環境科学 – 希望の科学

「しかし人間は自然の一部であり、自然に対する戦いは必然的に自分自身に対する戦いでもある。」
― レイチェル・カーソン 
(1960年代に環境問題を告発したアメリカの生物学者)

 こんにちは、STEM科目担当のガトリ・ドーサフです。

 私が教員として主に焦点を置くことの一つに、学生たちの特定のトピックへの興味を育てるということがあります。そのためには、学生の生活や将来に直接関わるテーマを扱うことが重要になります。

 学生たちが選択授業で生物か、それとも別の授業かを選ぶことができると知ったとき、私は課題の半分が達成したと感じました。私の授業に参加する学生はすでに、私の教える生物の授業に興味を持っているからです。残りの課題は、この貴重な機会を活かして、21世紀に私たちが直面する大きな課題について、若くて優れた学生たちに興味を持ってもらうことです。

 環境問題が深刻な状況であることは既に知られています。環境科学は、学際的であり広範囲な科目です。広範囲なことが、環境科学を複雑に思える要因にもなりますが、同時に科学の希望にもなり得るのです。歴史は、実際に人類が協力すれば大きな課題も克服できることを証明しています。それではこの生物の授業で取り組んだ学習について紹介していきたいと思います。

希望は解決策の一部

 環境問題について懸念すべき理由は数多くありますが、それは解決へ向けての希望がすべて失われたというわけではありません。授業の中で学生たちは、人間の知恵や工夫によって環境問題を軽減することが可能であるということを学びました。そして、地球という唯一の「Home・故郷」を守りながら、人間のニーズを満たせるような例や革新的なアイデアについて話し合いました。授業で取り上げた解決策の一部は次のとおりです。
・マイクログリッドを使用した分散型エネルギーシステム
・交通に関連する温室効果ガス排出量を削減するための自動運転車のシェアリング
・産業的畜産とは対照的な放牧動物のシステム
・海藻を使った海洋の循環を復元する

問題を理解することは解決への第一歩

 授業の中で説明した概念を理解しやすくするために、さまざまなアクティビティと実験を行いました。

 その中の1つは、「The Tragedy of the Commons」の概念を学ぶための漁業ゲームです。このアクティビティでは、学生たちは架空の村の住人となり、魚を捕まえるために競い合います。魚の種類ごとに値札が設定されており、ゲームの勝者は、村で一番裕福な人になることができるというゲームです。

 ゲームの進め方は以下の通りです。学生たちは30秒のターンを4回行い、それぞれ1ターンを漁期とします。各ターンで、ストロー2本にテープをつけた道具を使って魚を釣り上げます。ゲームを続けるためには、各ターンで最低でも500円稼がなければなりません。また、各ターン終了時に、残った魚のペアがそれぞれ2匹の子孫を生むことになります。

 予想通り、最もお金を稼ごうと考えた学生たちは、最初のターンで魚をすべて釣り上げてしまいました。この結果、ゲームを続けて勝つためには、持続可能な戦略を考え、次の漁期にも十分な魚が残るようにすることが重要だと気付きました。この気付きを基に、ゲームをリセットし、1ターンからゲームをやり直し、今度は学生たちが協力して自然資源を継続することに取り組みました。環境に配慮した方法でゲームに挑むことで、学生たちは経済的にもより豊かなお金を得ることができました。

 もう一つの重要な実験は、土壌塩類化実験です。学生たちは、さまざまな塩分濃度で緑豆の成長を観察しました。実験の結果から、塩分が植物や食料源に悪影響を及ぼすことが明らかとなりました。

 また、生物多様性の減少の問題とそれが生態系に与える影響について理解するために、分類学(動植物の科学名のつくもの)と生態学(生物とその環境との相互作用)の研究について学びました。分類学の授業では、顕微鏡を用いて、色々な動物や植物を観察しました。生態学の授業では、教室で食物連鎖のアクティビティが行われました。このアクティビティでは、特定の栄養レベルの動物を選び黒板に貼り、協力して食物連鎖を作り上げなければなりませんでした。

科学的方法は解決への確かな方法です

 学生たちは科学的手法を用いて、自分たちが選んださまざまな場所の空気の質をテストするための実験設計についてブレインストーミングを行いました。そして定性的および定量的データを話し合いました。これは、学生たちがさまざまな種類の大気汚染物質とその発生源について学ぶだけでなく、科学的手法や科学用語に慣れることにも役立ちました。

