مدل های ریاضی می توانند به اندازه و تنظیمات کلاس کمک کنند تا اختلالات و تعطیلی مدارس را به حداقل برسانند. (Shutterstock)

تدوین برنامه های بازگشایی مدارس و مراکز مراقبت از کودکان در آمریکای شمالی در پاییز امسال یک کار اضطراب آور بوده است ، زیرا هر دو بیماری همه گیر و دانش علمی ما از COVID-19 به سرعت ادامه می یابد.

برای دانشجویان که به صورت حضوری حضور می یابند ، س questionsالات زیادی باید در نظر گرفته شود: تمیز کردن و ضد عفونی کردن سطوح چقدر مهم است؟ کدام سن دانش آموزان باید از ماسک استفاده کنند و چه زمانی؟ بهترین روش برای هم گروهی چیست؟ اندازه کلاس باید چه اندازه باشد؟

دانش در مورد چگونگی گسترش COVID-19 از زمان ابتلا به بیماری همه گیر بهبود یافته است ، اما همزمان با تدوین برنامه های بازگشایی ، ما نیاز به بررسی سناریوهای شیوع در مدارس و مراکز مراقبت از کودکان را تشخیص دادیم. با توجه به سابقه ترکیبی ما در مدل سازی ریاضی ، اپیدمیولوژی ، علوم محیطی و آموزش دوران کودکی ، مسئله اندازه کلاس را حل کردیم.

ما یک مدل ریاضی از شیوع در خانه ها و کلاس های درس ایجاد کردیم. این مدل یک پیش بینی بسیار شگفت آور ارائه داد: هرچه اندازه کلاس بالا می رود ، تأثیرات منفی COVID-19 به طور تصاعدی سریعتر افزایش می یابد.

یک رویکرد دانه دانه

ما یک را انتخاب کردیم مدل "مبتنی بر فرد" که در آن افراد مجزا (بزرگسالان و کودکان) مجاز به تعامل با قوانین مشخص شده هستند. این رویکرد بسیار دانه ریز به ما امکان می دهد تا تأثیرات گروه بندی های اجتماعی و خصوصیات فردی را بر نتایج شخصی مانند روزهای از دست رفته در مدرسه ببینیم.

با استفاده از اطلاعات مربوط به سن و اندازه خانه از داده های سرشماری کانادا، ما جمعیت کمی با مراکز آموزش دوران کودکی و خانوارهای مرتبط با آنها از یک یا چند بزرگسال و یک یا چند کودک تشکیل دادیم. مدل ما در واقع یک دنیای مجازی شبیه سازی شده از مدارس و خانه ها است.

تصویر خانه های شبیه سازی شده (بالا) و یک مرکز مراقبت از کودکان (پایین) در مدل. 'A' والدین را نشان می دهد ، 'T' معلم است ، حلقه ها کودکان هستند و اعداد نشان دهنده تکالیف کودکان در کلاس است. (کریس باوچ), نویسنده ارائه

کودکان به طور تصادفی یا با گروه بندی خواهران و برادران به کلاس ها اختصاص یافتند. ما سناریوهای مرکز مراقبت از کودکان را با نسبت دانش آموز / مربی 7: 3 ، 8: 2 و 15: 2 در نظر گرفتیم. ما همچنین سناریوهای دبستان را با نسبت دانش آموز / مربی 8: 1 ، 15: 1 و 30: 1 در نظر گرفتیم. دانش آموزان می توانند هر روز در کلاس شرکت کنند یا بین آموزش حضوری یک هفته و یادگیری آنلاین در هفته دیگر جایگزین کنند.

عوامل موثر

سپس ما شبیه سازی رایانه ای شیوع COVID-19 را در این تنظیم اجرا کردیم. ما فرض کردیم که وقتی یک مورد علامت دار COVID-19 در کلاس ظاهر می شود ، برای 14 روز بسته می شود.

اما مدل سازی تأثیر اندازه کلاس در شیوع مشکل است.

در بیشتر موج اول مدارس تعطیل شده اند و بنابراین - شاید جای تعجب نیست - کودکان در سنین مدرسه در این دوره قسمت قابل توجهی از موارد را تشکیل نمی دهند. علاوه بر این ، کودکان بدون علامت هستند و بنابراین گزارش نمی شود که دارای COVID-19 هستند. مجموعه عوامل دیگری می تواند هم در خطر و هم در میزان شیوع تأثیر بگذارد.

