Ο όρος STEM είναι ακρωνύμιο των λέξεων Science, Technology, Engineering, και Mathematics (επιστήμη, τεχνολογία, μηχανική και μαθηματικά). Η εκπαίδευση STEM, όπως φανερώνει και το όνομά της, διδάσκει την εφαρμογή θεωρίας με πειραματικό τρόπο και βασική μέθοδο την επίλυση κάποιου προβλήματος συνδυάζοντας ηλεκτρονικά κυκλώματα, προγραμματισμό, μηχανική, φυσική και μαθηματικά.
Η επιστήμη προσπαθεί ορθολογικά και με αποδείξεις να εξηγήσει τον κόσμο γύρω μας και να γνωρίζει εκ των προτέρων την πορεία φυσικών φαινομένων και διεργασιών. Με αυτό το πλαίσιο αναπτύχθηκαν οι επιμέρους τομείς/συνιστώσες που συνθέτουν την σύγχρονη επιστήμη όπως η μηχανική, ο προγραμματισμός και άλλοι. Αναμφίβολα, σκοπός της STEM εκπαίδευσης δεν είναι να γαλουχήσει επιστήμονες θετικών επιστημών, ούτε να δώσει στους εκπαιδευόμενους δεξιότητες για άμεση επαγγελματική κατάρτιση. Επιπρόσθετα, η εκπαίδευση αυτή δεν απευθύνεται αποκλειστικά στους μεγαλύτερους εφήβους, όπως ενδεχομένως λανθασμένα να θεωρούσε ο οποιοσδήποτε. Αντιθέτως, έχουν αναπτυχθεί STEM προγράμματα και για παιδιά κάτω των 10 ετών.
Επίσης, αρκετοί ταυτίζουν την εκπαιδευτική ρομποτική με την STEM εκπαίδευση. Πρέπει να διευκρινιστεί ότι η ρομποτική είναι μέρος των STEM, και όχι ολόκληρη η οντότητά τους. Με άλλα λόγια, η εκπαιδευτική ρομποτική είναι ένα άριστο εργαλείο για να ξεκινήσει ένα παιδί να ασχολείται με τον χώρο των STEM εφαρμογών.
Ωστόσο, η ερώτηση παραμένει. Δηλαδή τί περιλαμβάνει μια STEM εκπαίδευση; Σύμφωνα με τον Lantz [1] μεταξύ άλλων θα πρέπει:
- Η διδασκαλία και η μάθηση να στηρίζονται στην έρευνα/εξερεύνηση
- Οι μαθητές να απαντούν ως ομάδες σε ερωτήσεις και να λύνουν τα προβλήματα, ενώ στη συνέχεια, να αναστοχάζονται σύμφωνα με τα όσα αποκόμισαν
- Να αναπτύσσεται πρόγραμμα σπουδών με ενσωματωμένες στη διδασκαλία τις ψηφιακές τεχνολογίες
Επιπλέον, σύμφωνα με τον Σαπουνίδη [2], «Η απτική διεπαφή, στον εισαγωγικό προγραμματισμό, φαίνεται να είναι πιο διασκεδαστική από μια αντίστοιχη γραφική όταν τα παιδιά αλληλοεπιδρούν σε ομάδες» και «Η απτική διεπαφή, όταν τα παιδιά προγραμματίζουν σε ομάδες, είναι πιο αποτελεσματική κατά της διαδικασία της διόρθωσης προγραμματιστικών σφαλμάτων». Δηλαδή, η συγκεκριμένη έρευνα κατέδειξε ότι τα παιδία όταν χρησιμοποιούν πρακτικά και τα χέρια τους κατά την διάρκεια της μάθησης εμπλεκόμενα σε μηχανικά μέρη κατασκευών αφενός διασκεδάζουν, αφετέρου είναι αποτελεσματικότερα!
Ακόμη, τα παιδιά μέσα από όλη αυτήν την διαδικασία οξύνουν την κριτική τους σκέψη, μαθαίνουν να λύνουν προβλήματα, να κοινωνικοποιούνται λειτουργώντας σε ομάδες, να έρχονται σε επαφή και να εξοικειώνονται με εξαρτήματα και τεχνολογίες που θα συναντήσουν στην καθημερινή τους ζωή, και να συνεργάζονται με τα υπόλοιπα παιδιά γεφυρώνοντας τυχόν εθνοτικές, θρησκευτικές ή και φυλετικές διαφορές.
Άλλωστε, όπως επισήμανε η Morrison [3] τα παιδιά τα οποία θα έχουν παρακολουθήσει κύκλους STEM μαθημάτων θα συνεχίσουν την εκπαιδευτική/ακαδημαϊκή τους πορεία υποστηριζόμενα από γνώσεις, δεδομένα και λεξιλόγιο που θα τα οδηγήσει να αντιλαμβάνονται καλύτερα τα πράγματα. Επιπρόσθετα, τα παιδιά αυτά θα είναι:
- Ικανά να λύνουν προβλήματα
- Πρωτοπόρα/καινοτόμα
- Αυτοδύναμα
- Στοχαστικά
Η STEM εκπαίδευση δεν είναι μόδα, δεν είναι τάση. Εδώ και χρόνια οι πιο προηγμένες κοινωνίες του πλανήτη επενδύουν σε STEM πρακτικές για την εκπαίδευση. Για παράδειγμα, οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής επένδυσαν το 2007 ποσό τριών δισεκατομμυρίων δολαρίων για υποστήριξη αντίστοιχων προγραμμάτων [4]. Ενδεικτικό είναι το βίντεο [5] που είχε δημιουργήσει το 2010 ο Λευκός Οίκος για την προώθηση και την ανάδειξη της σημασίας της STEM εκπαίδευσης ως εργαλείο αλλαγής τους κόσμου.
