EDUCAŢIA STEM

Conceptul de educaţie STEM (iniţialele expresiei din limba engleză – Science, Tehnology, Engineering and Mathematics) este deja intrat în uz şi în unele cazuri chiar parte a proceselor de învăţare prevăzute în diferite abordări curriculare din lume încă de acum un deceniu. Conceptul, ca orice noutate în abordarea pedagogică, reliefează inerent o serie de puncte tari şi vulnerabilităţi şi pune în discuţie consecinţele orientării învăţării către abordări interdisciplinare şi/sau integratoare din domeniul STEM.

În fapt, STEM este o haină modernă – nu neapărat nouă! –, croită pentru confortul raţiunii, dar şi al creativităţii prin introducerea detaliilor specifice cunoaşterii aflate la baza funcţionării societăţii contemporane. Pornind de la premisa că tot ceea ce este conectat la realitate şi este fundamental util poate reprezenta un stimul al învăţării, abordările STEM reprezintă acel impuls necesar pentru studiu, mai ales în contextul în care nivelul de competenţă rezultat din interdisciplinaritate este unul superior celui obţinut la nivel disciplinar, însă fără deschiderea spre conexiuni, transfer şi, nu în ultimul rând, spre inovare.

Afirmaţia anterioară, privind faptul că abordarea STEM este doar o „haină“ nouă pentru un fond care nu este nou, o susţinem prin trimiterile la ceea ce însemna educația înainte de secolul XIX, înainte de industrializare, când învăţarea era una cu mai puţine fragmentări, etapizări, limitări.

Evident, este mai uşor să intuieşti, să croieşti şi să legiferezi un curriculum STEM – ca un răspuns al nevoilor de azi, fie ele din zona socială sau din zona pieţei muncii – însă este mult mai dificil – şi nu este lipsit de riscuri – să treci la etapa de implementare, etapă a cărei reuşită presupune nu numai în a identifica nevoi ale învăţării a privi la nevoi, ci în a forma echipe interdisciplinare care să elaboreze fundamentul inovării curriculare în sensul STEM.

Astfel, o abordare coerentă a educaţiei STEM presupune fundamentarea prin realizarea de studii şi grupuri de lucru din care să facă parte experţi în teoria curriculumului, în pedagogie, în psihologie, în evaluare şi în organizare, nelipsind evident specialiştii din domeniile reunite sub semnul interdisciplinarităţii (Professor Jan van Driel, Melbourne Graduate School of Education’s inaugural Professor of Science Education STEM – https://education.unimelb.edu.au/news_and_activiti...).

În acest sens, considerăm utilă prezentarea concluziilor unui studiu realizat de cercetătorul Vinson Robert Carter, de la University of Arkansas, Fayetteville (Carter, Vinson Robert, „Defining Characteristics of an Integrated STEM Curriculum in K-12 Education“ (2013), Theses and Dissertations. 819, http://scholarworks.uark.edu/etd/819, pg 98-100, http://scholarworks.uark.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1818&context=etd), care aplică un chestionar către experţi din domenii de interes corelate cu STEM, în baza a patru întrebări:

- Care sunt caracteristicile definitorii care stabilesc curriculumul integrat de tip STEM, în raport cu programele de învățământ disciplinare?
- Cum ar putea fi stabilit un set de componenţe curriculare generale pentru un curriculum integrat STEM?
- Ce componente sau caracteristici definitorii pot fi folosite pentru a evalua dacă o inițiativă, un proiect sau un curriculum asigură o educație STEM integrată?
- Există diferențe semnificative între caracteristicile definitorii bazate pe monodisciplinaritate în știință, matematică sau tehnologie și inginerie?

Din interpretarea răspunsurilor, s-a formulat un set de recomandări pentru o abordare coerentă a unui curriculum integrat de tip STEM, defalcate astfel:

FUNDAMENTELE CURRICULUMULUI INTEGRAT STEM

1. Curriculumul trebuie să se bazeze pe utilizarea unor practici pedagogice solide, activ-participative şi centrate pe elev, şi care să vizeze:

– rezolvarea provocărilor din lumea reală, prin cercetare şi elaborare de proiecte;
– contexte care să permită formularea şi rezolvarea de probleme de tip deschis (non-standard);

2. Curriculumul nu trebuie „rupt“ de abordarea disciplinară, trebuind să se raporteze la standardele curriculare ale fiecărui domeniu conex STEM (standarde naţionale)
3. Curriculumul trebuie să fie rezultatul asamblării optime a conceptelor, proceselor și abordărilor din tehnologie și inginerie, care abordează standardele/conținutul educațional corespunzător nivelului fiecărei discipline individuale, diminuând orgoliile disciplinare şi potenţând utilitatea integratoare a cunoaşterii.
4. Curriculum trebuie dezvoltat de experți care reprezintă o gamă largă de discipline, incluzând atât mediul universitar, cât și reprezentanţi din zona pieţei muncii; obligatoriu, finisajele unui astfel de curriculum rezultat drept cumul de expertiză din aceste varii domenii trebuie realizate de echipă de experţi în abordări interdisciplinare.

OBIECTIVE ȘI REZULTATE

1. Utilizarea cunoaşterii disciplinare din domeniul STEM într-o abordare integrată, prin învățarea bazată pe probleme nonstandard și pe elaborarea de proiecte.
2. Formarea unei percepţii solide privind faptul că problemele din lumea reală sunt rar rezolvabile monodisciplinar, doar prin utilizarea cunoștințelor și abilităților dintr-o singură disciplină.
   
