يمكن أن تساعد النماذج الرياضية في معرفة أحجام الفصول الدراسية وتكويناتها لتقليل الاضطرابات وإغلاق المدارس. (صراع الأسهم)
كانت صياغة خطط إعادة فتح المدرسة ومركز رعاية الأطفال في أمريكا الشمالية هذا الخريف مهمة شاقة ، حيث يستمر انتشار الوباء ومعرفتنا العلمية بـ COVID-19 بسرعة.
للطلاب الذين يحضرون شخصيًا ، هناك العديد من الأسئلة التي يجب مراعاتها: ما مدى أهمية تنظيف الأسطح وتطهيرها؟ أي عمر من الطلاب يجب أن يستخدم الأقنعة ومتى؟ ما هو أفضل نهج للتجمع؟ كم يجب أن تكون أحجام الفصول؟
تحسنت المعرفة بكيفية انتشار COVID-19 منذ بدء الوباء ، ولكن مع إعادة فتح الخطط ، أدركنا الحاجة إلى التحقيق في سيناريوهات تفشي المرض في المدارس ومراكز رعاية الأطفال. مع خلفيتنا المشتركة في النمذجة الرياضية وعلم الأوبئة والعلوم البيئية وتعليم الطفولة ، تناولنا مسألة أحجام الفصول الدراسية.
قمنا بتطوير نموذج رياضي لتفشي المرض في المنازل والفصول الدراسية. قدم النموذج تنبؤًا مفاجئًا للغاية: مع ارتفاع أحجام الفصول الدراسية ، تزداد التأثيرات السلبية لـ COVID-19 بشكل أسرع.
نهج محبب
اخترنا نموذج "فردي" حيث يُسمح للأفراد المتميزين (البالغين والأطفال) بالتفاعل وفقًا لقواعد محددة. يسمح لنا هذا النهج الدقيق للغاية برؤية تأثيرات المجموعات الاجتماعية والخصائص الفردية على النتائج الشخصية مثل أيام الدراسة الضائعة.
استخدام معلومات العمر وحجم الأسرة التي تم الحصول عليها من بيانات التعداد الكندي، قمنا ببناء مجموعات سكانية صغيرة مع مراكز تعليم الطفولة والأسر المرتبطة بها تتكون من واحد أو أكثر من البالغين وطفل واحد أو أكثر. نموذجنا هو في الأساس عالم افتراضي محاكاة للمدارس والمنازل.
رسم توضيحي لمنازل محاكاة (أعلى) ومركز رعاية أطفال (أسفل) في النموذج. يمثل الحرف "A" أحد الوالدين ، ويمثل الحرف "T" المعلم ، والدوائر عبارة عن أطفال والأرقام تمثل مهام الفصل الدراسي للأطفال. (كريس باوخ), مؤلف المنصوص
تم توزيع الأطفال على الفصول الدراسية بشكل عشوائي أو عن طريق تجميع الأشقاء معًا. اعتبرنا سيناريوهات مركز رعاية الأطفال بنسب الطالب / المعلم 7: 3 و 8: 2 و 15: 2. درسنا أيضًا سيناريوهات المدارس الابتدائية بنسب الطالب / المعلم 8: 1 و 15: 1 و 30: 1. يمكن للطلاب حضور الفصل كل يوم أو التبديل بين التدريس الشخصي لمدة أسبوع والتعلم عبر الإنترنت في الأسبوع التالي.
العوامل المؤثرة
ثم قمنا بتشغيل محاكاة الكمبيوتر الخاصة بنا لتفشي COVID-19 في هذا الإعداد. افترضنا أنه عندما تظهر حالة من أعراض COVID-19 في الفصل الدراسي ، فسيتم إغلاقها بعد ذلك لمدة 14 يومًا.
لكن نمذجة تأثير أحجام الفصول الدراسية على تفشي المرض أمر صعب.
تم إغلاق المدارس خلال معظم الموجة الأولى وهكذا - ربما ليس من المستغرب - أن الأطفال في سن المدرسة لم يمثلوا جزءًا كبيرًا من الحالات خلال هذه الفترة. بالإضافة إلى ذلك ، من المرجح أن يكون الأطفال بدون أعراض وبالتالي لا يتم الإبلاغ عن إصابتهم بـ COVID-19. يمكن لمجموعة من العوامل الأخرى أن تؤثر على كل من مخاطر الفاشيات وحجمها.
إذن كيف يمكننا التنبؤ بما قد تبدو عليه حالات تفشي المرض في المدارس ، بالنظر إلى أن المدارس لم تكن مفتوحة في أونتاريو منذ مارس 2020؟ نظرًا لأننا لا نعرف جميع قيم الإدخال الصحيحة لاستخدامها ، فقد اتخذنا نهجًاتحليل عدم اليقين، "حجر الزاوية في البحث العلمي - الاعتراف بأنك لا تعرف كل شيء.
هذا النهج يعني أننا سنغير مدخلات النموذج ودراسة كيفية تأثيرها على التنبؤات. على سبيل المثال ، ميزنا بين افتراض "انتقال عالي" ، حيث يمكن أن ينتشر الفيروس بسرعة ، وافتراض "انتقال منخفض" ، حيث يتم إبطاء انتشار الفيروس باستخدام الأقنعة والتطهير والتباعد المادي.
الضربة الثلاثية
عبر جميع التبديلات المستخدمة في تحليل عدم اليقين لدينا ، فوجئنا عندما اكتشفنا أنه عندما تضاعف حجم الفصل ، تضاعف عدد الحالات وأيام الطلاب المفقودة بسبب الإغلاق. يتم حساب أيام الطلاب بضرب عدد أيام الإغلاق في عدد الطلاب المتأثرين ، ومع تضاعف حجم كل فصل ، زاد عددهم بعوامل من اثنين إلى خمسة.
تأثير حجم الفصل على حالات COVID-19 (أعلى) وأيام التدريس الضائعة (أسفل) ، لسيناريو نموذج الانتقال المنخفض. (كريس باوخ), مؤلف المنصوص
عندما قمنا بزيادة معدل الإرسال ، فقد غيّر العدد الإجمالي للحالات ، لكن العدد النسبي للحالات أو أيام الطلاب الضائعة للإغلاق بين سيناريوهات حجم الفصل المختلفة لم يتغير كثيرًا: كانت الفصول الأكبر دائمًا أسوأ نسبيًا من الفصول الأصغر ، و بنفس المعامل تقريبًا من اثنين إلى خمسة.
نصف هذا بأنه "الضربة الثلاثية". أولاً ، عندما تكون أحجام الفصول أكبر ، تكون فرص اختبار أحد الأطفال إيجابية. ثانيًا ، عندما تكون نتيجة اختبار هذا الطفل إيجابية ويتم إغلاق الفصل ، فإن إغلاق فصل أكبر يؤثر على عدد أكبر من الأطفال. ثالثًا ، بحلول الوقت الذي يتم فيه تحديد الحالة ، ربما يكون الطالب قد نقل الفيروس لعدة أيام ، أو ربما كان شخص آخر في الفصل بدون أعراض وينتقل لعدة أيام. هذه النقطة الثالثة مهمة - من الواضح بشكل متزايد أن SARS-CoV-2 يمكن أن ينتشر عن طريق جزيئات الهباء الجوي.
عواقب أخرى
كان السيناريو الأسوأ ، بهامش كبير ، هو نسبة 30: 1 في بيئة المدرسة الابتدائية. أدى التحول إلى نسبة 15: 1 مع الأفواج الأسبوعية المتناوبة (15: 1 أ) إلى تقليل عدد الحالات وأيام الطلاب الضائعة للإغلاق بمعامل يبلغ حوالي أربعة. وعلى الرغم من أن النسب الأعلى للطلاب / المعلمين تسمح لمزيد من الطلاب بالحصول على تعليمات شخصية ، فإنها تسبب أيضًا المزيد من الاضطرابات بسبب الحاجة المتكررة لإغلاق الفصول الدراسية عند تحديد حالة.
بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن تكون هناك عواقب نفسية واجتماعية وعقلية كبيرة على الآباء والأطفال عند إغلاق المدارس ومراكز رعاية الأطفال. ونظرًا لأن حالات تفشي المرض يمكن أن تحدث في أي وقت ، فقد يحتاج الآباء العاملون إلى سحبهم من عملهم بإشعار مسبق ضئيل أو بدون إشعار مسبق.