Χαρακτηριστικός είναι ο πίνακας που ακολουθεί [6] στον οποίο απεικονίζεται το πλήθος και η μεταβολή του για τους διδακτορικούς απόφοιτους κάποιων χωρών που σχετίζονται με STEM τομείς.
| Χώρα | 2005 | 2009 | Μεταβολή 2005-2009 |
| Καναδάς | 4,116 | 5,440 | 32.20% |
| ΗΠΑ | 52,631 | 67,716 | 28.70% |
| Γαλλία | 9,578 | 11,941 | 24.70% |
| Αυστραλία | 4,886 | 5,808 | 18.90% |
| Νότια Κορέα | 8,449 | 9,912 | 17.30% |
| Ηνωμένο Βασίλειο | 15,778 | 17,651 | 11.90% |
| Ιαπωνία | 15,286 | 16,476 | 7.80% |
| Γερμανία | 25,952 | 25,527 | -1.60% |
Φυσικά τις STEM τεχνολογίες δεν είναι υποχρεωτικό να τις διδάσκουν απόφοιτοι θετικών επιστημών. Λόγου χάριν ο οποιοσδήποτε φιλόλογος ή εκπαιδευτικός καταβάλει μία στοχευμένη προσπάθεια θα μπορεί να ανταπεξέλθει στις σχετικές απαιτήσεις. Άλλωστε, σύμφωνα με τους Kennedy και Odell [7], «οι εκπαιδευτικοί των STEM θα πρέπει να αναγνωρίσουν τις συναρπαστικές και εγγενείς ευκαιρίες των σχετικών κλάδων, να ενισχύσουν και να υποστηρίξουν τη διδασκαλία της εκπαίδευσης STEM και να ενσωματώσουν τις εφαρμογές STEM στο πρόγραμμα σπουδών. Επιπλέον, οι δάσκαλοι των STEM θα πρέπει:
- να εντοπίσουν και να χρησιμοποιήσουν ποιοτικούς πόρους από τους οργανισμούς STEM για να ενισχύσουν τα προγράμματα σπουδών τους
- οι διευθυντές των σχολείων θα πρέπει να υποστηρίζουν τους εκπαιδευτικούς στις προσπάθειές τους να ενσωματώσουν την STEM διδασκαλία στα προγράμματα σπουδών των επιστημών και των μαθηματικών
- να ενθαρρύνονται οι συνεργασίες μεταξύ των ενδιαφερομένων φορέων στον τομέα της εκπαίδευσης, της κυβέρνησης, των επιχειρήσεων, της κοινότητας και των μέσων ενημέρωσης για τον συντονισμό της ανάπτυξης και της διαθεσιμότητας εκπαιδευτικών πόρων STEM»
Εν τέλει ο εκπαιδευτικός STEM τεχνολογιών θα πρέπει:
- να δίνει θετική ανατροφοδότηση στα παιδιά και να ενισχύει το αίσθημα αυτοπεποίθησης και αυτοεκτίμησης
- να βοηθάει τα παιδιά να αναπτύσσουν ορθολογική σκέψη μέσω πειραματικών διατάξεων και αξιολόγησης
- να εξάπτει τη φαντασία και δημιουργικότητά τους, διανέμοντας κατάλληλους ρόλους και ορίζοντας χρονικά πλαίσια περάτωσης ζητούμενων βημάτων με σκοπό την κλιμάκωση και το χτίσιμο ακολουθιακών γνώσεων
- να ενθαρρύνει την παρατηρητικότητα και τον αναστοχασμό
Από το 2009 έχει αναπτυχθεί η ιστοσελίδα http://www.scientix.eu/ με σκοπό την πανευρωπαϊκή συνεργασία μεταξύ των εκπαιδευτικών, ερευνητών και επαγγελματιών που σχετίζονται με τον χώρο των STEM.
