A matematikai modellek segíthetnek kitalálni az osztályok méretét és konfigurációját, hogy minimalizálják a fennakadásokat és az iskola bezárását. (Shutterstock)
Az ősszel Észak-Amerikában az iskola és a gyermekgondozó központok újranyitási terveinek megfogalmazása félelmetes feladat volt, mivel mind a világjárvány, mind a COVID-19 tudományos ismereteink továbbra is gyorsan kibontakoznak.
A személyesen jelenlévő hallgatók számára sok kérdést kell megfontolni: Mennyire fontos a felületek tisztítása és fertőtlenítése? Melyik diák korosztály használjon maszkot és mikor? Mi a legjobb megközelítés a kohorszhoz? Mekkora legyen az osztálylétszám?
A COVID-19 terjedésének javulása a járvány kezdete óta, de az újranyitási tervek kidolgozása során felismertük, hogy szükség van az iskolákban és a gyermekgondozási központokban kialakult járványhelyzetek kivizsgálására. A matematikai modellezés, az epidemiológia, a környezettudomány és a gyermekkori nevelés együttes hátterével az osztálylétszám kérdésével foglalkoztunk.
Kidolgoztuk az otthoni és tantermi járványok matematikai modelljét. A modell nagyon meglepő jóslatot tett: az osztálylétszám növekedésével a COVID-19 negatív hatása exponenciálisan gyorsabban növekszik.
Részletes megközelítés
Az egyik mellett döntöttünk „Egyéni alapú” modell ahol különálló egyének (felnőttek és gyermekek) meghatározott szabályok szerint léphetnek kapcsolatba. Ez a rendkívül szemléletes megközelítés lehetővé teszi számunkra, hogy megnézzük a társadalmi csoportosulások és az egyéni jellemzők hatásait a személyes kimenetelekre, például az elmulasztott iskolai napokra.
Az életkor és a háztartás méretére vonatkozó információk felhasználásával Kanadai népszámlálási adatok, kis populációkat építettünk ki egy vagy több felnőttből és egy vagy több gyermekből álló gyermekkori oktatási központokkal és kapcsolódó háztartásokkal. Modellünk lényegében az iskolák és otthonok szimulált virtuális világa.
Szimulált otthonok (fent) és gyermekgondozó központ (alul) illusztrációja a modellben. Az „A” a szülőket, a „T” a tanárokat jelenti, a körök gyermekek, a számok pedig a gyermekek osztálytermi feladatait jelentik. (Chris Bauch), Szerző biztosított
A gyerekeket véletlenszerűen, vagy testvérek csoportosításával osztották be az osztálytermekbe. Figyelembe vettük a gyermekgondozási központok forgatókönyveit a diákok / oktatók arányával 7: 3, 8: 2 és 15: 2. Figyelembe vettük az általános iskolai forgatókönyveket is, diákok / oktatók arányával 8: 1, 15: 1 és 30: 1. A diákok naponta részt vehetnek az órán, vagy felváltva vehetik igénybe a személyes oktatást egy héten és a következő héten az online tanulást.
Befolyásoló tényezők
Ezután ebben a beállításban futtattuk a COVID-19 járványok számítógépes szimulációját. Feltételeztük, hogy amikor a COVID-19 tüneti esete megjelenik egy osztályteremben, akkor 14 napig bezárják.
De az osztálylétszámok kitörésekre gyakorolt hatásának modellezése trükkös.
Az első hullám nagy részében az iskolákat bezárták és így - talán nem meglepő módon - az iskoláskorú gyermekek ebben az időszakban nem tették ki az esetek jelentős részét. Ezenkívül a gyermekek nagyobb valószínűséggel tünetmentesek, ezért nem számoltak be arról, hogy COVID-19-vel rendelkeznek. Számos egyéb tényező befolyásolhatja a járványok kockázatát és méretét.
Tehát hogyan lehet megjósolni, hogy milyenek lehetnek az iskolák kitörései, tekintettel arra, hogy Ontarioban 2020 márciusa óta nem működnek iskolák? Mivel nem ismerjük az összes megfelelő beviteli értéket, ezért „bizonytalansági elemzés, ”A tudományos kutatás alapköve - beismerte, hogy nem tud mindent.
Ez a megközelítés azt jelentette, hogy megváltoztatnánk a modell bemenetét és megvizsgálnánk, hogy ezek hogyan befolyásolják az előrejelzéseket. Például megkülönböztettünk egy „magas átvitelű” feltételezést, ahol a vírus gyorsan terjedhet, és egy „alacsony átvitelű” feltételezést, ahol a vírus terjedését maszkok, fertőtlenítés és fizikai távolságtartás lassítja.
Tripla whammy
A bizonytalansági elemzésünkben használt összes permutáción meglepve tapasztaltuk, hogy amikor az osztálylétszám megduplázódott, a bezárás miatt elvesztett esetek és diáknapok száma több mint kétszeresére nőtt. A diáknapokat úgy számoljuk ki, hogy megszorozzuk a zárónapok számát az érintett hallgatók számával, és minden osztálylétszám megduplázódásával kettőtől ötig növekszenek.
Az osztályméret hatása a COVID-19 esetekre (felső) és az elvesztett tanulói napokra (alul) az alacsony átvitelű modell szcenáriójához. (Chris Bauch), Szerző biztosított
Amikor megnöveltük az átviteli sebességet, ez megváltoztatta az esetek teljes számát, de a zárás miatt elvesztett esetek vagy hallgatói napok relatív száma a különféle osztálylétszám-forgatókönyvek között nem sokat változott: a nagyobb osztályok mindig viszonylag rosszabbak voltak, mint a kisebb osztályok, és körülbelül ugyanolyan tényezővel, kettőtől ötig.
