijk aantal kinderen met eenmalige academische onderscheidingen is terug te voeren op Bronx-geboren middelbare schoolleraar Andrew Bramante. In de 14 jaar dat hij de middelbare school heeft opgeleid sinds hij een baan in de industrie heeft opgegeven, stuurt hij meer dan 30 studenten naar de prestigieuze Intel International Science and Engineer Fair alleen.

In het academisch jaar 2016-2017 - het meest succesvolle jaar tot nu toe - verzamelden de studenten van Bramante meer dan $ 140.000 aan geldprijzen, om nog maar te zwijgen van meerdere beurzen en zelfs een betaalde reis naar India. Het CV van zijn klas op Greenwich High School in Connecticut luidt alsof het een geheim recept verbergt voor het winnen van wetenschapsbeurzen.

Hij benadrukt dat zijn proces geen geheim is. Bramante, wiens klaslokaal volledig is geprofileerd De klas, streeft ernaar om de leraar te zijn die hij als kind had - niet de soort die langs hem keek of blinde antwoorden gaf terwijl hij klaagde over kinderen die niet om wetenschap gaven.

"Je moet ze de vrijheid geven met de verantwoordelijkheid dat ze het echt op zichzelf zullen vinden om het te laten gebeuren," vertelt Bramante omgekeerde.

"Dit is geen wetenschapsbeurs 101", zegt Bramante, die benadrukt dat de vaardigheden die zijn student leert opwegen tegen elke toekenning die een jury kan uitreiken.

Het eigenaarschap van deze projecten is essentieel voor zijn proces vanwege het fundamentele geloof van Bramante dat mensen zullen werken voor de dingen waar ze om geven. Zijn studenten zijn niet allemaal geniale kinderen, maar misschien werken ze er zelfs harder door. "Er is een eerste explosie wanneer ze bang zijn en ze zeggen: 'Ik begrijp niet eens 20 procent hiervan', maar het is echt de kunst om de kinderen ervan te overtuigen dat ze het kunnen, 'zegt Bramante. "Combineer dat met de frisse blik en verbeeldingskracht die niet de grenzen kent die bij de volwassenheid horen."

Misschien illustreert geen enkele student de beloningen van de filosofie van Bramante beter dan de 16-jarige student Raina Jain, een kampioen bij de ISEF van dit jaar. Na naar India te hebben gereisd en te hebben gezien hoe gevaarlijke metalen vaak in de watervoorziening doordringen, wist Jain dat er iets moest gebeuren. Maar ze wist ook dat kostbare detectiesystemen niet toegankelijk waren voor de gemeenschappen die ze het hardst nodig hebben. Bramante, niet gehinderd door Jain's minder-dan-stellaire wetenschappelijke cijfers, daagde haar uit om haar eigen oplossing te vinden.

"Ik was eigenlijk in shock", zegt ze. "Ik heb een C + in biologie en D + op chemie halverwege en Mr. B weet dat, maar alleen omdat ik deze passie voor wetenschap heb, maakte hij een kans op me, iets wat geen enkele andere leraar zou doen. Hierdoor heb ik meer geleerd in dit jaar van wetenschappelijk onderzoek dan ik in een andere conventionele wetenschappelijke klasse gecombineerd heb."

Een andere Bramante-student, een aspirant-kinderarts genaamd Hiba Hussain, veranderde het paradigma van het diagnosticeren van chronische obstructieve longziekte, momenteel de vierde grootste moordenaar ter wereld, met behulp van hotel keycard-technologie en een app. Een diagnose kan $ 1000 kosten - om nog maar te zwijgen over het gedoe van het bezoeken van het spreekkamerkantoor - maar de oplossing van de 15-jarige analyse analyseert de adem van een patiënt in slechts enkele minuten voor slechts een paar dollar, waardoor deze toegankelijk wordt voor gemeenschappen in nood.

Zowel Jain en Hussain wonnen hun weg op beurzen in de regio, en bij ISEF in 2018 behaalde Raina de eerste plaats en de beste in categorie, terwijl Hiba de derde plaats behaalde in de biomedische technologie.

Andere studenten in de klas van Bramante hebben alles aangepakt, van het maken van natriumionbatterijen tot de rol van antibiotica op menselijke microbiota. Dit is een complexe materie - het soort dingen dat je normaal gezien op het niet-gegradueerde niveau zou zien, op zijn vroegst. De kern van hun succes is de heer B.

Natuurlijk, hij heeft een rijkdom aan connecties die het succes van de industrie en apparatuur die rivalen van universitaire laboratoria vergezellen, vergezellen. Maar dat is niet hoe hij het wetenschapsonderwijs verstoort. Hij doet het eenvoudig, met de diepgewortelde vrijgevigheid van een mentor die zorg toont, zowel binnen als buiten het laboratorium. Zijn lab is misschien niet schaalbaar voor elke middelbare school, maar het geloof dat de volgende generatie serieus kan leren, zonder pretentie, kost slechts tijd.

"Je hoeft geen 20-30 jaar in een laboratorium door te brengen en de Ph.D. iemand denkt dat je het verdient, "zegt Bramante.

Hoe Mr. B het doet

Een half dozijn middelbare scholen in Fairfield County beschikken over onderzoeksprogramma's vergelijkbaar met die van Bramante, maar het populaire model duurt drie jaar - een jaar om een ​​onderwerp te vinden en een voorstel te schrijven, het tweede om het experiment uit te voeren en een derde om over te schrijven het. Bramante is van mening dat scholieren in een veel sneller tempo kunnen leren en werken. Iedereen anders onderschat ze gewoon.

"Voor mij is dat een heleboel dode tijd, veel tijd om te schaken op een pc", zegt Bramante. Hij past het hele proces binnen een academisch jaar, gevoed door de overtuiging dat studenten, gegeven ondersteuning en eigenaarschap van hun projecten, zullen floreren.

Natuurlijk helpt het om te beginnen met kinderen die in de wetenschap geïnteresseerd zijn om mee te beginnen. Cijfers als Neil deGrasse Tyson en Bill Nye zijn waardevol, zegt Bramante, "in de mate dat dat soort presentatie van de wetenschap kinderen verloofd kan maken." Maar waar deze media-gecentreerde opvoeders de deur naar de wetenschap openen, leidt Bramante hen door, hetero in zijn onpeilbaar goed uitgeruste laboratorium (zie: $ 250.000 elektronenmicroscoop gesnoeid door een voormalige collega).

Nadat ze vele nachten had gewerkt aan haar onderzoek tot 'tien of elf uur', slaagde ze erin om een ​​goedkope detectiemethode te ontwikkelen waarbij complexe chemie betrokken was. Ze creëerde magnetische nanodeeltjes die alleen bepaalde golflengten - kleuren - van licht doorlaten, afhankelijk van de concentratie van verontreinigingen in het water. Bruin licht, legt de junior van Greenwich uit omgekeerde, geeft één deel per miljard arsenicum aan, terwijl geel twee aangeeft.