Educația STEM este o abordare interdisciplinară de învățare a științei, tehnologiei, ingineriei și matematicii care încurajează elevii să exploreze, să experimenteze și să rezolve probleme, în loc să memoreze informații în mod pasiv. Educația STEM transformă modul în care tinerii învață, înțeleg și interacționează cu lumea din jurul lor, ajutând la dezvoltarea abilităților precum gândirea critică, rezolvarea creativă a problemelor și colaborarea eficientă. Vom afla din acest articol ce presupune educația STEM, care sunt activitățile specifice și cum pot fi acestea integrate în predarea la clasă.
Ce înseamnă educația STEM și care sunt principiile de bază ale acestui tip de învățare?
Educația STEM este o abordare modernă de predare care se referă la integrarea a patru domenii principale în procesul de învățare: Știință (Science), Tehnologie (Technology), Inginerie (Engineering) și Matematică (Mathematics). În loc să predea disciplinele ca subiecte separate, STEM le integrează într-o paradigmă de învățare coerentă bazată pe aplicații din lumea reală.
Scopul educației STEM este de a le oferi copiilor competențele necesare pentru a se adapta unei lumi din ce în ce mai tehnologizate și de a-i ajuta să-și dezvolte abilitățile de care au nevoie pentru a rezolva probleme, a da sens informațiilor și a ști cum să evalueze faptele pentru a lua decizii înțelepte.
Concret, educația STEM te învață cum să rezolvi probleme reale, să gândești logic și să aplici cunoștințele teoretice în situații practice. Nu mai este vorba doar despre a învăța formule de matematică sau teorii din știință, ci despre a vedea cum funcționează lucrurile în viața de zi cu zi – de la cum se construiește un pod, până la cum funcționează o aplicație de pe telefon.
Ce înseamnă STEAM? Cu ce face diferența „A”-ul între STEM și STEAM?
Educația STEAM reprezintă o extindere a conceptului STEM prin includerea artelor (Arts). În timp ce STEM se concentrează pe știință, tehnologie, inginerie și matematică, adăugarea artelor în STEAM pune accent pe creativitate, design, gândire vizuală și abordări interdisciplinare. Această integrare ajută elevii să îmbine gândirea logică cu cea artistică, acest lucru fiind necesar deoarece soluțiile inovatoare necesită atât competențe tehnice, cât și o viziune creativă.
Un exemplu de proiect STEAM ar putea fi proiectarea și construirea unui model funcțional de robot, mașină sau chiar oraș în miniatură luând în considerare nu doar principiile științei, tehnologiei, ingineriei și matematicii, ci și ale artei. Acest lucru înseamnă că, pe lângă aspectele tehnice și funcționale, elevii trebuie să țină cont și de elementele estetice, precum designul, culorile, proporțiile și impactul vizual general al proiectului.
Ce este diferit față de educația tradițională?
Ceea ce separă STEAM de educația tradițională este faptul că arată elevilor cum metoda științifică și calculele matematice pot fi aplicate în viața de zi cu zi. Cu alte cuvinte, copiii învață cum să aplice practic cunoștințele teoretice în proiecte concrete și relevante pentru viața reală. În acest fel, ei înțeleg mai bine cum știința, tehnologia, ingineria, artele și matematica sunt interconectate și contribuie la rezolvarea problemelor cotidiene și la inovare.
Prin STEAM, elevii își dezvoltă capacitatea de:
- și asuma riscuri calculate
- a se implica în activități relevante,
- a persista în efortul de a rezolva problemele
- a colabora
- a inova
Avantajele educației STEM
Economia globală trece printr-o transformare rapidă și semnificativă. Tehnologia a făcut posibilă automatizarea multor procese manuale, iar acest lucru a dus la eliminarea treptată a unor locuri de muncă tradiționale și crearea altor oportunități neașteptate. În acest context dinamic, educația STEM devine esențială pentru a pregăti viitoarele generații să se adapteze cu succes într-o lume aflată în continuă schimbare.
Iată de este importantă educația STEM pentru viitorul copiilor noștri:
- STEM schimbă modul în care elevii învață, dezvoltându-le abilități fundamentale, precum gândirea critică, rezolvarea problemelor, creativitatea, inovația, explorarea, colaborarea și adaptabilitatea;
- Prin STEM, copiii învață să aplice practic cunoștințele teoretice în proiecte concrete și relevante pentru viața reală;
- Cererea de specialiști cu abilități STEAM este în creștere exponențială, peste 75% dintre locurile de muncă din industriile cu cea mai rapidă dezvoltare necesitând astfel de calificări;
- Se estimează că locurile de muncă STEM vor crește cu 10,4% până în 2033, de aproape 3 ori mai rapid decât locurile de muncă non-STEM;
- Salariul mediu anual pentru ocupațiile STEM este cu 46% mai mare decât joburile non-STEM.