بنابراین چگونه می توان پیش بینی کرد که شیوع بیماری در مدارس چگونه است ، با توجه به اینکه مدارس در انتاریو از مارس 2020 باز نشده است؟ از آنجا که ما از همه مقادیر ورودی صحیح برای استفاده نمی دانیم ، رویکرد "تجزیه و تحلیل عدم اطمینان، "یک سنگ بنای تحقیق علمی - اعتراف به اینکه شما همه چیز را نمی دانید.

این روش به این معنی است که ما ورودی های مدل را تغییر می دهیم و نحوه تأثیر آن بر پیش بینی ها را بررسی می کنیم. به عنوان مثال ، ما بین فرضیه "انتقال زیاد" ، جایی که ویروس می تواند به سرعت گسترش یابد ، و فرضیه "انتقال کم" ، که در آن با استفاده از ماسک ، ضد عفونی و فاصله فیزیکی سرعت ویروس کاهش می یابد ، تفاوت قائل شدیم.

حیوانات سه گانه

در تمام جایگشت های استفاده شده در تحلیل عدم اطمینان ما ، با کمال تعجب متوجه شدیم که وقتی اندازه کلاس دو برابر می شود ، تعداد موارد و روزهای دانشجو برای بسته شدن بیش از دو برابر می شود. روزهای دانشجو با ضرب تعداد روزهای تعطیلی در تعداد دانش آموزان تحت تأثیر محاسبه می شود و با دو برابر شدن هر کلاس ، آنها با فاکتورهای دو تا پنج افزایش می یابند.

تأثیر اندازه کلاس بر روی موارد COVID-19 (بالا) و روزهای دانش آموز از دست رفته (پایین) ، برای سناریوی مدل انتقال کم. (کریس باوچ), نویسنده ارائه

وقتی میزان انتقال را افزایش دادیم ، این تعداد کل موارد را تغییر داد ، اما تعداد نسبی موارد یا روزهای دانشجویی که به دلیل بسته شدن بین سناریوهای مختلف اندازه کلاس از دست رفت ، تغییر چندانی نکرد: کلاسهای بزرگ همیشه نسبت به کلاسهای کوچکتر نسبتاً بدتر بودند و تقریباً با همان عامل دو تا پنج.

ما این را به عنوان "واگن سه گانه" توصیف می کنیم. اول ، وقتی اندازه کلاس بزرگتر باشد ، احتمال مثبت شدن یکی از کودکان بیشتر است. دوم ، وقتی آن کودک تست مثبت داد و کلاس تعطیل است ، تعطیلی کلاس بزرگتر کودکان بیشتری را تحت تأثیر قرار می دهد. سوم ، تا زمان شناسایی پرونده ، دانش آموز ممکن است ویروس را برای چند روز منتقل کرده باشد ، یا ممکن است شخص دیگری در کلاس چندین روز بدون علامت باشد و منتقل شود. این نکته سوم بسیار مهم است - به طور فزاینده ای روشن است که SARS-CoV-2 می تواند توسط ذرات آئروسل پخش شود.

عواقب دیگر

بدترین سناریو با اختلاف زیاد ، نسبت 30: 1 در مدرسه ابتدایی بود. تغییر به نسبت 15: 1 با گروههای متناوب هفتگی (15: 1A) تعداد موارد و روزهای دانشجویی را که برای تعطیلی از دست داده اند حدود XNUMX کاهش داد. و حتی اگر نسبت های بالاتر دانشجو / مربی به دانش آموزان بیشتری امکان می دهد که به صورت حضوری آموزش ببینند ، به دلیل نیاز مکرر به تعطیلی کلاس ها هنگام شناسایی یک مورد ، اختلالات بیشتری ایجاد می کنند.

بعلاوه ، احتمالاً هنگام تعطیل شدن مدارس و مراکز نگهداری از کودکان ، پیامدهای قابل توجه روانی ، اجتماعی و بهداشت روان برای والدین و کودکان به همراه خواهد داشت. و از آنجا که شیوع بیماری در هر زمان ممکن است اتفاق بیفتد ، ممکن است لازم باشد والدین شاغل با اطلاع قبلی یا بدون اطلاع قبلی از کار خود خارج شوند.

