Научная грамотность начинается с того, как маленькие дети узнают и вовлекаются в процесс получения новых углублённых знаний по целому ряду дисциплин. Фундаментальным механизмом, лежащим в основе этой связи, является то, как родители поддерживают автономию детей во время совместного общения. Взаимодействие родителей и детей во время неформальных возможностей обучения может быть связано с вовлеченностью детей в деятельность развития научной грамотности, умение анализировать и искать необходимую информацию.
Обучение начального этапа может происходить в самых разных условиях: музеи, профильные детские кружки, зоопарки, научные центры, аквариумы и другие неформальные учебные заведения предоставляют семьям возможность не только узнать о содержании предметной области, но и стать более вовлечёнными в приобретение таких знаний. Менее понятно, как дети могут увлечься темами и занятиями по инженерии, механике, инновационным технологиям или прийти к тому, чтобы усваивать такие знания, как представляющие для них интерес. В более общем плане позитивная вовлеченность в математическую и другие фундаментальные науки может влиять не только на обучение детей, но и на их повседневное поведение и продвижение научно грамотного общества. Такое участие может способствовать более эффективному реагированию на глобальные научные проблемы, а также лучшему пониманию общественностью того, как сложная информация передаётся на начальные уровни образования и интерпретируется.
Критически важно, что вовлеченность в деятельность или тему связана с изучением этой деятельности или темы, но это не то же самое. Можно научиться чему-то, не будучи увлечённым этим, или очень стремиться изучать что-либо, но не преуспеть в этом. Например, дети исследуют музейную экспозицию дольше со своими родителями, чем без них, если взрослые могут многогранно рассказать об экспонатах. То есть, время, проведённое в зале музея или на выставке, является одним из способов изменения вовлеченности ребёнка в процесс познания всего пласта знаний по данному вопросу, а возможно, и смежным дисциплинам. Связь, смягчаемая культурными рамками, между родителями и детьми опосредованно влияет на их дальнейшее стремление к самообразованию.
Проводилось несколько исследований семейных бесед в музеях, на выставочных мероприятиях. Родители, которые генерируют более подробные обсуждения — например, начинают разговоры об экспонатах, которые включают больше вопросов и ассоциаций с предыдущими знаниями — стимулируют детей присоединиться к игровой форме познания. После таких действий дети запоминают в разы больше информации не только об экспонате, но и учатся размышлять о своём опыте, анализировать новые знания. Предоставление родителям причинно-следственной информации, содействие их задаванию вопросов или предложение им провести ассоциации между событиями — всё это приводило к большему количеству таких видов подробных разговоров во время свободной игры. Аналогичным образом, дети больше говорили о психических состояниях во время занятия, когда родители указывали на контрасты между их собственными убеждениями и убеждениями их ребёнка.
Более сложно происходит вовлечение детей в точные науки, нежели в естественные. Тем не менее, это тоже возможно. Был проведён эксперимент, когда детям устраивали экскурсии в дата-центр (ЦОД – центр обработки данных) сначала в составе класса начальной школы, а потом в обществе родителей. Для самих родителей эти экскурсии тоже были весьма познавательны, так как не все из них даже отдалённо представляли, как устроены такие большие технопарки. Взрослые, наряду с детьми, задавали массу вопросов, обсуждали всё увиденное со своими чадами. После этого опросы специалистов показали, что усвоение технических знаний происходило на более глубоком уровне во втором варианте. У некоторых детей происходила смена парадигмы того, кем бы они хотели стать в будущем, даже возникали вопросы о том, какими знаниями надо обладать, чтобы работать в области IT-технологий. Эти результаты показывают, что каузальные или механистические рассуждения родителей (которые могут включать такие концепции, как пространственный язык) связаны с интересом детей к изучению новой информации.
Степень, в которой эти типы разговоров пересекаются и соотносятся друг с другом, является критическим моментом для дальнейшего изучения какой-либо научной дисциплины. Способы, которыми родители и дети разговаривают друг с другом во время неформальных возможностей обучения, могут поддерживать не только то, как дети учатся, но и то, как они вовлекаются в процесс обучения. В раннем младенчестве дети осознают, что они разделяют цели с другими людьми во время взаимодействия. Способность ставить перед собой цели и делиться ими также появляется в раннем младенчестве, что облегчает социальное взаимодействие. Постановка целей влияет на память детей о взаимодействии, так что они часто путают действия других со своими собственными, когда эти цели являются совместными.
Постановка целей может также сообщать о степени, в которой дети обладают автономией в своих действиях во время их участия с родителями. Поддержка автономии связана с оценками учителями успеваемости детей в школе. Когда родители ограничивают автономию детей во время их взаимодействия (непроизвольно или преднамеренно), малыши становятся менее вовлечёнными в любой вид деятельности, а значит с меньшей вероятностью будут интернализовать и кодировать характер своего участия. Когда взрослые берут на себя взаимодействие с детьми в возрасте от 3 до 6 лет во время выполнения сложной задачи, то есть когда взрослые мешают ребёнку выполнять определённое поведение и выполняют его сами, то дошкольники получают более низкие оценки по показателю общей настойчивости в тестировании при приёме в школу.
То есть, родителям необходимо предпринимать более активные шаги, чтобы научить своих детей системе самостоятельного исследования и структурировать любую игру. В ответ на соображения о роли прямого обучения по сравнению с игровыми взаимодействиями в образовательных средах, учёные предполагают, что неуправляемая игра обычно приводит к более низким результатам обучения, чем прямое обучение или управляемая игра. Управляемая игра, в частности, показала наиболее очевидную пользу, когда учащиеся занимались определёнными практиками, которые подкрепляли их знания (например, генерирование объяснений). Эти стили прекрасно соответствуют естественным взаимодействиям между родителями и детьми, особенно в сочетании с идеей о том, что взрослые могут поощрять пояснительные или причинные обсуждения.
Неформальный опыт обучения детей позволяет им сохранять знания постфактум. Размышления родителей и детей (от 5 до 11 лет) об их игровом взаимодействии (обсуждении) на инженерной выставке связаны со способностью детей запоминать и использовать причинно-следственные знания, полученные на выставке, при проверке дома через неделю.
Поощрение семей разрабатывать «сочные вопросы» об экспонатах — вопросы, на которые можно ответить, взаимодействуя с экспонатом — привело к тому, что семьи (в данном случае родители и дети в возрасте от 8 до 13 лет) демонстрировали больше поведения, в котором они ставили цели для исследования и генерировали объяснения или интерпретации своих наблюдений во время своего взаимодействия. Маленькие исследователи были более увлечены не столько самими экспонатами, как их содержанием (или, по крайней мере, попытками ответить на вопрос, который сами же создали). В дальнейшем они учатся применять эти навыки к другим учебным задачам. Важный момент, который следует учитывать, заключается в том, что не существует правильного способа взаимодействия для поддержки вовлеченности или обучения. Родители из разных культур также могут иметь разные убеждения о роли детских музеев в поддержке обучения для их малышей.
