Sechs Merkmale eines guten MINT-Unterrichts

STEM ist mehr als nur eine Gruppierung von Themenbereichen. Es ist eine Bewegung, die darauf abzielt, die mathematischen und naturwissenschaftlichen Grundlagen zu entwickeln, die Schüler brauchen, um in der Arbeitswelt des 21. Jahrhunderts wettbewerbsfähig zu sein.

Aber diese Bewegung geht weit über die Vorbereitung der Schüler auf bestimmte Berufe hinaus. MINT entwickelt eine Reihe von Denk-, Argumentations-, Teamwork-, Forschungs- und kreativen Fähigkeiten, die Schüler in allen Bereichen ihres Lebens nutzen können. MINT ist kein eigenständiger Unterricht, sondern eine Möglichkeit, verschiedene Fächer absichtlich in einen bestehenden Lehrplan einzubinden.

Hier eine kurze Zusammenfassung des Akronyms MINT:

Wissenschaft: Das Studium der natürlichen Welt.

Technologie: Eine Überraschung: Die MINT-Definition für Technologie umfasst jedes Produkt, das von Menschen hergestellt wird, um einen Wunsch oder ein Bedürfnis zu erfüllen. (So viel dazu, dass alle Technologie digital ist.) Ein Stuhl ist Technologie, ein Bleistift auch. Jedes Produkt, das Kinder zur Lösung eines Problems herstellen, kann als Technologie betrachtet werden.

Engineering: Der Konstruktionsprozess, den Kinder verwenden, um Probleme zu lösen.

Mathe: Die Sprache der Zahlen, Formen und Mengen, die für viele Schüler so irrelevant zu sein scheint.

STEM-Unterricht erscheint oft ähnlich wie naturwissenschaftlicher Unterricht und Experimente, und in gewisser Weise sind sie es auch. Schließlich sind echte wissenschaftliche Erfahrungen praxisorientiert und forschungsbasiert. Aber wenn Sie sich die Grundlagen einer „idealen“ MINT-Stunde ansehen, werden Sie einige wesentliche Unterschiede feststellen.

Hier sind sechs Merkmale einer großartigen MINT-Stunde. Ich hoffe, dass Sie diese Leitlinien nutzen werden, um mit anderen Lehrern zusammenzuarbeiten und Unterrichtsstunden zu gestalten, in denen Technologie auf das angewendet wird, was Schüler in Naturwissenschaften und Mathematik (und auch in anderen Fächern) lernen.

1. Der MINT-Unterricht konzentriert sich auf reale Themen und Probleme. Im MINT-Unterricht setzen sich die Schüler mit realen sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Problemen auseinander und suchen nach Lösungen. Mein größter „Aha“-Moment im MINT-Bereich kam, als ich eine neue Stelle antrat und mit einer Klasse von Schülern konfrontiert wurde, die die Schule aufgegeben hatten. Ich bat die Klasse, ein reales Problem direkt auf dem Campus zu identifizieren, und plötzlich fanden wir uns Hals über Kopf in einem MINT-Projekt wieder – noch bevor das bekannte Akronym überhaupt aufgetaucht war. Unter Reale MINT-Probleme finden Sie einige Vorschläge für Projekte, auf die sich Schüler konzentrieren könnten.

2. MINT-Unterricht wird durch den Konstruktionsprozess geleitet. Der EDP bietet einen flexiblen Prozess, der die Schüler von der Identifizierung eines Problems – oder einer Designherausforderung – bis hin zur Erstellung und Entwicklung einer Lösung führt. Wenn Sie im Internet nach „engineering design process images“ suchen, werden Sie viele Diagramme finden, die Sie anleiten, aber die meisten haben die gleichen grundlegenden Schritte. In diesem Prozess definieren die Schülerinnen und Schüler Probleme, führen Hintergrundrecherchen durch, entwickeln mehrere Lösungsideen, entwickeln und erstellen einen Prototyp und testen, bewerten und überarbeiten diesen dann. Das klingt ein bisschen wie die wissenschaftliche Methode – aber während der EDP probieren Schülerteams ihre eigenen forschungsbasierten Ideen aus, gehen verschiedene Wege, machen Fehler, akzeptieren sie und lernen daraus, und versuchen es erneut. Ihr Fokus liegt auf der Entwicklung von Lösungen.

3. MINT-Unterricht lässt die Schüler in praktische Untersuchungen und offene Erkundungen eintauchen. Im MINT-Unterricht ist der Weg zum Lernen offen, mit Einschränkungen. (Die Arbeit der Schülerinnen und Schüler ist praktisch und gemeinschaftlich, und Entscheidungen über Lösungen werden von den Schülerinnen und Schülern selbst getroffen. Die Schüler kommunizieren, um Ideen auszutauschen und ihre Prototypen bei Bedarf neu zu gestalten. Sie kontrollieren ihre eigenen Ideen und entwerfen ihre eigenen Untersuchungen.

4. MINT-Unterricht bezieht die Schüler in produktive Teamarbeit ein. Schülern zu helfen, als produktives Team zusammenzuarbeiten, ist nie eine leichte Aufgabe. Es wird exponentiell einfacher, wenn alle MINT-Lehrer an einer Schule zusammenarbeiten, um Teamarbeit zu implementieren, indem sie dieselbe Sprache, dieselben Verfahren und dieselben Erwartungen an die Schüler verwenden. Wenn Sie einen Startschuss für den Aufbau spezifischer Schüler-Teamwork-Fähigkeiten wünschen, kontaktieren Sie mich, und ich sende Ihnen einen Entwurf für ein Schüler-Teamwork-Dokument.

5. MINT-Unterricht wendet strenge mathematische und naturwissenschaftliche Inhalte an, die Ihre Schüler lernen. In Ihrem MINT-Unterricht sollten Sie bewusst Inhalte aus mathematischen und naturwissenschaftlichen Fächern verbinden und integrieren. Planen Sie die Zusammenarbeit mit anderen Mathematik- und/oder Naturwissenschaftslehrern, um herauszufinden, wie die Unterrichtsziele in einer bestimmten Unterrichtsstunde miteinander verwoben werden können. Die Schüler können dann erkennen, dass Naturwissenschaften und Mathematik keine isolierten Fächer sind, sondern zusammenarbeiten, um Probleme zu lösen. Dies verleiht ihrem mathematischen und naturwissenschaftlichen Lernen zusätzliche Relevanz. Im MINT-Unterricht setzen die Schüler auch Technologien in geeigneter Weise ein und entwerfen ihre eigenen Produkte (ebenfalls Technologien).

Im besten Fall sollten Sie auch einen Kunstlehrer einbeziehen. Kunst spielt beim Produktdesign eine entscheidende Rolle. Die Teams wollen, dass ihre Produkte attraktiv, ansprechend und marktfähig sind. Wenn die Kunst hinzukommt, wird das Akronym STEM zu STEAM.

6. MINT-Unterricht lässt mehrere richtige Antworten zu und betrachtet Scheitern als einen notwendigen Teil des Lernens. Manchmal habe ich meine naturwissenschaftlichen Experimente so gestaltet, dass alle Teams die gleichen Ergebnisse erzielen oder eine Hypothese bestätigen oder widerlegen sollten. Die Schüler beschäftigten sich mit bestimmten wissenschaftlichen Inhalten, und die ganze Idee war, durch die Manipulation von Variablen Einblicke in Ursache und Wirkung zu gewinnen.

Im Gegensatz dazu bietet der MINT-Unterricht immer die Möglichkeit, mehrere richtige Antworten und Ansätze zu finden. Das MINT-Umfeld bietet vielfältige Möglichkeiten für kreative Lösungen. Beim Entwerfen und Testen von Prototypen kann es vorkommen, dass die Teams bei der Lösung des Problems scheitern. Das ist in Ordnung. Es wird von ihnen erwartet, dass sie aus dem, was schief gelaufen ist, lernen und es erneut versuchen. Scheitern wird als positiver Schritt auf dem Weg zur Entdeckung und Gestaltung von Lösungen angesehen.

Erstellung von MINT-Unterricht

Wo findet man also qualitativ hochwertigen MINT-Unterricht? Eine Online-Suche nach „MINT-Unterricht“ führt zu einer Vielzahl von Ergebnissen. Ein Wort der Vorsicht ist jedoch angebracht: Nicht alles, was sich als MINT-Unterricht ausgibt, ist tatsächlich MINT. Wenn es die oben beschriebenen Kriterien nicht erfüllt, sollten Sie vielleicht weiter suchen.

Ich beginne in der Regel mit den folgenden Websites, um meine Überlegungen bei der Planung einer MINT-Stunde zu unterstützen: Design Squad Nation, NASA STEM lesson, National Geographic Education, STEMWorks, TeachEngineering, und The Air Force Collaboratory. (Bitte fügen Sie Ihre eigenen Lieblingsseiten im Kommentarbereich hinzu.)

Sie finden keine Lektionen, die Ihnen gefallen? Schauen Sie sich Ihre Kursziele an, denken Sie sich eine reale Herausforderung aus und schreiben Sie Ihre eigene Lektion. In meinen Blogbeiträgen Perfect Stem Lessons und 12 Steps to Great STEM Lessons finden Sie einige Anregungen. Sie können auch eine kostenlose „Einstiegslektion“ erhalten, um Ihre SchülerInnen in den Konstruktionsprozess einzuführen, indem Sie sich an Melissa Dean wenden. (Geben Sie „Free Launcher Request“ in die Betreffzeile ein.)

Als ultimative Ressource lade ich Sie alle – ob Sie nun MINT-Lehrer sind oder nicht – ein, dem Collaboratory des Center for Teaching Quality beizutreten, einem professionellen und sicheren virtuellen Netzwerk, in dem Sie Ihre Ideen und Fragen zu MINT (und anderen Themen von Interesse) veröffentlichen können. Wir würden gerne unser Wissen und unsere Erfahrungen mit Ihnen teilen.

Für diejenigen unter Ihnen, die in der Praxis stehen, wünsche ich viel Spaß bei der Gestaltung Ihres Unterrichts – und danke, dass Sie MINT-Lehrer sind.