حرکت رو به جلو

مدارس و مراکز نگهداری از کودکان قبلاً بازگشایی شده اند. به برخی از مناطق اجازه داده شده است که با یک مدل ترجیحی که اجازه می دهد اندازه کلاس کوچکتر باشد ، حرکت کنند و این یک گام در مسیر درست است.

همچنین مثالهای زیادی در مورد چگونگی کاهش مناطق مدرسه با حداقل هزینه در مدارس وجود دارد. به عنوان مثال ، کلاس های کودکستان با دو معلم می توانند به دو گروه تقسیم شوند ، یکی از آنها از کتابخانه ، سالن بدن سازی استفاده می کند یا بیشتر وقت خود را در فضای باز برای فعالیت ها می گذراند.

اگر تعطیلی گسترده مدارس دوباره در پاییز امسال رخ دهد ، پیشنهاد می کنیم که برنامه های بازگشایی مجدد توجه زیادی به جنبه اندازه کلاس داشته باشند. گرچه خطر شیوع حتی در کلاسهای کوچک هرگز صفر نخواهد بود ، اما پایین آمدن اندازه کلاس بسیار محتاطانه خواهد بود ، بنابراین این اختلالات بر کمترین تعداد فرزندان و خانواده های ممکن تأثیر می گذارد. در این بین ، برای والدین و مراقبان ، بهترین کار این است گفتگوی صادقانه و صریح داشته باشید در مورد چگونگی بسته شدن در خانواده آنها از جمله ترتیب کار و مراقبت از کودک.

این ریاضیات به ما می گوید که تعطیلی مدرسه یا کلاس درس برای بسیاری از مناطق مدارس در پاییز امسال یک واقعیت خواهد بود.

درباره نویسنده

کریس Bauch ، استاد ریاضیات کاربردی ، دانشگاه واترلو؛ دکتر براندون فیلیپس دانش آموز ، ریاضیات کاربردی ، دانشگاه واترلو؛ دیلون توماس براون ، استادیار ، روانشناسی ، دانشگاه واترلو، و مادور آناند ، استاد و مدیر ، آزمایشگاه جهانی تغییرات زیست محیطی و پایداری ، دانشگاه گلف

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

در اینجا 5 کتاب غیرداستانی در مورد فرزندپروری که در حال حاضر پرفروش ترین در Amazon.com هستند آورده شده است:

کودک تمام مغز: 12 استراتژی انقلابی برای پرورش ذهن در حال رشد فرزندتان

توسط دانیل جی سیگل و تینا پین برایسون

این کتاب راهبردهای عملی را برای والدین ارائه می‌کند تا با استفاده از بینش‌های علوم اعصاب، به رشد هوش هیجانی، خودتنظیمی و تاب‌آوری فرزندانشان کمک کنند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

نظم و انضباط بدون درام: راه تمام مغز برای آرام کردن هرج و مرج و پرورش ذهن در حال رشد فرزندتان

توسط دانیل جی سیگل و تینا پین برایسون

نویسندگان کتاب The Whole-Brain Child راهنمایی هایی را برای والدین ارائه می دهند تا فرزندان خود را به گونه ای تنبیه کنند که تنظیم عاطفی، حل مسئله و همدلی را ترویج کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

چگونه صحبت کنیم تا بچه ها گوش کنند و گوش کنند تا بچه ها صحبت کنند

توسط آدل فابر و الین مازلیش

این کتاب کلاسیک تکنیک های ارتباطی عملی را برای والدین فراهم می کند تا با فرزندان خود ارتباط برقرار کنند و همکاری و احترام را تقویت کنند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

کودک نوپا مونته سوری: راهنمای والدین برای تربیت یک انسان کنجکاو و مسئولیت پذیر

توسط سیمون دیویس

این راهنما بینش ها و استراتژی هایی را برای والدین ارائه می دهد تا اصول مونته سوری را در خانه اجرا کنند و کنجکاوی طبیعی، استقلال و عشق به یادگیری کودک نوپا را تقویت کنند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

والدین آرام، کودکان شاد: چگونه فریاد زدن را متوقف کنیم و شروع به برقراری ارتباط کنیم

توسط دکتر لورا مارکهام

این کتاب راهنمایی های عملی برای والدین ارائه می دهد تا طرز فکر و سبک ارتباطی خود را به سمت تقویت ارتباط، همدلی و همکاری با فرزندان خود تغییر دهند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید