Modelele matematice vă pot ajuta să aflați dimensiunile și configurațiile clasei pentru a minimiza întreruperile și închiderea școlii. (Shutterstock)
Formularea planurilor de redeschidere a școlii și a îngrijirii copiilor în America de Nord în această toamnă a fost o sarcină descurajantă, întrucât atât pandemia, cât și cunoștințele noastre științifice despre COVID-19 continuă să se desfășoare rapid.
Pentru studenții care participă personal, există multe întrebări de luat în considerare: Cât de importante sunt curățarea și dezinfectarea suprafețelor? Care vârstă a elevilor ar trebui să folosească măști și când? Care este cea mai bună abordare a cohortării? Cât de mari ar trebui să fie dimensiunile clasei?
Cunoașterea modului în care COVID-19 s-a îmbunătățit de la începutul pandemiei, dar pe măsură ce planurile de redeschidere erau în curs de dezvoltare, am recunoscut necesitatea investigării scenariilor de focar în școli și centre de îngrijire a copiilor. Datorită experienței noastre combinate în modelare matematică, epidemiologie, științe ale mediului și educație pentru copii, am abordat problema dimensiunilor clasei.
Am dezvoltat un model matematic de focare în case și săli de clasă. Modelul a făcut o predicție foarte surprinzătoare: pe măsură ce dimensiunile claselor cresc, impactul negativ al COVID-19 crește exponențial mai repede.
O abordare granulară
Am optat pentru un Model „bazat pe individ” unde indivizilor diferiți (adulți și copii) li se permite să interacționeze conform regulilor specificate. Această abordare extrem de granulară ne permite să vedem efectele grupărilor sociale și ale caracteristicilor individuale asupra rezultatelor personale, cum ar fi ratarea zilelor școlare.
Utilizarea informațiilor despre vârstă și dimensiunea gospodăriei obținute de la Datele recensământului canadian, am construit populații mici cu centre de educație pentru copii și gospodării asociate formate din unul sau mai mulți adulți și unul sau mai mulți copii. Modelul nostru este în esență o lume virtuală simulată de școli și case.
Ilustrarea caselor simulate (sus) și a unui centru de îngrijire a copilului (jos) în model. „A” reprezintă părintele, „T” reprezintă profesorul, cercurile sunt copii, iar numerele reprezintă sarcinile copiilor la clasă. (Chris Bauch), Autorul a oferit
Copiii au fost repartizați în clasă la întâmplare sau grupând frații împreună. Am luat în considerare scenariile centrului de îngrijire a copiilor cu un raport elev / educator de 7: 3, 8: 2 și 15: 2. De asemenea, am luat în considerare scenariile școlii primare cu rapoarte elev / educator de 8: 1, 15: 1 și 30: 1. Studenții ar putea participa la cursuri în fiecare zi sau alternează între instruirea personală o săptămână și învățarea online săptămâna următoare.
Factorii de influență
Apoi am rulat simularea pe computer a focarelor COVID-19 în această setare. Am presupus că atunci când apare un caz simptomatic de COVID-19 într-o sală de clasă, acesta va fi închis timp de 14 zile.
Dar modelarea impactului dimensiunilor clasei asupra focarelor este dificilă.
Școlile au fost închise în mare parte din primul val și așa - probabil în mod surprinzător - copiii de vârstă școlară nu au reprezentat o parte semnificativă a cazurilor în această perioadă. În plus, copiii sunt mai susceptibili de a fi asimptomatici și, prin urmare, nu sunt raportați ca având COVID-19. O serie de alți factori ar putea influența atât riscul, cât și dimensiunea focarelor.
Deci, cum putem prevedea cum ar putea arăta focarele din școli, având în vedere că școlile nu au mai fost deschise în Ontario din martie 2020? Deoarece nu cunoaștem toate valorile de intrare potrivite de utilizat, am adoptat o abordare de „analiza incertitudinii”, O piatră de temelie a anchetei științifice - recunoscând că nu știi totul.
Această abordare a însemnat că vom schimba intrările modelului și vom studia modul în care acestea afectează predicțiile. De exemplu, am făcut distincția între o ipoteză de „transmisie ridicată”, în care virusul se poate răspândi rapid și o ipoteză de „transmisie redusă”, în care răspândirea virusului este încetinită prin utilizarea măștilor, dezinfectarea și distanțarea fizică.
Triple triumf
În toate permutările utilizate în analiza noastră de incertitudine, am fost surprinși să constatăm că atunci când dimensiunea clasei s-a dublat, numărul cazurilor și zilelor de studiu pierdute până la închidere s-a dublat. Zilele studențești sunt calculate prin înmulțirea numărului de zile de închidere cu numărul de studenți afectați și, cu fiecare dublare a dimensiunii clasei, au crescut cu factori de doi până la cinci.
Impactul dimensiunii clasei asupra cazurilor COVID-19 (în partea de sus) și a zilelor de instruire pierdute (în partea de jos), pentru scenariul modelului de transmisie redusă. (Chris Bauch), Autorul a oferit
Când am crescut rata de transmisie, a schimbat numărul total de cazuri, dar numărul relativ de cazuri sau zile de studenți pierdute până la închiderea dintre diferitele scenarii de dimensiune a clasei nu s-a schimbat mult: clasele mai mari erau întotdeauna relativ mai slabe decât clasele mai mici și cu aproximativ același factor de doi până la cinci.
