Im Mikropropagationslabor von Miami's BioTECH verpflanzen High-School-Neulinge sorgfältig Orchideensamen und entnehmen Gewebeproben.
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Die Schüler in der Eröffnungsklasse der Magnet School, die sich mit Naturschutzbiologie befasst, spielen keine rudimentären naturwissenschaftlichen Projekte durch. Das Labor ist mit den Maschinen gefüllt, die Sie in einem Labor für Hochschulabsolventen erwarten würden, und die Studenten arbeiten an einer Feldstudie, um einheimische Orchideen wieder in Südflorida einzuführen. Es wird erwartet, dass sie bis zu ihrem Abschlussjahr Forschungsergebnisse in begutachteten Fachzeitschriften veröffentlichen.
BioTECH, die erste Schule dieser Art, ist eine Partnerschaft zwischen dem Schulbezirk Miami Dade County, dem Fairchild Tropical Botanic Garden und dem Zoo Miami. Sowohl Fairchild als auch der Zoo hatten in der Vergangenheit Exkursionsprogramme für Schüler der Mittelstufe, aber sie beschlossen, das Niveau zu erhöhen und den Kindern die Möglichkeit zu geben, sich auf die eigentliche Wissenschaft einzulassen.
„Wir haben eine Weile mit dem Schulbezirk über einen botanisch angereicherten Lehrplan gesprochen“, sagt Carl Lewis, der Direktor von Fairchild Garden. „Wir haben das Gebiet der Botanik hier in Florida sehr effektiv bekannt gemacht. Wir haben viele begeisterte Schulkinder und haben nach dem nächsten Schritt gesucht. “
Studenten säen Samen für das Million Orchid Project. (BioTech) Der Schulbezirk, der im Allgemeinen Magnetschulen unterstützt, unterstützte die Idee und beantragte Zuschüsse für den Bau der Einrichtung. Sie bauten einen Teil des Grundstücks der bestehenden Mittelschule in Richmond an, um ein vollständiges DNA-Labor mit Thermocyclern und einem Hochleistungsflüssigchromatographen zu errichten. „Die ursprüngliche Idee war, projektbasiertes Lernen zu betreiben, aber als wir unsere Mitarbeiter an Bord hatten, haben wir daraus ein Forschungsprogramm gemacht“, sagt Daniel Mateo, der stellvertretende Schulleiter.
In diesem Jahr haben 122 Neuntklässler aus 33 Mittelschulen in der gesamten Grafschaft - und auf einer Fläche von 327 Quadratkilometern - die Schule bei BioTECH begonnen, nachdem sie sich beworben und aus einer Lotterie von 250 Schülern ausgewählt hatten. Sie erhalten einen Standard-High-School-Lehrplan, verbringen aber auch einige Stunden täglich im Labor der Schule sowie in den beiden Forschungseinrichtungen. Als Studienanfänger haben sie Wahlfächer in der Feldbiologie und als Anfänger konzentrieren sie sich mehr auf die Laborwissenschaften. Mateo sagt, dass er und das Personal, das sich aus Lehrern aus dem Schulbezirk und Wissenschaftlern aus dem Zoo, Fairchild und nahe gelegenen Universitäten wie der University of Miami zusammensetzt, hoffen, dass die Schule mit 800 Schülern die Spitze erreicht.
„Die Kinder können das Projekt von der Saat bis zu den Pflanzen in der Gemeinde durchführen“, sagt Lewis. „Es ist nichts, was man normalerweise in der High School oder sonstwo bekommt. Normalerweise arbeitest du in einem Labor oder einem Feld, dem einen oder anderen. Hier können Kinder hin und her gehen. “Er sagt, dass die Schüler wirklich eifrig waren. Die Schule musste an Wochenenden Laborzeiten einrichten, weil sie hereinkommen und ihre Pflanzen überprüfen wollten.
Die Erstsemesterklasse besteht aus 122 Botanikern. (BioTech) Es gibt im ganzen Land eine ganze Reihe von MINT-fokussierten Magnetschulen und andere Schulen, die mit botanischen Gärten verbunden sind. Die Brooklyn Academy of Science and the Environment bringt ihren Neuling zum Beispiel einmal pro Woche in die Brooklyn Botanic Gardens. Aber laut Lewis betreibt keine dieser anderen Schulen Feldbiologieforschung auf der Ebene von BioTech. Nach Ansicht von Mateo müssen die Studierenden bis zu ihrem Abschluss ein eigenes Forschungsprojekt begreifen und abschließen, mit der Erwartung, dass diese Arbeiten veröffentlicht werden. Sie können auch gleichzeitig College-Kurse belegen.
