Skoledistriktene rundt om i landet griper etter måter å få naturfag- og matteopplæring til å fungere og inspirere en ny generasjon biologer, astrofysikere, matematikere og ingeniører. I Colorado ser det ut til at Denver School of Science and Technology (DSST) har mestret formelen. Dette nettverket av STEM-skoler - med vekt på naturvitenskap, teknologi, ingeniørvitenskap og matematikk - består av fem studiesteder som fungerer som charterskoler under Denver Public Schools (DPS) -systemet. Skolene overgår sine naboer når de tester, men det er ikke bare STEM-læreplanen som gjør at DSST skiller seg ut.
"Det DSST gjør godt er det vanskeligere og mer abstrakte arbeidet med å sette den rette kulturen, " sier Yian Shen, stipendiat ved Donnell-Kay Foundation, en nonprofit dedikert til utdanningsreform og forbedring av offentlige skoler i Colorado. "Testresultatene deres er veldig gode, de har lave utbedringshastigheter - men du kan også føle det når du går på skolen. Du hører det på den måten barna snakker."
Juliann Coffey, 17, som er et par måneder fra uteksaminert fra DSST, er et vandrende eksempel på kulturen Shen beskriver. Hun snakker med selvtillit om årene på skolen og om sine ambisjoner for fremtiden. Hun tror hun vil bli ingeniør - hun tar sin andre kalkulateklasse på AP-nivå i år - og hun jobber med et seniorprosjekt sentrert om en musikkvideo og en skrevet avhandling om historiefortelling. Gjennom skolens obligatoriske internship på ungdomsskolen, jobbet hun i University of Denver fysikk- og astronomiavdeling. Målet med praksisplassen er å lære ved å gjøre, og Coffey gjorde akkurat det.
"Det var veldig kult. Jeg fikk se på infrarøde bilder av planetens tåker, som er som døende stjerner, " sier Coffey.
Hvis Coffey fortsetter ingeniørfag, vil hun være blant de anslåtte 45 prosent av DSST-nyutdannede som går inn i STEM-studieretninger - omtrent tre ganger landsgjennomsnittet, ifølge Bill Kurtz, administrerende direktør i DSST og grunnlegger av DSSTs første videregående skole, Stapleton.
DSST eksemplifiserer et av de primære målene for STEM-initiativer - å utvide studentbasen som driver matematikk og naturfag. Nettverket av skoler har flere jenter påmeldt enn gutter, et flertall av studentene som kvalifiserer for gratis lunsj eller redusert pris lunsj og et mindretall flertall i befolkningen. I følge en rapport fra 2012 fra President's Council of Advisors on Science and Technology representerer kvinner og minoritetsgrupper omtrent 70 prosent av studenter i USA, men mottar bare 45 prosent av studentergradene som er tildelt i STEM-studieretninger.
"Dessverre er det en mangeårig tradisjon i landet vårt med å si at naturfagundervisning bare er for de begavede og talentfulle, " sier Kurtz. "Vi har alltid prøvd å endre den oppfatningen. Barn med alle bakgrunner kan delta i STEM, og jeg tror det er veldig viktig."
DSST er mindre enn 10 år gammel, men skolene er blant Denver beste. De overgår andre lokale skoler i statlige tester; Stapleton videregående skole, for eksempel, fikk 78 prosent ferdigheter på statlige matematikkprøver i fjor, sammenlignet med en distriktsprestasjon på 35 prosent og statlig ytelse på 46 prosent, og oppnådde lignende resultater i vitenskap. Fem DSST-skoler rangert blant de 25 beste i Denver's School Performance Framework 2012, et evalueringssystem som ser på variabler fra akademisk vekst til foreldretilfredshet. Og hver graderingskurs har tjent 100 prosent akseptgrad til et fireårig college.
Påmelding er en funksjon av DPS-lotterisystemet, som er åpent for alle, og etterspørselen etter et sete på en DSST-skole er høy. For det kommende skoleåret ba nesten en femtedel av elevene som gikk inn i lotto-systemet for sjette klasse, en DSST-skole som sitt førstevalg, ifølge en talsperson for DPS.