3. Implicarea elevilor în situaţii de învățare autentice, semnificative, care includ proiectarea, realizarea, testarea, reflectarea și documentarea.
4. Facilitarea de contexte de explorare a problemelor din lumea reală, care dezvoltă elevului gândirea critică şi autocritică.
5. Înțelegerea tehnologiei dincolo de utilizarea acesteia doar ca instrument de rezolvare a problemelor.
6. Definirea şi comunicarea clară a așteptărilor privind învățământul STEM integrat.

FORMAREA PROFESIONALĂ

1. Procesul de predare integrată STEM trebuie să fie aplicat de resursă umană calificată pentru a preda în mod adecvat acest curriculum.
2. Profesorii trebuie să deţină/dezvolte seturile de competențe necesare pentru abordările de învățare constructivistă, inclusiv învățarea bazată pe probleme și pe proiecte.
3. Există profesori care nu sunt obişnuiţi să utilizeze tehnici de predare care implicând implică noţiuni şi metodologii specifice tehnologiei și ingineriei (aceste domenii presupunând un efort continuu de înnoire a cunoaşterii şi dezvoltare de noi abilităţi). Pregătirea adecvată a cadrelor didactice – nu numai în zona curriculumului STEM integrat – trebuie să includă instruirea în tehnologie și inginerie.
4. Formarea profesorilor trebuie să includă şi o componentă importantă din zona didacticilor specifice tuturor disciplinelor STEM.
5. Dezvoltarea profesională trebuie să fie facilitată profesorilor STEM pentru a-și consolida abilitățile şi înțelegerea realităţilor şi contextelor furnizoare de probleme, inclusiv a importanței apartenenţei la reţele de profesionişti STEM pentru acces şi schimb de bune practici.
6. Abordarea coerentă a educaţiei STEM trebuie să pornească de la explicarea clară a scopurilor şi ca răspuns al așteptărilor elevilor, profesorilor, managerilor, părinților și comunității.
7. Includerea învăţământului STEM ca strategie naţională în domeniul învăţământului preuniversitar conferă o dimensiune şi stabilitate a acţiunilor în această zonă, inclusiv privind motivarea resursei umane.
8. Finanţarea corespunzătoare care să asigure baza materială, dotările şi accesul de experienţe conectate cu realitatea reprezintă un factor de asemenea esenţial pentru implementarea cu succes a educaţiei STEM.

Ca o sinteză a studiului, dar şi din cercetarea literaturii de specialitate, apar următoarele observaţii:

Conform specialiştilor, scopul educației STEM ar trebui să includă „înțelegerea conceptelor şi formarea de abilități procedurale“ necesare pentru rezolvarea problemelor „personale, sociale și globale“, care implică integrarea „componentelor complementare“ din științe, tehnologie, inginerie și matematică (Bybee, 2010).

Cercetările sugerează că educaţia STEM integrată trebuie să dezvolte elevilor capacitatea de a colabora cu ceilalți atunci când abordează o problemă și când formulează soluții (Wagner, 2008).

Caracteristicile esențiale ale educației STEM integrate ar trebui să includă lucrul bazat pe proiecte care abordează probleme non-standard şi să asigure standardele şi conținutul educațional adecvat la nivelul fiecărei discipline STEM (fără a se izola de o disciplină) și instruirea în citire, scriere și numeraţie pentru a permite o comunicare eficientă în rezolvarea problemelor.

De asemenea, educaţia STEM integrată ar trebui să includă explorarea problemelor din lumea reală, care pun elevii în contextul utilizării aplicate a gândirii critice şi autocritice, precum şi creşterea la elevi a motivaţiei învăţării.

Educaţia STEM integrată presupune clarificarea așteptărilor elevilor, profesorilor, managerilor, părinților și comunității, formarea adecvată a resursei umane, crearea condiţiilor de aplicare a unui astfel de curriculum prin asigurarea tuturor categoriilor de resurse (de timp, financiare, dotări etc).

ŞCOLILE STEM

Din punct de vedere al gradului de transformare al unei şcoli tradiţionale într-o şcoală STEM, specialiştii evidenţiază următoarele niveluri de transformare (https://stemrevolution.org/full-stem-curriculum/):

Nivel 0 – Abordări monodisciplinare (şcoală tradiţională);

Iniţiative STEM la nivelul şcolii, dar în zona activităţilor extracurriculare sau competiţionale;

Elemente curriculare de tip opţional şi/sau parteneriate având caracter continuu cu mediul practicticienilor profesiunilor din domeniile STEM;

Elemente curriculare dezvoltate de profesori specializaţi în abordările STEM şi vizând competenţe specifice STEM şi parteneriate având caracter continuu cu mediul practicticienilor profesiunilor din domeniile STEM;

Nivel maxim de transformare – Pachet complet STEM (aplicat la nivelul întregii şcoli): curriculum + resurse umane + alte categorii de resurse + prioritate.

Evident, raportat la nivelul maxim de transformare, o şcoală STEM reprezintă modelul perfect pentru o educaţie contemporană, o şcoală care pune bazele formării de inovatori. Într-o astfel de şcoală, curriculumul STEM integrat pune accentul pe învățarea bazată pe probleme extrase din realitate, astfel încât elevii să poată aplica instantaneu cunoștințele pe care le câștigă. Acest sistem integrat este cheia învăţării motivate şi orientării spre utilitate directă şi sustenabilă a competenţelor formate.

Preluare din Tribuna Învățământului