Seis Características de uma Grande Lição STEM

STEM é mais do que apenas um agrupamento de áreas temáticas. É um movimento para desenvolver os fundamentos matemáticos e científicos profundos que os alunos precisam para serem competitivos na força de trabalho do século 21.

Mas este movimento vai muito além de preparar os alunos para trabalhos específicos. A STEM desenvolve um conjunto de pensamento, raciocínio, trabalho em equipe, investigação e habilidades criativas que os alunos podem usar em todas as áreas de suas vidas. STEM não é uma classe autônoma – é uma forma de incorporar intencionalmente diferentes disciplinas em um currículo existente.

Aqui está um resumo rápido da sigla STEM:

Ciência: O estudo do mundo natural.

Tecnologia: Uma surpresa – a definição de STEM para tecnologia inclui qualquer produto feito por humanos para satisfazer uma necessidade ou necessidade. (Lá se vai toda a tecnologia sendo digital.) Uma cadeira é tecnologia; o mesmo acontece com um lápis. Qualquer produto que as crianças criam para resolver um problema pode ser considerado como tecnologia.

Engenharia: O processo de design que os miúdos usam para resolver problemas.

Matéria: A linguagem de números, formas e quantidades que parece tão irrelevante para muitos alunos.

Aulas de TEMA muitas vezes parecem similares às aulas e experiências científicas, e em alguns aspectos, são. Afinal de contas, experiências científicas genuínas são práticas e baseadas em pesquisas. Mas se você olhar para o básico de uma lição STEM “ideal”, você verá algumas diferenças substanciais.

Aqui estão seis características de uma grande lição STEM. Espero que você use estas diretrizes para colaborar com outros professores e criar aulas que apliquem tecnologia ao que os alunos estão aprendendo em ciência e matemática (e outras matérias também).

1. As aulas STEM focam em questões e problemas do mundo real. Nas aulas STEM, os alunos abordam problemas sociais, econômicos e ambientais reais e buscam soluções. Meu maior momento “aha” STEM veio quando me mudei para uma nova posição e enfrentei uma classe de estudantes de ciências que haviam desistido da escola. A turma identificou um problema do mundo real ali mesmo no campus e, de repente, nos encontramos de cabeça erguida em um projeto STEM – antes mesmo que a sigla familiar tivesse explodido em cena. Veja Problemas STEM do Mundo Real para algumas sugestões de projetos em que os alunos podem se concentrar.

2. As aulas STEM são guiadas pelo processo de projeto de engenharia. A EDP fornece um processo flexível que leva os alunos da identificação de um problema – ou um desafio de projeto – à criação e desenvolvimento de uma solução. Se você procurar por “imagens do processo de design de engenharia” online, você encontrará muitos gráficos para guiá-lo, mas a maioria tem os mesmos passos básicos. Neste processo, os alunos definem problemas, realizam pesquisas de fundo, desenvolvem múltiplas ideias para soluções, desenvolvem e criam um protótipo, e depois testam, avaliam e redesenham-nas. Isto soa um pouco como o método científico – mas durante o EDP, equipas de alunos experimentam as suas próprias ideias baseadas na investigação, tomam diferentes abordagens, cometem erros, aceitam e aprendem com eles, e tentam novamente. O foco deles é desenvolver soluções.

3. As aulas STEM mergulham os alunos na investigação prática e na exploração aberta. Nas aulas STEM, o caminho para a aprendizagem é aberto, dentro de restrições. (As restrições geralmente envolvem coisas como materiais disponíveis.) O trabalho dos alunos é prático e colaborativo, e as decisões sobre soluções são geradas pelos alunos. Os alunos comunicam para partilhar ideias e redesenhar os seus protótipos, conforme necessário. Eles controlam suas próprias idéias e desenham suas próprias investigações.

