Zes kenmerken van een goede bèta/techniekles

Technologie is meer dan alleen maar een groep vakgebieden. Het is een beweging om de diepgaande wiskundige en wetenschappelijke onderbouw te ontwikkelen die studenten nodig hebben om concurrerend te zijn in de 21e-eeuwse beroepsbevolking.

Maar deze beweging gaat veel verder dan het voorbereiden van studenten op specifieke banen. Bèta/techniek ontwikkelt een geheel van denk-, redeneer-, team-, onderzoeks- en creatieve vaardigheden die leerlingen op alle gebieden van hun leven kunnen gebruiken. Bèta/techniek is geen op zichzelf staande les – het is een manier om opzettelijk verschillende onderwerpen in een bestaand curriculum op te nemen.

Hier volgt een korte opsomming van het acroniem STEM:

Wetenschap: De studie van de natuurlijke wereld.

Technologie: Een verrassing: de STEM-definitie voor technologie omvat elk product dat door mensen is gemaakt om in een behoefte te voorzien. (Tot zover de opmerking dat alle technologie digitaal is.) Een stoel is technologie; een potlood ook. Elk product dat kinderen maken om een probleem op te lossen, kan als technologie worden beschouwd.

Engineering: Het ontwerpproces dat kinderen gebruiken om problemen op te lossen.

Wiskunde: De taal van getallen, vormen en hoeveelheden die voor veel leerlingen zo irrelevant lijkt.

STEM-lessen lijken vaak op wetenschapslessen en -experimenten, en in sommige opzichten zijn ze dat ook. Immers, echte wetenschappelijke ervaringen zijn hands-on en op onderzoek gebaseerd. Maar als je kijkt naar de basisprincipes van een “ideale” STEM-les, zie je een aantal wezenlijke verschillen.

Hier zijn zes kenmerken van een geweldige STEM-les. Ik hoop dat u deze richtlijnen zult gebruiken om met andere leerkrachten samen te werken en lessen te maken waarin technologie wordt toegepast op wat leerlingen leren in wetenschap en wiskunde (en ook in andere vakken).

1. In bèta/technieklessen staan vraagstukken en problemen uit de echte wereld centraal. In de lessen bèta/techniek pakken de leerlingen echte sociale, economische en milieuproblemen aan en zoeken ze naar oplossingen. Mijn grootste “aha” STEM-moment kwam toen ik naar een nieuwe functie verhuisde en te maken kreeg met een klas bètastudenten die de school hadden opgegeven. Ik liet de klas een reëel probleem identificeren, daar op de campus, en plots zaten we halsoverkop in een STEM-project, nog voor het bekende acroniem op het toneel was verschenen. Zie Real World STEM Problems voor enkele suggesties voor projecten waar leerlingen zich op zouden kunnen richten.

2. De lessen bèta/techniek worden geleid door het engineering design proces. Het EDP biedt een flexibel proces dat leerlingen meeneemt van het identificeren van een probleem – of een ontwerpuitdaging – naar het creëren en ontwikkelen van een oplossing. Als je online zoekt op “engineering design process images”, vind je veel schema’s om je te leiden, maar de meeste hebben dezelfde basisstappen. In dit proces definiëren leerlingen problemen, doen achtergrondonderzoek, ontwikkelen meerdere ideeën voor oplossingen, ontwikkelen en maken een prototype, en testen, evalueren en herontwerpen ze. Dit klinkt een beetje als de wetenschappelijke methode, maar tijdens het EDP proberen teams van studenten hun eigen op onderzoek gebaseerde ideeën uit, kiezen verschillende benaderingen, maken fouten, accepteren deze en leren ervan, en proberen het opnieuw. Hun focus ligt op het ontwikkelen van oplossingen.

3. In bèta/technische lessen worden leerlingen ondergedompeld in hands-on onderzoek en open-ended exploratie. In bèta/techniek-lessen is de weg naar het leren open, binnen beperkingen. (Beperkingen hebben meestal betrekking op dingen zoals beschikbare materialen.) Het werk van de studenten is hands-on en collaboratief, en beslissingen over oplossingen worden gegenereerd door studenten. Leerlingen communiceren om ideeën te delen en hun prototypes te herontwerpen indien nodig. Ze controleren hun eigen ideeën en ontwerpen hun eigen onderzoeken.