Ezt „hármas csapásként” írjuk le. Először is, ha nagyobb az osztálylétszám, nagyobb az esély arra, hogy az egyik gyermek pozitív eredményt érjen el. Másodszor, amikor ez a gyermek pozitív eredményt mutat, és az osztály zárva van, egy nagyobb osztály bezárása több gyermeket érint. Harmadszor, mire az eset kiderül, a hallgató több napig terjedhetett a vírussal, vagy valaki más az osztályban sok nap tünetmentes volt és továbbította. Ez a harmadik pont döntő fontosságú - egyre nyilvánvalóbb, hogy a SARS-CoV-2 aeroszol részecskékkel terjedhet.
Egyéb következmények
A legrosszabb forgatókönyv nagy különbséggel a 30: 1 arány volt az általános iskolai környezetben. A 15: 1 arányra váltás váltakozó heti kohorszokkal (15: 1A) négyszeresére csökkentette a bezárás miatt elvesztett esetek és diáknapok számát. Annak ellenére, hogy a magasabb hallgatói / oktatói arány több tanuló számára lehetővé teszi a személyes oktatásban való részvételt, egy eset azonosítása esetén több zavart okoz az osztálytermi bezárás gyakoribb szükségessége miatt is.
Ezenkívül valószínűleg jelentős pszichológiai, szociális és mentális egészségi következményekkel járnak a szülők és a gyermekek az iskolák és a gyermekgondozási központok bezárásakor. És mivel a járvány bármikor előfordulhat, előfordulhat, hogy a dolgozó szülőket előzetes értesítés nélkül, vagy anélkül kell kivonni a munkájukból.
Haladni előre
Az iskolák és a gyermekgondozási központok már újból megnyíltak. Egyes körzetek számára engedélyezték az előnyben részesített modell alkalmazását, amely lehetővé teszi a kisebb osztálylétszámot, és ez egy lépés a helyes irányba.
Számos példa van arra is, hogy az iskolai körzetek miként tudják minimális költséggel csökkenteni az osztály méretét. Például a két tanárral rendelkező óvodai órák két csoportra oszthatók, amelyek közül az egyik a könyvtárat, az edzőtermet használja, vagy több időt tölt a szabadban tevékenységekkel.
Ha ősszel ismét elterjedt az iskola bezárása, javasoljuk, hogy az újranyitási tervek fokozott figyelmet fordítsanak az osztálylétszám szempontjára. Bár a kitörések kockázata még kis osztályok esetén sem lesz nulla, körültekintő lenne, ha az osztályok létszáma alacsonyabb lenne, ezért ezek a zavarok a lehető legkevesebb gyermeket és családot érintik. Addig is a szülők és a gondozók számára a legjobb őszinte és nyílt beszélgetéseket folytasson annak körül, hogy hogyan fog kinézni a bezárás családjukban, ideértve a munka és a gyermekgondozás megszervezését is.
A matematika azt mondja, hogy az iskola vagy az osztálytermi bezárás sok iskolai körzet valósága lesz ősszel.
A szerzőkről
Chris Bauch, az alkalmazott matematika professzora, Waterloo Egyetem; Brendon Phillips, Ph.D. hallgató, alkalmazott matematika, Waterloo Egyetem; Dillon Thomas Browne, adjunktus, pszichológia, Waterloo Egyetemés Madhur Anand, a globális ökológiai változással és fenntarthatósággal foglalkozó laboratórium professzora és igazgatója, Guelphi Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek:
Íme 5 nem szépirodalmi könyv a szülői nevelésről, amelyek jelenleg a legjobban eladók az Amazon.com-on:Az egész agyú gyermek: 12 forradalmi stratégia gyermeke fejlődő elméjének ápolására
Daniel J. Siegel és Tina Payne Bryson
Ez a könyv gyakorlati stratégiákat kínál a szülőknek, hogy segítsék gyermekeiket érzelmi intelligenciájának, önszabályozásának és ellenálló képességének fejlesztésében az idegtudományból származó meglátások segítségével.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Dráma nélküli fegyelem: Az egész agyra kiterjedő út a káosz csillapítására és gyermeke fejlődő elméjének ápolására
Daniel J. Siegel és Tina Payne Bryson
A The Whole-Brain Child szerzői útmutatást adnak a szülőknek, hogy olyan módon fegyelmezhessék gyermekeiket, amely elősegíti az érzelmi szabályozást, a problémamegoldást és az empátiát.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Hogyan beszéljünk úgy, hogy a gyerekek hallgatjanak, és hallgassunk, hogy a gyerekek beszéljenek
Írta: Adele Faber és Elaine Mazlish
Ez a klasszikus könyv gyakorlati kommunikációs technikákat kínál a szülőknek, hogy kapcsolatba lépjenek gyermekeikkel, és elősegítsék az együttműködést és a tiszteletet.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
A Montessori kisgyermek: Útmutató a szülőknek a kíváncsi és felelősségteljes emberi lény neveléséhez
írta Simone Davies
Ez az útmutató betekintést és stratégiákat kínál a szülőknek a Montessori elvek otthoni megvalósításához, valamint kisgyermekük természetes kíváncsiságának, függetlenségének és tanulási szeretetének elősegítéséhez.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Békés szülő, boldog gyerekek: Hogyan hagyjuk abba a kiabálást és kezdjünk el kapcsolatba lépni
Dr. Laura Markham
Ez a könyv gyakorlati útmutatást ad a szülőknek, hogy gondolkodásmódjukat és kommunikációs stílusukat a gyermekeikkel való kapcsolat, empátia és együttműködés előmozdítása érdekében alakítsák át.