التحرك إلى الأمام
المدارس ومراكز رعاية الأطفال قد أعيد فتحها بالفعل. تم السماح لبعض المناطق باتباع نموذج مفضل يسمح بفصول أصغر حجمًا ، وهذه خطوة في الاتجاه الصحيح.
هناك أيضًا العديد من الأمثلة حول كيفية قيام المناطق التعليمية بتقليل حجم الفصل بأقل تكلفة. على سبيل المثال ، يمكن تقسيم فصول رياض الأطفال مع مدرسين إلى مجموعتين ، تستخدم إحداهما المكتبة أو صالة الألعاب الرياضية أو تقضي وقتًا أطول في الأنشطة الخارجية.
إذا حدث إغلاق المدرسة على نطاق واسع مرة أخرى هذا الخريف ، فإننا نقترح أن تولي خطط إعادة الفتح اهتمامًا وثيقًا لجانب حجم الفصل. في حين أن خطر تفشي المرض لن يكون صفريًا أبدًا حتى مع وجود فصول صغيرة ، سيكون من الحكمة أن تكون أحجام الفصول أقل ، لذلك تؤثر هذه الاضطرابات على أقل عدد ممكن من الأطفال والعائلات. في غضون ذلك ، بالنسبة للآباء ومقدمي الرعاية ، فإن أفضل ما يجب فعله هو إجراء محادثات صادقة ومفتوحة حول كيف سيبدو الإغلاق في أسرهم ، بما في ذلك ترتيبات العمل ورعاية الأطفال.
تخبرنا الرياضيات أن إغلاق المدارس أو الفصول الدراسية سيكون حقيقة في العديد من المناطق التعليمية هذا الخريف.
حول المؤلف
كريس باوش ، أستاذ الرياضيات التطبيقية ، جامعة واترلو؛ بريندون فيليبس ، دكتوراه. طالب رياضيات تطبيقية جامعة واترلو؛ ديلون توماس براون ، أستاذ مساعد ، علم النفس ، جامعة واترلو، ومادهور أناند ، أستاذ ومدير مختبر الاستدامة والتغير البيئي العالمي ، جامعة غلف
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب ذات صلة:
فيما يلي 5 كتب غير خيالية عن الأبوة والأمومة والتي تعد حاليًا من أفضل الكتب مبيعًا على Amazon.com:الطفل كامل الدماغ: 12 استراتيجية ثورية لتغذية عقل طفلك النامي
بقلم دانيال جي سيجل وتينا باين برايسون
يقدم هذا الكتاب استراتيجيات عملية للآباء لمساعدة أطفالهم على تطوير الذكاء العاطفي ، والتنظيم الذاتي ، والمرونة باستخدام رؤى من علم الأعصاب.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
الانضباط بلا دراما: طريقة الدماغ الكاملة لتهدئة الفوضى وتغذية عقل طفلك النامي
بقلم دانيال جي سيجل وتينا باين برايسون
يقدم مؤلفو The Whole-Brain Child إرشادات للآباء لتأديب أطفالهم بطريقة تعزز التنظيم العاطفي وحل المشكلات والتعاطف.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
كيف تتحدث حتى يستمع الأطفال ويستمعون لذلك سيتحدث الأطفال
بواسطة Adele Faber و Elaine Mazlish
يقدم هذا الكتاب الكلاسيكي تقنيات اتصال عملية للآباء للتواصل مع أطفالهم وتعزيز التعاون والاحترام.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
طفل مونتيسوري: دليل الوالدين لتنشئة إنسان فضولي ومسؤول
بواسطة سيمون ديفيز
يقدم هذا الدليل رؤى واستراتيجيات للآباء لتنفيذ مبادئ مونتيسوري في المنزل وتعزيز فضول طفلهم الطبيعي واستقلالهم وحبهم للتعلم.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
والد مسالم ، أطفال سعداء: كيف تتوقف عن الصراخ وتبدأ في الاتصال
بواسطة الدكتورة لورا ماركهام
يقدم هذا الكتاب إرشادات عملية للآباء لتغيير طريقة تفكيرهم وتواصلهم لتعزيز التواصل والتعاطف والتعاون مع أطفالهم.