Prin urmare, educația STEAM nu este doar o alegere, ci devine o investiție strategică în viitor.
Ce tipuri de activități/cursuri/programe fac parte din educația STEM?
Activitățile din cadrul educației STEM sunt diverse și adaptate la diferite niveluri de învățare. Însă, indiferent că vorbim de experimente științifice, construcții de modele inginerești, robotică și proiecte de programare, toate programele sunt menite să ofere cunoștințe, să învețe copii cum să le aplice practic în viața reală, să stimuleze curiozitatea și creativitatea.
Un element esențial în succesul acestor activități este rolul profesorului, care devine un ghid și un facilitator al învățării, mai degrabă decât un simplu furnizor de informații. Profesorii creează un mediu de învățare colaborativ și interactiv, încurajând elevii să-și pună întrebări, să experimenteze și să descopere soluții inovatoare. Folosind metodele STEM, educatorii pot transforma procesul de învățare într-o experiență captivantă și relevantă pentru viitorul elevilor.
Activități STEM în educația timpurie
Educația STEM nu înseamnă să faci matematică în timpul desemnat de matematică sau știință în timpul științei. Cele două pot fi integrate în mod creativ. De exemplu, copiii pot realiza diverse construcții planificând și încercând diferite strategii pentru a preveni prăbușirea clădirilor. Ei folosesc metoda ”încercare și eroare”, care este un concept științific. Apoi când își aleg piesele de construcție, ei analizează ce forme de blocuri se potrivesc cel mai bine împreună, ceea ce este un concept matematic.
Înainte de a prezenta câteva activități STEM, să ne uităm la fiecare disciplină în mod individual:
ŞTIINȚĂ. Activitățile științifice îi ajută pe copii să-și dea seama cum funcționează lucrurile în lumea naturală. În plus, experimentarea îi ajută să observe, să adreseze întrebări, să descrie ceea ce observă, să facă previziuni, să compare rezultatele și să împărtășească cu ceilalți despre ce învață.
TEHNOLOGIE. Tehnologia înseamnă să folosești instrumente pentru a-și ușura sarcinile. O concepție greșită despre STEAM este că tehnologia trebuie să implice utilizarea electronicelor precum computere sau tablete. Într-adevăr, electronicele fac parte din tehnologie, dar nu numai acestea. Tehnologia este pur și simplu un cuvânt elegant pentru „unelte”. Așadar, preșcolarii pot folosi instrumente simple ca parte din tehnologie, de exemple creioane pentru a scrie, foarfece pentru a tăia și lupă pentru a privi cu atenție un obiect.
INGINERIE. Acest domeniu se concentrează pe rezolvarea problemelor prin construirea și proiectarea lucrurilor care funcționează. Copiii gândesc în mod natural ca inginerii și activitățile de inginerie se întâmplă zilnic în sala de clasă. De exemplu, copiii descoperă gravitația, formele, echilibrul și rezolvarea problemelor atunci când se joacă cu piese de construcție. Dacă un copil face un turn și acesta cade, cel mic trebuie să se gândească de ce a căzut și cum să-l reconstruiască pentru a nu se mai dărâma.
ARTĂ. Arta îi ajută pe copii să comunice idei sau să exprime ceea ce știu. De exemplu, ei pot să deseneze, să picteze cu degetul, să danseze, să cânte sau să mimeze ceva.
MATEMATICĂ. Esențială pentru educația copiilor, matematica îi ajută pe cei mici să înțeleagă relațiile dintre numere, modele și forme. Astfel, în educația timpurie STEAM se includ în general măsurarea, numărarea, sortarea, compararea și secvențierea. Se pot încorpora activitățile matematice în jocurile în aer liber și jocurile senzoriale.
Iată 10 activități STEM adecvate vârstei de preșcolari:
1. Scufundare sau plutire. Umple un recipient mare cu apă și adună mai multe obiecte mici, de greutăți diferite, precum: mașinuțe de jucărie, obicete din plastic, frunze, lingurițe și altele. Lasă copiii să prezică dacă fiecare element se va scufunda sau va pluti, apoi testați împreună și discutați rezultatele.
2. Observarea naturii. Creează o listă de obiecte care se găsesc în mod obișnuit în natură (de exemplu, frunze, pietre, flori, bețe), apoi mergi afară împreună cu copiii și încurajează-i să le găsească și să le colecteze. Această activitate promovează observarea și explorarea.
3. Construcții cu piese de lemn, Lego sau alte jucării de construcție. Lasă-i pe copii să construiască turnuri, poduri și alte structuri pentru a le dezvolta conștientizarea spațială și abilitățile de inginerie de bază .
