Seis características de una gran lección STEM

STEM es más que una agrupación de materias. Es un movimiento para desarrollar las profundas bases matemáticas y científicas que los estudiantes necesitan para ser competitivos en la fuerza laboral del siglo XXI.

Pero este movimiento va mucho más allá de preparar a los estudiantes para trabajos específicos. STEM desarrolla un conjunto de habilidades de pensamiento, razonamiento, trabajo en equipo, investigación y creatividad que los estudiantes pueden utilizar en todos los ámbitos de su vida. STEM no es una clase independiente, es una forma de incorporar intencionadamente diferentes materias en un plan de estudios ya existente.

Aquí tienes un rápido resumen de las siglas STEM:

Ciencia: El estudio del mundo natural.

Tecnología: Una sorpresa: la definición STEM de tecnología incluye cualquier producto fabricado por el ser humano para satisfacer un deseo o una necesidad. (Una silla es tecnología; también lo es un lápiz. Cualquier producto que los niños creen para resolver un problema puede considerarse tecnología.

Ingeniería: El proceso de diseño que los niños utilizan para resolver problemas.

Matemáticas: El lenguaje de los números, las formas y las cantidades que parece tan irrelevante para muchos estudiantes.

Las lecciones de STEM a menudo parecen similares a las lecciones y experimentos de ciencias, y en cierto modo, lo son. Después de todo, las experiencias científicas genuinas son prácticas y se basan en la investigación. Pero si observa los fundamentos de una lección STEM «ideal», verá algunas diferencias sustanciales.

Aquí hay seis características de una gran lección STEM. Espero que utilices estas pautas para colaborar con otros profesores y crear lecciones que apliquen la tecnología a lo que los estudiantes están aprendiendo en ciencias y matemáticas (y también en otras materias).

1. Las lecciones de STEM se centran en cuestiones y problemas del mundo real. En las lecciones de STEM, los estudiantes abordan problemas sociales, económicos y medioambientales reales y buscan soluciones. Mi mayor momento STEM se produjo cuando me trasladé a un nuevo puesto y me enfrenté a una clase de estudiantes de ciencias que habían abandonado la escuela. Hice que la clase identificara un problema del mundo real allí mismo, en el campus, y de repente nos encontramos metidos de lleno en un proyecto STEM, antes incluso de que el conocido acrónimo hubiera irrumpido en escena. Ver Problemas STEM del mundo real para algunas sugerencias de proyectos en los que los estudiantes podrían centrarse.

2. Las lecciones STEM se guían por el proceso de diseño de ingeniería. El EDP proporciona un proceso flexible que lleva a los estudiantes desde la identificación de un problema -o un desafío de diseño- hasta la creación y el desarrollo de una solución. Si buscas «imágenes del proceso de diseño de ingeniería» en Internet, encontrarás muchos gráficos para guiarte, pero la mayoría tienen los mismos pasos básicos. En este proceso, los estudiantes definen los problemas, llevan a cabo una investigación de fondo, desarrollan múltiples ideas para las soluciones, desarrollan y crean un prototipo, y luego lo prueban, evalúan y rediseñan. Esto suena un poco como el método científico, pero durante el PDE, los equipos de estudiantes prueban sus propias ideas basadas en la investigación, adoptan diferentes enfoques, cometen errores, aceptan y aprenden de ellos, y vuelven a intentarlo. Su atención se centra en el desarrollo de soluciones.

3. Las lecciones STEM sumergen a los estudiantes en la investigación práctica y la exploración abierta. En las lecciones STEM, el camino hacia el aprendizaje es abierto, dentro de las restricciones. (El trabajo de los estudiantes es práctico y colaborativo, y las decisiones sobre las soluciones son generadas por los estudiantes. Los estudiantes se comunican para compartir ideas y rediseñar sus prototipos según sea necesario. Controlan sus propias ideas y diseñan sus propias investigaciones.