4. Bij bèta/techniek-lessen worden leerlingen betrokken bij productief teamwerk. Studenten helpen samen te werken als een productief team is nooit een gemakkelijke klus. Het wordt exponentieel gemakkelijker als alle bèta/technische docenten op een school samenwerken om teamwerk te implementeren, met gebruikmaking van dezelfde taal, procedures en verwachtingen voor studenten. Als u een vliegende start wilt maken met het opbouwen van specifieke teamwerkvaardigheden voor leerlingen, neem dan contact met me op en ik stuur u een concept van een document over teamwerk voor leerlingen. STEM-lessen passen rigoureuze wiskunde en wetenschappelijke inhoud toe die uw studenten leren. In uw bèta/technische lessen moet u doelbewust inhoud van wiskunde- en natuurkundevakken verbinden en integreren. Plan om samen te werken met andere wiskunde- en/of wetenschapsdocenten om inzicht te krijgen in hoe vakdoelstellingen in een bepaalde les kunnen worden verweven. Leerlingen kunnen dan beginnen in te zien dat wiskunde en natuurwetenschappen geen geïsoleerde vakken zijn, maar samenwerken om problemen op te lossen. Dit voegt relevantie toe aan het leren van wiskunde en natuurwetenschappen. Bij bèta/techniek gebruiken leerlingen ook technologie op passende manieren en ontwerpen ze hun eigen producten (ook technologieën).

Bestcasescenario: betrek er ook een kunstdocent bij. Kunst speelt een cruciale rol bij het ontwerpen van producten. De teams willen dat hun producten aantrekkelijk, aansprekend en verkoopbaar zijn. Wanneer de kunsten worden toegevoegd, wordt het letterwoord STEM STEAM.

6. STEM-lessen bieden ruimte voor meerdere juiste antwoorden en beschouwen mislukking als een noodzakelijk onderdeel van het leerproces. Soms ontwierp ik mijn wetenschappelijke labs zo dat alle teams dezelfde resultaten zouden repliceren of een hypothese zouden verifiëren of weerleggen. Leerlingen bestudeerden specifieke wetenschappelijke inhoud en het hele idee was om inzicht te verschaffen in oorzaak en gevolg door variabelen te manipuleren.

STEM lessen, daarentegen, bieden altijd gelegenheid voor meerdere juiste antwoorden en benaderingen. De bèta/technische omgeving biedt rijke mogelijkheden voor creatieve oplossingen. Bij het ontwerpen en testen van prototypes kan het voorkomen dat teams spartelen en er niet in slagen het probleem op te lossen. Dat is niet erg. Er wordt van hen verwacht dat ze leren van wat er fout ging, en het opnieuw proberen. Falen wordt beschouwd als een positieve stap op weg naar het ontdekken en ontwerpen van oplossingen.

Creëren van lessen bèta/techniek

Waar vind je dan lessen bèta/techniek van goede kwaliteit? Een online zoekopdracht naar “lessen bèta/techniek” levert tal van resultaten op. Een woord van waarschuwing, echter: Niet alles wat beweert bèta/techniek te zijn, is ook echt bèta/techniek. Als het niet aan de hierboven beschreven criteria voldoet, kunt u misschien beter verder gaan.

Ik begin meestal met de volgende sites om mijn gedachten op gang te brengen wanneer ik een STEM-les plan: Design Squad Nation, NASA STEM-les, National Geographic Education, STEMWorks, TeachEngineering, en The Air Force Collaboratory. (Voeg uw eigen favoriete sites toe in het commentaargedeelte.)

Kunt u geen lessen vinden die u bevallen? Kijk naar je cursusdoelen, bedenk een uitdaging uit de echte wereld, en schrijf je eigen les. Bekijk mijn blogposts Perfecte STEM-lessen en 12 Stappen naar geweldige STEM-lessen voor een aantal “how to” ideeën. Je kunt ook een gratis “starter les” krijgen om je leerlingen kennis te laten maken met het engineering design proces door contact op te nemen met Melissa Dean. (Zet “Free Launcher Request” in de onderwerpregel.)

Voor de ultieme hulpbron nodig ik u allen uit – of u nu bèta/technische leerkracht bent of niet – om u aan te sluiten bij de Collaboratory van het Center for Teaching Quality, een professioneel en veilig virtueel netwerk om uw ideeën en vragen over bèta/techniek (en andere onderwerpen van belang) te plaatsen. We zouden graag onze kennis en ervaringen met u delen.

Voor degenen onder u in de loopgraven, veel plezier met het maken van uw lessen-en dank u voor het feit dat u bèta/technische docenten bent.