Poszczególne dyscypliny akademickie mają specyficzne dla nich obawy i ich kierunki, a nauka nie jest wyjątkiem. W nauce każde państwo zdecydowało, czy przyjąć Normy naukowe nowej generacji (2013). NGSS zostały opracowane przez National Academies, Achieve, National Science Teachers Association (NSTA) i American Association for Advancement of Science (AAAS).
Te nowe standardy są „poddane międzynarodowej analizie, rygorystyczne, oparte na badaniach i dostosowane do oczekiwań dotyczących uczelni i kariery”. Dla nauczycieli w stanach, które mają przyjęła nowy NGSS, wdrażanie trzech wymiarów (podstawowe idee, nauki i praktyki inżynierskie, koncepcje przekrojowe) są przedmiotem największej troski na każdym poziomie klas.
Ale nauczyciele przedmiotów ścisłych mają te same problemy i obawy co ich rówieśnicy. Ta lista przedstawia niektóre inne obawy nauczycieli przedmiotów przyrodniczych wykraczające poza projektowanie programów nauczania. Mamy nadzieję, że podanie takiej listy może pomóc w otwarciu dyskusji z innymi nauczycielami, którzy mogą następnie pracować nad skutecznymi rozwiązaniami tych problemów.
Wiele laboratoriów naukowych, szczególnie w kursy chemii, wymagają od uczniów pracy z potencjalnie niebezpiecznymi chemikaliami. Podczas gdy laboratoria naukowe są wyposażone w funkcje bezpieczeństwa, takie jak okapy wentylacyjne i prysznice, nadal istnieje obawa, że uczniowie nie będą postępować zgodnie z instrukcjami i nie skrzywdzą siebie ani innych. Dlatego nauczyciele przedmiotów ścisłych muszą zawsze być świadomi wszystkiego, co dzieje się w ich pokojach podczas laboratoriów. Może to być trudne, szczególnie gdy uczniowie mają pytania wymagające uwagi nauczyciela.
Wiele tematów poruszanych na kursach ścisłych można uznać za kontrowersyjne. Dlatego ważne jest, aby nauczyciel miał plan i wiedział, jaka jest polityka okręgów szkolnych w zakresie sposobu nauczania takich tematów, jak ewolucja, klonowanie, reprodukcja i inne. Podobne problemy poruszają inne wydziały akademickie. Na zajęciach z języka angielskiego może występować cenzura książek, a na zajęciach z nauk społecznych - kontrowersje polityczne. Dzielnice powinny dopilnować, aby nauczyciele w każdym temacie przechodzili szkolenie w zakresie rozwiązywania kontrowersyjnych problemów.
Laboratoria i eksperymenty często wymagają, aby nauczyciele przedmiotów ścisłych spędzili dużo czasu na przygotowaniach i ustawieniach. Dlatego nauczyciele przedmiotów ścisłych będą musieli inaczej organizować swój czas, aby sprostać odpowiedzialności za planowanie, wdrażanie i ocenianie ocen. Modyfikacja laboratoriów w celu zaspokojenia potrzeb wszystkich uczniów może być również czasochłonna.
Wiele laboratoriów nie może zostać ukończonych w mniej niż 50 minut. Dlatego nauczyciele przedmiotów ścisłych często stają przed wyzwaniem polegającym na podzieleniu etapów eksperymentu w ciągu kilku dni. Może to być trudne, gdy mamy do czynienia z reakcjami chemicznymi, dlatego w tych lekcjach należy dużo planowania i przemyślenia.
Niektórzy nauczyciele przedmiotów przyrodniczych przyjęli: przewrócona klasa podejście polegające na tym, że uczniowie oglądają wideo z laboratorium jako pracę domową, zanim przyjdą na zajęcia. Pomysł odwróconej klasy został zainicjowany przez dwóch nauczycieli chemii w celu rozwiązania problemów związanych z czasem spędzonym na ustawianiu. Podgląd laboratorium pomoże uczniom szybciej przejść przez eksperyment, ponieważ będą wiedzieli, czego się spodziewać.
Niektóre urządzenia laboratoryjne kosztują dużo pieniędzy. Oczywiście, nawet w latach bez ograniczeń budżetowych, problemy budżetowe mogą ograniczać nauczycielom wykonywanie niektórych laboratoriów. Zamienniki wideo z laboratoriów mogą zostać zastąpione, jednak stracono by możliwość praktycznego uczenia się.
Wiele szkolnych laboratoriów w całym kraju starzeje się, a wiele nie ma nowego i zaktualizowanego sprzętu wymaganego podczas niektórych laboratoriów i eksperymentów. Co więcej, niektóre pokoje są ustawione w taki sposób, że praktycznie wszystkim studentom trudno jest skutecznie uczestniczyć w laboratoriach.
Inne przedmioty akademickie nie potrzebują specjalistycznego sprzętu niezbędnego do dedykowanych laboratoriów naukowych. Podczas gdy przedmioty te (angielski, matematyka, nauki społeczne) są wymienne w klasie, nauka ma określone wymagania, a aktualizowanie laboratoriów naukowych powinno być priorytetem.
Niektóre kursy ścisłe wymagają od studentów umiejętności matematycznych. Na przykład chemia i fizyka wymagają zarówno silnej matematyki, a szczególnie umiejętności algebry. Kiedy uczniowie są umieszczani na zajęciach bez tych wymagań wstępnych, nauczyciele przedmiotów przyrodniczych uczą się nie tylko swojego tematu, ale także wymaganej matematyki.
Problemem jest także umiejętność czytania i pisania. Uczniowie, którzy czytają poniżej poziomu ocen, mogą mieć trudności z podręcznikami naukowymi ze względu na ich gęstość, strukturę i specjalistyczne słownictwo. Studenci mogą nie mieć wystarczającej wiedzy, aby zrozumieć wiele pojęć w nauce. Nauczyciele nauk ścisłych muszą wypróbować różne strategie czytania, pisania, adnotacje, karteczki i ściany słów.
Wiele zadań laboratoryjnych wymaga współpracy studentów. Dlatego nauczyciele przedmiotów ścisłych stają przed problemem, jak przypisywać poszczególne stopnie do tych zadań. Czasami może to być bardzo trudne. Ważne jest, aby nauczyciel był możliwie jak najbardziej sprawiedliwy, dlatego wdrożenie formy oceny indywidualnej i grupowej jest ważnym narzędziem w przyznawaniu uczniom uczciwych ocen.
Istnieją strategie oceniania współpracy w grupie, a nawet pozwalają uczniom uzyskać informacje zwrotne na temat podziału punktów. Na przykład ocenę laboratoryjną wynoszącą 40 punktów można najpierw pomnożyć przez liczbę uczniów w grupie (trzech studentów to 120 punktów). Następnie laboratorium otrzymuje ocenę literową. Ta ocena literowa zostanie zamieniona na punkty, które nauczyciel lub członkowie grupy mogą równomiernie rozdzielić, a następnie ustalić, co według nich jest sprawiedliwym podziałem punktów.
Studenci będą nieobecni. Nauczycielom przedmiotów ścisłych często bardzo trudno jest zapewnić studentom alternatywne zadania na dni laboratoryjne. Wiele laboratoriów nie może być powtórzonych po szkole, a uczniowie otrzymują odczyty i pytania lub badania w celu wykonania zadań. Jest to jednak kolejna warstwa planowania lekcji, która może nie tylko być czasochłonna dla nauczyciela, ale także zapewnić uczniowi znacznie mniej doświadczenia w nauce. Odwrócony model klasy (wspomniany powyżej) może pomóc uczniom, którzy opuścili laboratorium.