4. Las lecciones STEM implican a los estudiantes en un trabajo productivo en equipo. Ayudar a los estudiantes a trabajar juntos como un equipo productivo nunca es un trabajo fácil. Se vuelve exponencialmente más fácil si todos los profesores de STEM en una escuela trabajan juntos para implementar el trabajo en equipo, utilizando el mismo lenguaje, procedimientos y expectativas para los estudiantes. Si quiere dar un empujón a la construcción de habilidades específicas de trabajo en equipo de los estudiantes, póngase en contacto conmigo y le enviaré un borrador de un documento de trabajo en equipo de los estudiantes.

5. Las lecciones de STEM aplican contenidos rigurosos de matemáticas y ciencias que sus estudiantes están aprendiendo. En sus lecciones STEM, debe conectar e integrar intencionadamente contenidos de los cursos de matemáticas y ciencias. Planifique la colaboración con otros profesores de matemáticas y/o ciencias para obtener información sobre cómo se pueden entrelazar los objetivos del curso en una determinada lección. Los alumnos pueden empezar a ver que las ciencias y las matemáticas no son asignaturas aisladas, sino que trabajan juntas para resolver problemas. Esto añade relevancia a su aprendizaje de las matemáticas y las ciencias. En STEM, los estudiantes también utilizan la tecnología de forma adecuada y diseñan sus propios productos (también tecnologías).

En el mejor de los casos: implique también a un profesor de arte. El arte desempeña un papel fundamental en el diseño de productos. Los equipos querrán que sus productos sean atractivos, atrayentes y comercializables. Cuando se añaden las artes, el acrónimo STEM se convierte en STEAM.

6. Las lecciones STEM permiten múltiples respuestas correctas y replantean el fracaso como una parte necesaria del aprendizaje. A veces diseñaba mis laboratorios de ciencias para que todos los equipos replicaran los mismos resultados o verificaran o refutaran una hipótesis. Los alumnos estudiaban contenidos científicos específicos y la idea era proporcionar una visión de la causa y el efecto mediante la manipulación de variables.

Las clases de STEM, por el contrario, siempre ofrecen la oportunidad de múltiples respuestas correctas y enfoques. El entorno de STEM ofrece ricas posibilidades de soluciones creativas. Cuando se diseñan y prueban los prototipos, los equipos pueden tambalearse y no resolver el problema. No pasa nada. Se espera que aprendan de lo que ha salido mal y lo vuelvan a intentar. El fracaso se considera un paso positivo en el camino hacia el descubrimiento y el diseño de soluciones.

Creación de lecciones STEM

Entonces, ¿dónde se pueden encontrar lecciones STEM de calidad? Una búsqueda en línea de «lecciones STEM» dará muchos resultados. Sin embargo, hay que tener cuidado: No todo lo que dice ser STEM es realmente STEM. Si no cumple con los criterios descritos anteriormente, es posible que desee seguir adelante.

Por lo general, comienzo con los siguientes sitios para poner en marcha mi pensamiento cuando planeo una lección STEM: Design Squad Nation, NASA STEM lesson, National Geographic Education, STEMWorks, TeachEngineering y The Air Force Collaboratory. (Por favor, añade tus propios sitios favoritos en la sección de comentarios.)

¿No encuentras ninguna lección que te guste? Mira los objetivos de tu curso, piensa en un reto del mundo real y escribe tu propia lección. Echa un vistazo a mis publicaciones en el blog Lecciones perfectas de STEM y 12 pasos para grandes lecciones de STEM para obtener algunas ideas de «cómo hacerlo». También puede obtener una «lección inicial» gratuita para introducir a sus alumnos en el proceso de diseño de ingeniería poniéndose en contacto con Melissa Dean. (Ponga «Free Launcher Request» en la línea de asunto.)

Para el último recurso, les invito a todos ustedes -sean o no profesores de STEM- a unirse al Colaboratorio del Centro para la Calidad de la Enseñanza, una red virtual profesional y segura para publicar sus ideas y preguntas sobre STEM (y otros temas de interés). Nos encantaría compartir nuestros conocimientos y experiencias con vosotros.

Para los que estáis en las trincheras, divertíos creando vuestras lecciones y gracias por ser profesores de STEM.