Etter Kurtz syn er åpen registrering - der skolen ikke har muligheten til å velge hvilke elever som blir tatt opp - en ting som skiller DSST fra andre STEM-skoler. En annen er mangfoldet av læringsmuligheter som skolen gir, for eksempel 11-årig praksisplass som Coffey's eller en avansert naturfagsklasse for eldre som satser på felt innen biokjemi og bioteknologi.
Lewis McAll er biologilærer ved Stapleton, men i motsetning til på de fleste videregående skoler, har elevene på ellevte klasse allerede tatt fysikk og kjemi. Det snur de fleste læreplanene, der fysikk blir spart for 11. eller 12. klasse, på hodet. Men McAll forklarer at fysikk, undervist i niende klasse ved DSST, er det beste faget for å studere den eksperimentelle metoden, som legger et grunnlag for kunnskap og ferdigheter som elevene kan bygge videre på.
*******
Stapleton-campus ligger omtrent syv mil øst for Denver sentrum, i et planlagt samfunn bygget der den gamle Denver-flyplassen en gang sto. Andre studiesteder er spredt over hele Denver, de fleste av dem nærmere sentrum. DSST Stapleton er et moderne bygning utenfor hovedveien; parkeringsplassen er livlig siden de fleste elever blir kjørt til skolen - som en charterskole tilbyr DSST ikke busstjenester. Rett innenfor hoveddørene sprer studenter, med fakultetets tillatelse, musikk og dans - hip-hop, country, "Electric Slide" - hva som helst - før morgentimene begynner. Gangen og klasseromsveggene kan skilte med plakater fra tidligere avgangsklasser og høyskolene som godtok dem.
DSST kan utmerket seg som en STEM-skole, men fakultetet, studenter og observatører utenfor gjør det klart at STEM ikke er skolens viktigste karakteristikk, og at det ikke er en gylden billett til suksess. Det de blir begeistret for er kulturen skolen har bygget.
McAll nøler ikke med å svare på hva som gjør at DSST skiller seg ut fra hans tidligere undervisningserfaringer. "Jeg har ikke noen disiplinproblemer i det hele tatt, " sier han. Mange av elevene på Stapleton begynte i DSST-systemet på ungdomsskolen, så de har hatt mange års læring under lærere som jobber hardt for å innpode DSST-kjerneverdiene hos elevene - ting som respekt, ansvar og mot. Selv om det er sannsynlig at de fleste skoler har lignende verdier skrevet i en misjonserklæring et sted, har DSST klart å virkelig integrere dem i studentlivet ved å oppmuntre til uavhengig læring og et sterkt mentormiljø på samme tid, for eksempel. En senior sa at han blir igjen etter skoletid for å studere med lærerne sine mellom tre og fem dager i uken.
McAll håper å se en hel generasjon biologer komme ut av DSST. "Og det er veldig mulig nå fordi vi har tatt disiplin, og 'Gjør dette fordi jeg sier det, ' fra bordet, " sier McAll. "Du kan begynne å gi barna ideen om at lærere, akademikere, professorer og alle helt opp til [Peter] Higgs [av Higgs-Boson berømmelse] selv, ingen av dem vet alle svarene, og det er fortsatt så mye mer å utforske ."
"Når jeg tenker på hvilket college jeg vil gå på, tenker jeg på hva jeg liker med DSST, " sier Juliann Coffey. "Jeg vil være sikker på at jeg velger et college som har et fellesskap til å føle det."
Mellom hennes engasjement i skolefellesskapet og hennes godt avrundede faglige erfaring, legemliggjør Coffey den typen student som Bill Kurtz ser for seg for skolen.
"Det er veldig en liberal kunstskole med STEM-fokus, ikke bare en STEM-skole, " sier Kurtz. "Målet vårt er ikke å skape hver student til noen som kommer til å bli ingeniør. Målet vårt er å eksponere dem, gi dem muligheten til å gjøre det hvis de vil, og forstå at det er mulig."
