Six caractéristiques d’une grande leçon de STEM

Les STEM sont plus qu’un simple regroupement de matières. C’est un mouvement visant à développer les bases mathématiques et scientifiques profondes dont les élèves ont besoin pour être compétitifs dans la main-d’œuvre du 21e siècle.

Mais ce mouvement va bien au-delà de la préparation des élèves à des emplois spécifiques. Les STEM développent un ensemble de compétences en matière de réflexion, de raisonnement, de travail en équipe, d’investigation et de créativité que les élèves peuvent utiliser dans tous les domaines de leur vie. STEM n’est pas une classe autonome – c’est une façon d’incorporer intentionnellement différentes matières dans un programme d’études existant.

Voici un rapide récapitulatif de l’acronyme STEM:

Science : L’étude du monde naturel.

Technologie : Une surprise – la définition STEM de la technologie inclut tout produit fabriqué par les humains pour répondre à un désir ou à un besoin. (Une chaise est une technologie, tout comme un crayon. Tout produit créé par les enfants pour résoudre un problème peut être considéré comme une technologie.

Ingénierie : Le processus de conception que les enfants utilisent pour résoudre des problèmes.

Math : Le langage des nombres, des formes et des quantités qui semble si peu pertinent pour de nombreux élèves.

Les leçons deSTEM semblent souvent similaires aux leçons et expériences scientifiques, et à certains égards, elles le sont. Après tout, les véritables expériences scientifiques sont pratiques et basées sur l’enquête. Mais si vous examinez les bases d’une leçon STEM  » idéale « , vous verrez des différences substantielles.

Voici six caractéristiques d’une grande leçon STEM. J’espère que vous utiliserez ces directives pour collaborer avec d’autres enseignants et créer des leçons qui appliquent la technologie à ce que les élèves apprennent en sciences et en mathématiques (et dans d’autres matières également).

1. Les leçons STEM se concentrent sur les questions et les problèmes du monde réel. Dans les leçons STEM, les élèves abordent des problèmes sociaux, économiques et environnementaux réels et cherchent des solutions. Mon plus grand moment STEM « aha » s’est produit lorsque j’ai changé de poste et que je me suis retrouvé face à une classe d’étudiants en sciences qui avaient abandonné l’école. J’ai demandé à la classe d’identifier un problème réel sur le campus, et nous nous sommes soudainement retrouvés au cœur d’un projet STEM, avant même que l’acronyme familier n’apparaisse sur la scène. Voir Real World STEM Problems pour quelques suggestions de projets sur lesquels les élèves pourraient se concentrer.

2. Les leçons STEM sont guidées par le processus de conception technique. L’EDP fournit un processus flexible qui conduit les élèves de l’identification d’un problème – ou d’un défi de conception – à la création et au développement d’une solution. Si vous recherchez des « images du processus de conception technique » en ligne, vous trouverez de nombreux tableaux pour vous guider, mais la plupart présentent les mêmes étapes de base. Dans ce processus, les élèves définissent les problèmes, effectuent des recherches de fond, développent de multiples idées de solutions, élaborent et créent un prototype, puis les testent, les évaluent et les redessinent. Cela ressemble un peu à la méthode scientifique – mais pendant l’EDP, des équipes d’élèves essaient leurs propres idées basées sur la recherche, adoptent différentes approches, font des erreurs, les acceptent et en tirent des leçons, et essaient à nouveau. Ils se concentrent sur le développement de solutions.

3. Les leçons STEM plongent les élèves dans une enquête pratique et une exploration ouverte. Dans les leçons STEM, le chemin de l’apprentissage est ouvert, dans le respect des contraintes. (Les contraintes impliquent généralement des choses comme les matériaux disponibles.) Le travail des élèves est pratique et collaboratif, et les décisions concernant les solutions sont générées par les élèves. Les élèves communiquent pour partager leurs idées et redessiner leurs prototypes si nécessaire. Ils contrôlent leurs propres idées et conçoivent leurs propres investigations.