  学生たち、そして私も、充実した学びでした。後学期では、最も差し迫った環境問題である気候変動に焦点を当て学んでいきます。

ガトリ・ドーサフ

Environmental science, a science of hope

“𝘽𝙪𝙩 𝙢𝙖𝙣 𝙞𝙨 𝙖 𝙥𝙖𝙧𝙩 𝙤𝙛 𝙣𝙖𝙩𝙪𝙧𝙚, 𝙖𝙣𝙙 𝙝𝙞𝙨 𝙬𝙖𝙧 𝙖𝙜𝙖𝙞𝙣𝙨𝙩 𝙣𝙖𝙩𝙪𝙧𝙚 𝙞𝙨 𝙞𝙣𝙚𝙫𝙞𝙩𝙖𝙗𝙡𝙮 𝙖 𝙬𝙖𝙧 𝙖𝙜𝙖𝙞𝙣𝙨𝙩 𝙝𝙞𝙢𝙨𝙚𝙡𝙛.”
― Rachel Carson

 Hello, this is Dorsaf Gatri, one of the STEM teachers at ICT.

 As a teacher, one of my main focuses is to foster students’ interest in a particular topic. This would involve, amongst other things, tackling topics that have a direct influence on the students’ lives and/or future.

 When I learned that students will have the opportunity to choose for themselves if they wanted to join Biology class or another class, I realized that half of the task is done: All the students in my class would already be interested in what I have to teach. What is left to do is to use this golden opportunity to introduce young, bright minds to one of the biggest challenges that is facing us in the 21st century. 

 It is no secret that the news about the decline of the state of our environment is worrisome, to say the least. Environmental science is an interdisciplinary subject. This might be a reason to think of it as a complicated matter. It can also be a reason for hope; history shows us that big challenges can be overcome when humans collaborate. This biology class tried to enforce the following ideas:

Hope is part of the solution:

 There is a myriad of reasons to why we should be very concerned about the environment, however this does not mean that all hope to turn the tables is lost. Students were taught that human ingenuity can mitigate environmental issues. We discussed examples and possible innovative ideas to get humans needs met while preserving the only home that we know: the earth. Some of the solutions mentioned in class are: 
-Decentralized energy systems using microgrids
-Shared driverless cars to reduce GHG emission related to transportation
-Grazing animals’ systems as opposed to industrial livestock 
-Using seaweed to restore the overturning circulation in the oceans

Understanding the problem is the first step to the solution:

 Different activities and experiments were conducted to illustrate the concepts explained in class.

 One of these activities was a fishing game to explain the concept of the Tragedy of the Commons. In this activity students were part of an imaginary village and were competing against each other to catch fish. Each type of fish had a price tag. The winner of the game would be the richest person in the village.

This is how the game is played: Students have four 30 seconds turns with each turn corresponding to one fishing season. During each of these turns, students try to catch fish using a tape attached to two straws and they must make at least 500¥ to keep playing. At the end of each term, each pair of fish will produce two offspring.

 As expected, the students, hoping to be the richest and win, depleted all the fish in the ocean in the first round. This is when they realized that the only way to win this game is to come up with a sustainable strategy and make sure that there will be enough fish in the ocean for them to catch next season. I reset the game and the students were given another chance during which they worked together to maintain natural resources. Using an environmentally friendly approach to play, the students ended up with more financial prosperity.

 Another important experiment that was conducted is the soil salinization experiment. The students monitored the growth of mung beans using different salinity levels. The results of the experiments showed clearly the adverse impact of salinity on plants and, by extension, on our food sources.

 To sensitize the students to the problem of biodiversity loss and its impacts on ecosystems, they were introduced to taxonomy (the science of naming animals and plants) and ecology (the study of the interaction between the organisms and their environment). The taxonomy classes were followed by a microscopic observation of different animals and plants. The ecology classes were followed by a classroom food web activity. In this activity, the students, each representing an animal from a particular trophic level, had to draw that animal, hang it on the board and work together to create a food web.

The scientific method is the reliable way towards the solution:

 The students used the scientific method to brainstorm an experimental design to test the air quality of different locations of their choice. They presented and discussed their qualitative and quantitative data. This helped the students to not only learn about the different types of air pollutants and their sources, but also to familiarize themselves with the scientific method and the scientific jargon. 

 The students enjoyed this class and so did I. Next semester we will laser-focus on the most pressing of environmental issues: Climate change.

Dorsaf Gatri

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