STEM obrazovanje označava interdisciplinarni pristup koji može zahtijevati netradicionalne pristupe učenju. Kratica STEM označava znanost (eng. science), tehnologiju (eng. technology), inženjerstvo (eng. engineering) i matematiku (eng. mathematics) i odnosi se na sve što postoji u tim područjima. Ključno značenje pojma STEM nije fokus na navedene discipline pojedinačno, već integracija prilikom učenja i konkretna i jasna primjena naučenog putem rješavanja realnih problema. Iz STEM-a su se pojavili novi pristupi učenju i poučavanju, a predmeti su postali integriraniji. Suprotno tradicionalnim naukama, matematici i informatičkim poukama, fokus se preusmjerio dalje sa učenja i ponavljanja određenog sadržaja. Naglasak je stavljen na primjenu znanstvenih vještina, učenje proizvodnih vještina i razmišljanja o konkretnom problemu. STEM obrazovanje premošćuje jaz između učionice i stvarnog života.
STEM metode poučavanja
STEM metode obrazovanja neprestano rastu i mijenjaju se, pa učitelji STEM predmeta trebaju zauzeti kreativan i prilagodljiv pristup svojim stilovima poučavanja kako bi izvukli maksimum iz svojih učenika i studenata. U nastavi STEM-a nije cilj jednostavno pružiti informacije i ispraviti učenike kada pogriješe, već napraviti okruženje za učenje koje se sastoji od postavljanja pitanja i poticanja neovisnog razmišljanja. U STEM-u neuspjeh uči učenika rješavanju problema i važan je dio rasta. Postoje razne tehnike kako zainteresirati učenike i studente za učenje:
Projektno učenje
Ova metoda potiče učenike i studente da uče vještine i primjenjuju svoja znanja kroz sudjelovanje u projektu. Na nekom problemu radi se neko vrijeme kako bi se istražilo i stvorilo rješenje problema ili upita. Uloga učitelja je biti voditelj i poticati učenike i studente da preuzmu potpunu kontrolu nad svojim projektom od početka do kraja. Primjer projektnog učenja STEM-a u obrazovanju mogu biti dizajniranje neke aplikacije ili izrada modela mosta.
Problemsko učenje
Postoje sličnosti između ove metode i učenja zasnovanog na projektima, ali ključna razlika je u tome što učenici i studenti moraju analizirati i procijeniti problem koji im se postavlja. To zahtijeva visoku razinu razmišljanja, jer obično nema jednog jasnog odgovora na problem. Ovaj pristup potiče kreativnost, timski rad i vodstvo. Primjer problemskog učenja je navođenje učenika da kreiraju vlastite poslovne planove za rješavanje društvenih potreba ili nekog društvenog problema.
Učenje temeljeno na upitima/istraživanju
Glavna svrha učenja temeljenog na istraživanju je naglašavanje uloge učenika i studenata u procesu učenja i potiče ih se da postavljaju onoliko pitanja koliko žele u vezi određenog predmeta ili područja. Vještine koje se razvijaju iz ove vrste učenja uključuju kritičko razmišljanje, propitkivanje i rješavanje problema. Budući da ga vode učenici i studenti, sami moraju odlučiti što žele istražiti. Uloga učitelja je potaknuti znatiželju i razmišljanje.
Uloga učitelja i planiranje lekcije za STEM predmete
Učitelj igra vrlo važnu ulogu u učenju i podučavanju. Da bi učenici i studenti stekli i održali zanimanje za STEM predmet, potrebno je da učitelj olakša takvo okruženje u kojem oni razumiju koncepte i mogu ih primijeniti na stvarne akcije. Uloga učitelja je da djeluje kao medij znanja između učenika i studenta i pojmova koji se podučavaju, ponaša se kao upućeni vodič kada god učenik i student nije siguran kako pristupiti problemu ili zadatku te nabavi sav potreban materijal za rad. Stoga je od iznimne važnosti za učitelje da budu stalno u toku s trendovima i napretkom u STEM učenju.