Πρόσφατα δημιουργήθηκε μια εξέλιξη των STEM, αυτή των STEAM. Προστέθηκε δηλαδή στα παραδοσιακά STEM και η τέχνη (Art). Η εκπαίδευση STEAM [8] επικεντρώνεται στην εφαρμογή της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών μέσω της τέχνης και του σχεδιασμού. Οι εκπαιδευτές STEAM μπορούν να βοηθήσουν τους μαθητές να συνδέσουν αυτό που μαθαίνουν (μέσω STEM) με πρακτικές τέχνης και σχεδιαστικά στοιχεία. Έτσι οι μαθητές πρέπει να αισθάνονται ότι μπορούν να αναρωτιούνται, να επικρίνουν, να ερευνούν και να καινοτομούν. Οι STEAM εφαρμογές στοχεύουν στην ενίσχυση της θεμελίωσης των STEM, βοηθώντας τους μαθητές να αυξήσουν τις ικανότητες κριτικής σκέψης τους και να αναγνωρίσουν την διασταύρωση της τέχνης, της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών. Επιπλέον, παρέχει στους μαθητές εργαλεία και μεθόδους για να εξερευνήσουν νέους και δημιουργικούς τρόπους επίλυσης προβλημάτων, προβολής δεδομένων, καινοτομιών και σύνδεσης πολλαπλών πεδίων. Τα μαθήματα τέχνης και STEM συμπληρώνονται φυσικά και αλληλοενημερώνονται, οπότε η εφαρμογή των αρχών των STEAM στην εκπαίδευση επιτρέπει περισσότερη κατανόηση, καινοτομία και συνεκτική εκπαίδευση.
Οι STEM/STEAM τεχνολογίες ίσως για κάποιους να φαντάζουν ξένες και αχρείαστες, εργαλείο μόνο για θετικές επιστήμες. Μόνο που αυτές οι τεχνολογίες έχουν επιβιβαστεί πρώτες πρώτες στην υπερταχεία προς το μέλλον. Και το μέλλον -σε κάποιες χώρες- έχει ήδη ξεκινήσει. Δεν είναι μακριά η εποχή που αντίστοιχα μαθήματα θα πραγματοποιούνται και στα δημόσια ελληνικά σχολεία, δίνοντας την απαραίτητη ώθηση στην νέα γενιά να αξιοποιήσει στο μέγιστο τα εργαλεία που της δίνονται για να κατακτήσει τις δικές της κορυφές γνώσης που θα οδηγήσουν ενδεχομένως με τη σειρά τους σε ανάπτυξη ισχυρότερων κοινωνικών δομών και δημιουργία πιο ανθρωποκεντρικών πολιτισμών.
_
γράφει ο Σωκράτης Τσελεγκαρίδης
Αναφορές
[1] H. Lantz, “Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) Education What Form? What Function?”, Dornsife.usc.edu, 2009. [Online]. Available:
https://dornsife.usc.edu/assets/sites/1/docs/jep/STEMEducationArticle.pdf. [Accessed: 05- Dec- 2018].
[2] Θ. Σαπουνίδης. «Σχεδίαση και Ανάπτυξη Συστήματος Απτικής Διεπαφής για Δραστηριότητες Εισαγωγικού Προγραμματισμού». Διδακτορική διατριβή. Τμήμα Πληροφορικής, ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη, 2014
[3] J. Morrison, Partnersforpubliced.org, 2006. [Online]. Available:
https://www.partnersforpubliced.org/uploadedFiles/TeachingandLearning/Career_and_Technical_Education/Attributes%20of%20STEM%20Education%20with%20Cover%202%20.pdf. [Accessed: 05- Dec- 2018].
[4] J. Kuenzi, Digitalcommons.unl.edu, 2008. [Online]. Available:
https://digitalcommons.unl.edu/crsdocs/35/ [Accessed: 05- Dec- 2018].
[5] [Online]. Available:
https://www.youtube.com/watch?v=biWQZlUl-vE [Accessed: 05- Dec- 2018].
[6] Marginson, Simon, Tytler, Russell, Freeman, Brigid and Roberts, Kelly, STEM: country comparisons: international comparisons of science, technology, engineering and mathematics (STEM) education. Final report. Australian Council of Learned Academies, Melbourne, Vic, 2013. [Onilne]. Available:
http://dro.deakin.edu.au/eserv/DU:30059041/tytler-stemcountry-2013.pdf [Accessed: 05- Dec- 2018].
[7] T. KENNEDY and M. ODELL, Files.eric.ed.gov, 2014. [Online]. Available:
https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1044508.pdf. [Accessed: 05- Dec- 2018].
[8] “STEAM Education Resources | All Education Schools”, AllEducationSchools.com. [Online]. Available:
https://www.alleducationschools.com/resources/steam-education/. [Accessed: 05- Dec- 2018].
Επιπρόσθετοι σύνδεσμοι
α) http://eprl.korinthos.uop.gr/BlogsPortal/mps2017/2017/04/15/21%CE%BF%CF%82-%CE%B1%CE%B9%CF%8E%CE%BD%CE%B1%CF%82-%CE%BA%CE%B1%CE%B9-%CE%B5%CE%BA%CF%80%CE%B1%CE%AF%CE%B4%CE%B5%CF%85%CF%83%CE%B7-stem-%CE%BA%CE%B1%CE%B9-steam/
β) https://stem.edu.gr/%CE%BD%CE%AD%CE%B1/%CE%BF-barack-obama-%CE%B3%CE%B9%CE%B1-%CF%84%CE%B7-%CF%83%CE%B7%CE%BC%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1-%CF%84%CE%B7%CF%82-%CE%B5%CE%BA%CF%80%CE%B1%CE%AF%CE%B4%CE%B5%CF%85%CF%83%CE%B7%CF%82-stem/
