STEM to na pozór bardzo prosty akronim, który kryje w sobie cztery pojęcia. S – naukę (science), T – technologię (technology), E – inżynierię (engineering), a M – matematykę (maths). Wiele z tych pojęć już znasz lub intuicyjnie rozumiesz, jednak to za mało, aby zrozumieć STEM.
Zajęcia łączące dziedziny nauki z matematyką nie są STEM-em. STEM-em nie jest także kodowanie z użyciem robotów, czy uczenie jednego przedmiotu z pomocą innego. Tajemnica STEM leży głębiej. Wbijmy więc łopatę – niczym odkrywcy grobu Tutenchamona – i dowiedzmy się jaką tajemnicę skrywa STEM oraz w czym tkwi fenomen edukacji STEM.
Najpierw odszyfrujmy litery S, T, E, M
Pierwszym krokiem powinno być głębokie zrozumienie co kryje się za poszczególnymi pojęciami akronimu. Encyklopedia definiuje je jako:
Nauka (Science)
“Systematyczne badanie natury i zachowania materialnego i fizycznego wszechświata, oparte na obserwacjach, doświadczeniach i pomiarach, oraz formułowanie praw w celu ogólnego opisu tych faktów”.
Tutaj trzeba wspomnieć o naturze wszechświata, wszystkich zjawiskach, które nas otaczają, właściwościach materiałów, klimacie, warunkach atmosferycznych. W lekcjach STEM uczeń zapoznaje się z problemem, a następnie bada i obserwuje dlaczego ten problem występuje. Wykonuje analizy, eksperymenty, dokopuje się do informacji, które pozwolą mu zrozumieć problem i rozwiązać go metodą projektu.
Technologia (Technology)
“Dziedzina wiedzy zajmująca się tworzeniem i wykorzystaniem środków technicznych oraz ich wzajemnymi powiązaniami z życiem, społeczeństwem i środowiskiem, czerpiąca z takich przedmiotów, jak sztuka przemysłowa, inżynieria, nauki stosowane i nauki ścisłe”.
Uczeń po przeanalizowaniu problemu i zdobyciu szeregu informacji zastanawia się w jaki sposób można rozwiązać ten problem. Wspólnie z koleżankami i kolegami z zespołu generuje pomysły na wynalazek! Czasem będzie to urządzenie, narzędzie, a czasem aplikacja lub projekt usługi. W rezultacie powstaje prototyp a później być może instalując ją produkcyjnie.
Inżynieria
“Sztuka lub nauka praktycznego zastosowania wiedzy z nauk ścisłych, takich jak fizyka czy chemia”.
Uczniowie tak jak inżynierowie identyfikują problemy i używają procesu projektowania inżynierskiego, aby je rozwiązać… Trzymają się zasady. Najpierw analiza, potem generowanie pomysłów, wybór jednego, wykonanie prototypu, testowanie.
Matematyka
“Dynamiczna symbioza dziedzin, działów czy teorii, które przenikają się oraz zależą jedne od drugich. Nauka dostarczająca narzędzi do otrzymywania ścisłych wniosków z przyjętych założeń”.
Uczniowie wykorzystują umiejętności matematyczne oraz logicznego myślenia w celu opracowania rozwiązania. Z jednej strony wymagać to będzie zastosowania często skomplikowanych obliczeń, z drugiej strony wykonania pomiarów, geometrii, analizy itp. Czy udało się kiedyś zbudować coś bez matematyki? Bez pomiarów? Mierzenia czasu lub przeliczania jednostek? W lekcjach STEM zarówno geometria jak i algebra są wsparciem ucznia.
Dodajemy S+T+E+M aby wyszło = STEM
W Polskich publikacjach bardzo często trudno połapać się i wyłowić co kryje się za skrótem STEM. Przytoczmy zatem dwie z definicji. Jedno jest jednak pewne. Edukacja STEM to interdyscyplinarne podejście do uczenia się, które usuwa tradycyjne bariery oddzielające cztery dyscypliny nauki, technologii, inżynierii i matematyki oraz integruje je z rzeczywistymi, rygorystycznymi i odpowiednimi doświadczeniami edukacyjnymi dla uczniów. (Vasquez, Comer i Sneider 2013)
STEM to nie tylko jedno, ale szereg strategii, które pomagają uczniom w budowaniu zrozumienia, stosowaniu umiejętności z różnych dziedzin i dyscyplin, w celu rozwiązywania rzeczywistych problemów mających związek z ich światem (Gerlach 2012; Vasquez, Comer i Sneider 2013).
Innymi słowy autorzy i badacze zwracają uwagę na:
- Praktyczne zagadnienia, które powinny zostać podejmowane w toku realizacji projektu.
- Problem powinien być realny, aktualny i dotyczyć uczniów.
- Aby zrozumieć poszczególne zagadnienia z różnych dziedzin uczniowie muszą przejść od teorii do praktyki. Należy pozwolić uczniom na samodzielną analizę problemu i poszukiwania informacji. W tym celu nauczycie stymuluje i motywuje uczniów do poszukiwania odpowiedzi.
Zacznij działać
Drogi nauczycielu, czas wzbogacić swój repertuar o niesamowite, skuteczne narzędzie. Aby z niego skorzystać warto zapamiętać, że:
- W czasie zajęć STEM powinieneś przekuwać teorię na praktykę, tworząc z uczniami projekt uczniowski.
- Koniecznie należy zintegrować go z rzeczywistymi sytuacjami i problemami, które uczniów otaczają.
- Projekt jest niczym innym jak opracowaniem jakiegoś praktycznego rozwiązania – produktu, narzędzia, usługi.
Integracja przede wszystkim sprawi, że zyskasz większe rozumienie matematyki i nauk ścisłych, które w procesie projektowania inżynierskiego jest niezwykle istotne. Ponadto praktyczne podejście pozwoli lepiej zrozumieć zagadnienia matematyczne. Emocje związane z projektem przyczyni się do lepszego zapamiętania zagadnień matematycznych i przyrodniczych. Badania pozwolą zyskać biegłość w zadawaniu właściwych pytań, wyszukiwania informacji i przetwarzania danych. Tyle i aż tyle.
- Vasquez, J.A. Comer, M. & Sneider, C. 2013. STEM Lesson Essentials, Grades 3-8. Integrating Science, Technology, Engineering, and Mathematics. New York: Heinemann.
- Jolly, A. 2017. STEM by Design: Strategies and Activities for Grades 4-8. New York: Routledge.