4. Les leçons STEM impliquent les élèves dans un travail d’équipe productif. Aider les élèves à travailler ensemble comme une équipe productive n’est jamais une tâche facile. Il devient exponentiellement plus facile si tous les enseignants STEM d’une école travaillent ensemble pour mettre en œuvre le travail d’équipe, en utilisant le même langage, les mêmes procédures et les mêmes attentes pour les élèves. Si vous voulez un coup de pouce pour développer des compétences spécifiques de travail en équipe des élèves, contactez-moi et je vous enverrai une ébauche de document sur le travail en équipe des élèves.

5. Les leçons STEM appliquent un contenu mathématique et scientifique rigoureux que vos élèves apprennent. Dans vos leçons STEM, vous devez connecter et intégrer à dessein le contenu des cours de mathématiques et de sciences. Prévoyez de collaborer avec d’autres enseignants de mathématiques et/ou de sciences pour avoir un aperçu de la façon dont les objectifs des cours peuvent être imbriqués dans une leçon donnée. Les élèves peuvent alors commencer à voir que les sciences et les mathématiques ne sont pas des matières isolées, mais qu’elles fonctionnent ensemble pour résoudre des problèmes. Cela ajoute de la pertinence à leur apprentissage des mathématiques et des sciences. Dans les STEM, les élèves utilisent également la technologie de manière appropriée et conçoivent leurs propres produits (également des technologies).

Scénario le plus favorable : faites également intervenir un professeur d’art. L’art joue un rôle essentiel dans la conception de produits. Les équipes voudront que leurs produits soient attrayants, séduisants et commercialisables. Lorsque les arts sont ajoutés, l’acronyme STEM devient STEAM.

6. Les leçons STEM permettent plusieurs bonnes réponses et recadrent l’échec comme une partie nécessaire de l’apprentissage. Parfois, je concevais mes laboratoires de sciences de sorte que toutes les équipes reproduisent les mêmes résultats ou vérifient ou réfutent une hypothèse. Les élèves étudiaient un contenu scientifique spécifique et l’idée globale était de fournir un aperçu de la cause et de l’effet en manipulant des variables.

Les classes STEM, en revanche, offrent toujours la possibilité de multiples bonnes réponses et approches. L’environnement STEM offre de riches possibilités de solutions créatives. Lors de la conception et de l’essai des prototypes, les équipes peuvent patauger et ne pas réussir à résoudre le problème. Ce n’est pas grave. On attend d’elles qu’elles apprennent de ce qui n’a pas marché et qu’elles réessayent. L’échec est considéré comme une étape positive sur la voie de la découverte et de la conception de solutions.

Créer des leçons STEM

Alors, où trouver des leçons STEM de qualité ? Une recherche en ligne de  » leçons STEM  » donnera de nombreux résultats. Un mot d’avertissement, cependant : Tout ce qui se réclame des STEM n’est pas forcément des STEM. Si cela ne répond pas aux critères décrits ci-dessus, vous voudrez peut-être passer à autre chose.

Je commence généralement par les sites suivants pour lancer ma réflexion lorsque je planifie une leçon STEM : Design Squad Nation, NASA STEM lesson, National Geographic Education, STEMWorks, TeachEngineering, et The Air Force Collaboratory. (Veuillez ajouter vos propres sites favoris dans la section des commentaires.)

Vous ne trouvez pas de leçons qui vous plaisent ? Regardez les objectifs de votre cours, trouvez un défi du monde réel, et écrivez votre propre leçon. Consultez mes articles de blog Perfect Stem Lessons et 12 Steps to Great STEM Lessons pour trouver des idées de  » comment faire « . Vous pouvez également obtenir une « leçon de démarrage » gratuite pour initier vos élèves au processus de conception technique en contactant Melissa Dean. (Mettez « Demande de lanceur gratuit » dans la ligne d’objet.)

Pour une ressource ultime, je vous invite tous – que vous soyez ou non des enseignants de STEM – à rejoindre le Collaboratory du Center for Teaching Quality, un réseau virtuel professionnel et sûr pour poster vos idées et vos questions sur les STEM (et d’autres sujets d’intérêt). Nous serions ravis de partager nos connaissances et nos expériences avec vous.

Pour ceux d’entre vous qui sont dans les tranchées, amusez-vous à créer vos leçons – et merci d’être des enseignants STEM.