National sind die High Schools zunehmend testorientiert, und in Florida müssen die High Schools Lese- und Matheprüfungen bestehen, um ihren Abschluss zu machen. Eine wissenschaftliche Bewertung ist nicht erforderlich, was bedeutet, dass es einfach ist, spezifischere Themen wie Botanik auf der Strecke zu lassen. BioTECH versucht, seinen Studenten ein Verständnis für traditionelle Feldwissenschaften und Biotechnologie zu vermitteln, damit sie auf die Zukunft des Fachs vorbereitet sind. "Botaniker müssen herausfinden, wie sie eine wachsende Bevölkerung ernähren und die Pflanzengemeinschaften widerstandsfähiger gegen den Klimawandel machen können", sagt er. "Wir müssen diese Studenten darauf vorbereiten, wo die Botanik in Zukunft sein wird."
Das ist auf dem ganzen Feld in Resonanz. Als Lewis auf dem Bildungskongress für Botanische Gärten in St. Louis im April einen Vortrag über BioTECH hielt, fragten Wissenschaftler anderer Institutionen bereits, wie die Schule die Schüler nach ihrem Abschluss in ihre Programme einbeziehen könne. Eine Studie von Botanic Gardens Conservation International aus dem Jahr 2010 ergab, dass die Zahl der Absolventen mit Botanik-Abschluss seit Ende der 1980er Jahre um die Hälfte zurückgegangen war und die Hälfte der Universitäten, die Botanik-Programme hatten, sie im selben Zeitraum beseitigt hatte.
Die Schüler verpflanzen Orchideensamen und entnehmen Gewebeproben in diesem Mikrovermehrungslabor der Schule. (BioTech) Es ist sinnvoll, dass sich die erste Magnetschule, die sich der Botanik widmet, in Miami befindet. Die Pflanzenwissenschaften spielen eine große Rolle für das Klima, die Wirtschaft und die Geschichte Südfloridas, vom Orangenhain bis zum Handel mit Orchideen. „Wir haben zwölf Monate im Jahr grüne Pflanzen und können viele Pflanzen von den verschiedensten Orten der Welt aus anbauen“, sagt Lewis.
Das größte Unternehmen von BioTech in diesem Jahr ist das Million Orchid Project, das bei Fairchild gestartet ist. Die Studenten pflanzen 1 Million einheimische Orchideen - acht verschiedene Arten, einschließlich der seltenen Geisterorchidee - in der ganzen Stadt, um die kämpfende Orchideenpopulation zu regenerieren, die ab dem späten 19. Jahrhundert durch Wilderei und übereifrige Orchideenliebhaber dezimiert wurde. Es basiert auf einem erfolgreichen Projekt in Singapur, bei dem Botaniker Orchideen in Ballungsräumen mit hoher Dichte anpflanzten. "In ihren Überlebensstudien waren die Überlebensraten in der Stadt gleich oder höher als in ihrer natürlichen Umgebung", sagt Lewis. "Orchideen scheinen sich nicht darum zu kümmern, was auf Bodenniveau passiert, solange es eine Baumkronen gibt, können sie gut wachsen."
Das Projekt gibt den Schülern die Möglichkeit, Labor- und Feldarbeiten durchzuführen, und bringt sie auch in die Stadt, um ihr Wissen in die Tat umzusetzen. Lewis sagt, Fairchild Garden arbeite seit 2012 an dem Projekt, aber die Studenten geben ihnen einen Schub, insbesondere bei der Verbreitung. „Als die BioTECH-Schule eröffnete, bauten sie ein Labor, genau wie wir, aber größer“, sagt er.
Laut Mateo ist es eines der großen Ziele der Schule, den Lehrplan an reale Fähigkeiten zu binden und den Schülern eine Wissensbasis zu bieten, die sie zu Beginn ihrer Karriere unterstützen kann. "Das Coolste daran ist, diese Kinder echte Wissenschaft machen zu sehen und dann Schlussfolgerungen aus der Wissenschaft zu ziehen, die sie machen", sagt er. "Sie sind 14 Jahre alt, und sie setzen es zusammen."