4. Amestecarea culorilor. Folosește culori primare (roșu, albastru, galben) pentru a amesteca și vedea ce alte nuanțe se pot obține din acestea. O astfel de activitate introduce conceptele de bază ale teoriei culorilor.
5. Pregătirea aluatului. Lasă copiii să facă un aluat folosind ingrediente simple precum făină, sare, apă și colorant alimentar. Această activitate combină matematica (măsurarea ingredientelor), știința (amestecarea și observarea schimbărilor) și creativitatea.
6. Explorarea cu magnet. Oferă copiilor un magnet și o varietate de obiecte magnetice și nemagnetice. Lasă-i să exploreze ce elemente sunt atrase de magnet și care nu, introducând conceptul de magnetism.
7. Plantarea semințelor. Oferă copiilor diverse semințe (de exemplu, fasole sau flori), pune-le la dispoziție ghivece mici și pământ și lasă-i pe copii să planteze semințele, să le ude și să le observe creșterea în timp. Aceasta învață biologia de bază și ciclul de viață al plantelor.
8. Experiment de topire a gheții. Îngheață jucăriile mici în cuburi de gheață, apoi oferă copiilor apă caldă și sare pentru a explora diferite moduri de a topi gheața și de a elibera jucăriile. Aceasta introduce conceptele de stări ale materiei și temperatură.
9. Fabricarea de avioane de hârtie. Arată copiilor cum să plieze avioane de hârtie simple. Lasă-i să testeze care modele zboară cel mai departe sau cel mai înalt, introducând principiile de bază ale aerodinamicii.
10. Cântar pentru echilibru. Fă un cântar simplu din umeraș, ață și pahare de plastic de unică folosință, apoi lasă copiii să exploreze plasând diferite obiecte în fiecare pahar pentru a vedea care este mai greu sau mai ușor. În acest fel se introduc concepte de greutate și echilibru.
Pe ce se axează educația STEM în funcție de vârsta copilului?
Ideal, educația STEM începe de la o vârstă fragedă, chiar de la grădiniță, prin activități simple, care să le stârnească curiozitatea copiilor. Pe măsură ce înaintează în vârstă, activitățile pot crește și ele în dificultate, pentru a le oferi provocări tinerilor.
Educația STEM la grădiniță și școala primară. În acest cadru, activitățile STEM sunt deschise, ceea ce înseamnă că nu respectă reguli stricte. Se începe cu introducerea noțiunilor de știință, tehnică, inginerie, artă și matematică, se aduc la cunoștință personalități importante și realizări din aceste domenii și se poate continua cu activități simple și distractive, precum cele menționate mai sus. În general, prin educația STEM la aceste vârste fragede se pune accentul mai mult pe procesul creativ decât pe rezultatul final. Nu există răspunsuri corecte sau greșite, rolul educatorilor fiind de a-i îndruma, ghida pe copii să ajungă la o concluzie proprie.
Școala gimnazială. În această etapă, cursurile STEM devin mai riguroase și mai provocatoare. Se urmărește integrarea celor cinci științe într-un mod practic și interactiv, folosind proiecte hands-on precum construcția de roboți simpli, experimente științifice mai elaborate, activități de rezolvare creativă a problemelor, diverse proiecte în care este nevoie de colaborare.
STEM la liceu. La această categorie de vârstă, programul de studiu devine mai complex și specializat, cu focus pe probleme din lumea reală. Se au în vedere activități de programare avansată și proiectare 3D, analiză de date, robotică complexă și proiecte interdisciplinare care combină artele digitale cu știința și tehnologia. Scopul este pregătirea elevilor pentru învățământul postliceal și dezvoltarea unei cariere în domeniile tehnice și creative ale viitorului.
Educația STEM în România: este posibil în învățământul de stat de la noi?
Educația STEM începe să câștige teren în România, însă implementarea acesteia în învățământul de stat este încă o provocare. Legea Educației Naționale include obiective generale care pot susține educația STEM, precum dezvoltarea gândirii critice, a competențelor digitale și a capacității de adaptare la cerințele pieței muncii. Totuși, aceasta nu prevede în mod explicit un curriculum integrat STEM.
Legea încurajează metodele moderne de predare și activitățile extracurriculare, iar școlile pot introduce cursuri opționale care să promoveze educația STEM. Din păcate, resursele și materiale limitate nu permit acest lucru. Lipsa laboratoarelor moderne, echipamentelor și materialelor didactice adecvate reprezintă o barieră semnificativă în implementarea educației STEM în învățământul de stat în România.
De asemenea, alte provocări semnificative sunt lipsa pregătirii cadrelor didactice pentru a integra educația STEM în lecțiile lor și curriculumul rigid, în care disciplinele sunt predate în mod separat, limitând posibilitatea unei abordări interdisciplinare, esențiale pentru STEM.