Descriem acest lucru ca un „triplu triumf”. În primul rând, atunci când clasele sunt mai mari, șansele sunt mai mari ca unul dintre copii să fie pozitiv. În al doilea rând, atunci când acel copil se dovedește pozitiv și clasa este închisă, închiderea unei clase mai mari afectează mai mulți copii. În al treilea rând, până la identificarea cazului, este posibil ca elevul să fi transmis virusul de câteva zile sau altcineva din clasă să fi fost asimptomatic și să transmită mai multe zile. Acest al treilea punct este crucial - este din ce în ce mai clar că SARS-CoV-2 poate fi răspândit de particule de aerosoli.
Alte consecințe
Cel mai prost scenariu, cu o marjă largă, a fost raportul 30: 1 în cadrul școlii primare. Trecerea la un raport 15: 1 cu cohorte săptămânale alternante (15: 1A) a redus numărul de cazuri și zile de studenți pierdute până la închidere cu un factor de aproximativ patru. Și chiar dacă un raport mai mare dintre elevi și educatori permite mai multor studenți să primească instruire personală, acestea provoacă, de asemenea, mai multe perturbări din cauza nevoii mai frecvente de a închide sălile de clasă atunci când este identificat un caz.
În plus, este posibil să existe consecințe psihologice, sociale și psihice semnificative pentru părinți și copii atunci când școlile și centrele de îngrijire a copilului se închid. Și întrucât focarele se pot întâmpla oricând, este posibil ca părinții care lucrează să fie nevoiți să fie scoși din muncă cu preaviz prea mic sau deloc.
Mergând mai departe
Școlile și centrele de îngrijire a copiilor s-au redeschis deja. Unelor raioane li s-a permis să meargă cu un model preferat care permite clasele mai mici, iar acesta este un pas în direcția corectă.
Există, de asemenea, multe exemple despre cum districtele școlare pot reduce dimensiunea clasei la un cost minim. De exemplu, orele de grădiniță cu doi profesori s-ar putea împărți în două grupuri, dintre care unul folosește biblioteca, sala de sport sau petrece mai mult timp în aer liber în activități.
Dacă închiderea scolii pe scară largă apare din nou în această toamnă, vă sugerăm ca planurile de redeschidere să acorde o atenție deosebită aspectului dimensiunii clasei. În timp ce riscul de focare nu va fi niciodată zero chiar și în cazul claselor mici, ar fi prudent ca dimensiunile clasei să fie mai mici, astfel încât aceste perturbări afectează cel mai mic număr de copii și familii posibil. Între timp, pentru părinți și îngrijitori, cel mai bun lucru de făcut este purtați conversații sincere și deschise despre cum vor arăta închiderile în familia lor, inclusiv aranjamentele pentru muncă și îngrijirea copiilor.
Matematica ne spune că închiderea școlii sau a sălilor de clasă va fi o realitate pentru multe districte școlare în această toamnă.
Despre Autori
Chris Bauch, profesor de matematică aplicată, Universitatea din Waterloo; Dr. Brendon Phillips student, matematică aplicată, Universitatea din Waterloo; Dillon Thomas Browne, profesor asistent, psihologie, Universitatea din Waterloo, și Madhur Anand, profesor și director, Laborator global de schimbări ecologice și durabilitate, Universitatea din Guelph
Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.
Cărți asemănătoare:
Iată 5 cărți non-ficțiune despre parenting care sunt în prezent cele mai bine vândute pe Amazon.com:Copilul din întregul creier: 12 strategii revoluționare pentru a alimenta mintea în curs de dezvoltare a copilului tău
de Daniel J. Siegel și Tina Payne Bryson
Această carte oferă părinților strategii practice pentru a-și ajuta copiii să dezvolte inteligența emoțională, autoreglementarea și reziliența folosind perspective din neuroștiință.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Disciplina fără dramă: modul întregului creier de a calma haosul și de a hrăni mintea în dezvoltare a copilului tău
de Daniel J. Siegel și Tina Payne Bryson
Autorii cărții The Whole-Brain Child oferă părinților îndrumări pentru a-și disciplina copiii într-un mod care promovează reglarea emoțională, rezolvarea problemelor și empatia.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Cum să vorbești, astfel încât copiii să asculte și să asculte, astfel încât copiii să vorbească
de Adele Faber și Elaine Mazlish
Această carte clasică oferă tehnici practice de comunicare pentru ca părinții să se conecteze cu copiii lor și să încurajeze cooperarea și respectul.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Copilul Montessori: un ghid pentru părinți pentru a crește o ființă umană curioasă și responsabilă
de Simone Davies
Acest ghid oferă părinților informații și strategii pentru a implementa principiile Montessori acasă și pentru a stimula curiozitatea naturală, independența și dragostea de a învăța a copilului lor.
Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda
Părinte pașnic, copii fericiți: Cum să nu mai țipi și să începi să te conectezi
de dr. Laura Markham
Această carte oferă părinților îndrumări practice pentru a-și schimba mentalitatea și stilul de comunicare pentru a stimula conexiunea, empatia și cooperarea cu copiii lor.