4. As aulas STEM envolvem os alunos no trabalho produtivo em equipe. Ajudar os alunos a trabalharem juntos como uma equipe produtiva nunca é um trabalho fácil. Torna-se exponencialmente mais fácil se todos os professores STEM de uma escola trabalharem juntos para implementar o trabalho em equipe, usando a mesma linguagem, procedimentos e expectativas para os alunos. Se você quiser começar a construir habilidades específicas de trabalho em equipe, entre em contato comigo e eu lhe enviarei um rascunho de um documento de trabalho em equipe para estudantes.

5. As aulas STEM aplicam conteúdos rigorosos de matemática e ciências que os seus alunos estão aprendendo. Nas suas aulas STEM, você deve conectar e integrar propositadamente o conteúdo dos cursos de matemática e ciências. Planeje colaborar com outros professores de matemática e/ou ciências para obter uma visão de como os objetivos do curso podem ser entrelaçados em uma determinada aula. Os alunos podem então começar a ver que ciência e matemática não são disciplinas isoladas, mas sim trabalhar em conjunto para resolver problemas. Isto acrescenta relevância à sua aprendizagem da matemática e das ciências. Na STEM, os alunos também usam a tecnologia de forma apropriada e concebem os seus próprios produtos (também tecnologias).

Cenário do melhor caso: Envolva também um professor de arte. A arte tem um papel crítico no design de produtos. As equipes vão querer que seus produtos sejam atraentes, atraentes e comercializáveis. Quando as artes são adicionadas, o acrónimo STEM torna-se STEAM.

6. As aulas STEM permitem múltiplas respostas correctas e reenquadrar falhas como uma parte necessária da aprendizagem. Às vezes eu projetei meus laboratórios de ciências para que todas as equipes replicassem os mesmos resultados ou verificassem ou refutassem uma hipótese. Os alunos estavam estudando conteúdo científico específico e toda a idéia era fornecer uma visão de causa e efeito através da manipulação de variáveis.

aulas STEM, ao contrário, sempre fornecem oportunidade para múltiplas respostas e abordagens corretas. O ambiente STEM oferece ricas possibilidades para soluções criativas. Ao projetar e testar protótipos, as equipes podem se debater e falhar na solução do problema. Tudo bem. Espera-se que eles aprendam com o que deu errado e tentem novamente. O fracasso é considerado um passo positivo no caminho para descobrir e desenhar soluções.

Criar lições STEM

Então, onde você pode encontrar lições STEM de qualidade? Uma pesquisa online de “Aulas STEM” irá produzir muitos resultados. Uma palavra de prudência, no entanto: Nem tudo o que diz ser STEM é na verdade STEM. Se não cumprir os critérios descritos acima, você pode querer seguir em frente.

Geralmente eu começo com os seguintes sites para começar a pensar quando eu planejo uma aula de STEM: Design Squad Nation, lição NASA STEM, National Geographic Education, STEMWorks, TeachEngineering, e The Air Force Collaboratory. (Por favor, adicione seus próprios sites favoritos na seção de comentários.)

Não consegue encontrar nenhuma lição que você gosta? Olhe para os objetivos do seu curso, crie um desafio do mundo real e escreva a sua própria lição. Confira os posts do meu blog Perfect Stem Lessons e 12 Steps to Great STEM Lessons para algumas idéias de “como fazer”. Você também pode obter uma “lição inicial” gratuita para apresentar aos seus alunos o processo de design de engenharia, entrando em contato com Melissa Dean. (Coloque “Free Launcher Request” na linha de assunto.)

Para o recurso final, convido todos vocês – sejam ou não professores STEM – a se juntarem ao Centro de Colaboração para o Ensino de Qualidade, uma rede virtual profissional e segura para postar suas idéias e perguntas sobre STEM (e outros tópicos de interesse). Nós adoraríamos compartilhar nossos conhecimentos e experiências com vocês.

Para aqueles que estão nas trincheiras, divirtam-se criando suas aulas – e obrigado por serem professores STEM.