Ce activități pot aduce cadrele didactice la clasă ca educație STEM
Cu puțin efort și creativitate, cadrele didactice pot face procesul de învățare captivant, provocator și extrem de util. Iată câteva activități potrivite pentru elevii de gimnaziu:
Escape room la matematică
Această „cameră de evadare” va folosi problemele de matematică ca indicii primare, care trebuie rezolvate în ordinea corectă pentru a găsi un răspuns final. De exemplu, elevii ar putea avea nevoie să completeze o foaie de lucru cu probleme de matematică și apoi să folosească numerele pe care le obțin în răspunsurile lor pentru a corespunde cu o cheie, dezvăluind un mesaj ascuns.
O astfel de activitate practică poate fi efectuată în grupuri și nu necesită materiale suplimentare.
Construcții cu bețe de plastic
Profesorii pot introduce concepte cheie de inginerie, oferind în același timp oportunitatea unei competiții constructive între elevi. Oferă copiilor un număr stabilit de bețe de plastic plus bandă adezivă pentru a le conecta între ele și provoacă-i să construiască cel mai înalt turn posibil.
Se poate lega această lecție de diferite procese și principii de inginerie. Cereți elevilor să examineze ce a funcționat bine și ce nu și apoi să ia în considerare modul în care aceste principii pot fi aplicate clădirilor, podurilor și altor structuri care le înconjoară în fiecare zi.
Construirea unui seismograf
Această activitate îi ajută pe elevi să înțeleagă cum funcționează dispozitivele utilizate pentru a detecta cutremure. Iată o metodă simplă:
Materiale necesare:
- O cutie de carton mare (sau o bază stabilă, precum o scândură)
- Un marker sau un creion
- O bucată de sfoară sau bandă elastică
- Un pahar de plastic sau o sticlă mică de plastic
- Greutăți mici (monede sau pietre)
- Hârtie lungă (o rolă de hârtie)
- Lipici sau bandă adezivă
Instrucțiuni:
- Mai întâi se construiește cadrul. Pentru acest lucru, fixează cutia de carton pe o masă pentru a crea o bază stabilă. În partea superioară a cutiei, fă două găuri la distanță egală una de cealaltă, prin care vei trece sfoara.
- Umple paharul de plastic cu greutăți pentru a-l face mai stabil și atașează-l de mijlocul sforii, astfel încât să atârne liber, ca un pendul.
- Fixează markerul sau creionul pe partea inferioară a paharului, astfel încât vârful să atingă hârtia de dedesubt.
- Așază hârtia sub marker, iar una dintre margini poate fi trasă încet pentru a simula mișcarea.
- Agită ușor cutia sau masa pe care se află aparatul pentru a simula un cutremur. Markerul va desena pe hârtie o linie ondulată, ilustrând mișcarea.
Lecții despre ADN prin activități STEM
Pe de o parte, se poate construi un model fizic de ADN pentru a înțelege structura, iar pe de altă parte se poate extrage ADN-ul din fructe pentru a-l descoperi ca moleculă reală. Pentru construire, se pot folosi jeleuri colorate, scobitori sau bețe pentru frigărui. Jeleurile reprezintă bazele azotate (A, T, G, C) și scobitorile sunt folosite pentru a conecta perechile de baze. Profesorii vor explica regulile de complementaritate (A-T, G-C) și formarea secțiunii genetice.
Pentru extracția ADN-ului din fructe, se pot folosi banane, alcool izopropilic, detergent de vase, apă și o sită. Elevii zdrobesc bananele și le amestecă cu detergent și apă, apoi filtrează amestecul. După adăugarea alcoolului rece, ADN-ul va începe să se separe și să devină vizibil sub formă de fire albicioase. Această activitate arată cum ADN-ul poate fi extras și observat.
În general, experimentele științifice reprezintă o alegere excelentă pentru a integra educația STEM în procesul de învățare la clasă. Prin aceste activități captivante, copiii descoperă magia științei în mod practic, dezvoltându-și în același timp gândirea critică și alte abilități într-un mediu sigur și bine structurat. Profesorii pot realiza ei înșiși experimentele sau pot apela la specialiștii Wow Lab. Oameni de știință adevărați vor veni la clasă și, sub atenta lor îndrumare, elevii pot explora concepte complexe într-un mod simplu și distractiv, având ocazia să învețe prin experiență directă. Această abordare hands-on nu doar că le stimulează curiozitatea naturală, dar îi ajută să facă legături între teorie și realitatea înconjurătoare.
Wow Lab oferă programe de educație științifică pentru copii pe toată durata anului școlar doar prin intermediul partenerilor educaționali: școli, grădințe, after shool-uri sau centre de cursuri. Puteți consulta oferta noastră educațională AICI.
Surse articol: Mybrightwheel.com, Aussiekindies.com.au, Kinderparkeducation.org, Livescience.com, Bureau of Labour Statistics