U početku mogućnost planiranja STEM lekcije koja uključuje toliko polja možda zvuči zastrašujuće, ali može biti zabavan postupak za izradu nastavnog plana. STEM nastava nije zanimljivije iskustvo učenja samo za učenike i studente, već i za učitelja. Manje je učenja sadržaja za podučavanje, a više stvaranje okruženja koje potiču kreativnost. Dobra STEM lekcija trebala bi:
- Biti praktična – lekcija bi trebala uključivati praktične aktivnosti u kojima učenici mogu koristiti svoje ruke, bilo da dizajniraju koncept ili sami nešto stvaraju i grade. Na ovaj način je mnogo manja vjerojatnost da će učenicima i studentima postati dosadni ili će biti pod stresom, a na kraju imaju konačni proizvod za ocjenjivanje.
- Oponašati stvarne scenarije – to je još jedan razlog zašto je praktično učenje bitno. Jedna od najvažnijih stvari u STEM-u je da pomaže učenicima i studentima da nauče vještine koje će odmah biti koriste u vanjskom svijetu. Tradicionalni pristup učenju ponekad uči nepraktičnim vještinama, a cilj je pripremiti učenika za stvarni život.
- Integrirati matematiku i znanost u projekte – matematika i znanost trebaju biti relevantni za trenutni projekt i moraju se odnositi na stvarne scenarije te na kraju imati svrhu. Na primjer, matematičke jednadžbe mogu osigurati da dizajn funkcionira pravilno ili će učenicima i studentima znanje iz fizike pomoći da shvate kako nešto izraditi.
Jedna od metoda za planiranje nastave također je upotreba inženjerskog dizajna. Uključuje niz koraka koje učenici i studenti mogu poduzeti kako bi dizajnirali rješenje problema kao dio projekta. Ova strategija učenja temeljena na projektu trebala bi potaknuti otvoreni dizajn, kreativnost i praktična rješenja. Koraci temeljeni na ovoj metodi su:
Pitanja – započinje se postavljanjem kritičkih pitanja učenicima i studentima o njihovom projektu ili onome što žele stvoriti (čemu služi, kako će ga dizajnirati).
Istraživanje – učenici i studenti istražuju temu, a to može uključivati razgovor s profesorom, rad sa STEM volonterom, korištenje interneta za istraživanje ili gledanje relevantnih videozapisa. Istraživanje pomaže učenicima i studentima da saznaju koji slični proizvod ili rješenja već postoje i dati im ideje.
Zamišljanje ideja (”mozganje”) – u timovima učenici imaju priliku razviti što više ideja. Ovo uključuje proces suradnje u kojem je svačija ideja bitna, a posao nastavnika je to osigurati. Treba stvoriti zonu bez predrasude u kojoj učenici moraju pokazati učinkovite vještine slušanja i ostati usredotočeni.
Planiranje – ovo je vrijeme kada učenici i studenti odabiru rješenje i planiraju ga oživjeti. Da bi to učinili, moraju razmotriti svoja izvorna pitanja, istraživanje koje su proveli te različite ideje iz prethodnog procesa. Planiranje može biti najteži dio, zato se nastavnik treba pobrinuti da učenicima i studentima pomogne tako što će razmotriti ideje svih i prenijeti svoje ideje.
Kreiranje – u ovom dijelu lekcije učenici imaju priliku izraditi prototip koristeći planove koje su napravili. Ovo je vrijeme da budu kreativni i praktični. U ovom procesu otkrivaju odgovaraju li njihova rješenja izvornim zahtjevima i jesu li funkcionalna. Uloga nastavnika je da ohrabri učenika i pazi na proces.
Testiranje – ovo je način provjere koliko su kreacije učinkovite. Učenici provjeravaju jesu li tek na početku ili rješavanju problem. Uloga nastavnika je traženje povratnih informacija učenika o kreaciji te savjeti ili postavljanje pitanja koja će ih navesti na razmišljanje. Vršnjačka recenzija također je sjajan način poticanja razmišljanja i suradnje.
Unaprjeđenje – posljednji dio sastoji se od rasprava o tome kako učenici i studenti mogu poboljšati svoje ideje. U ovom procesu imaju priliku redizajnirati svoj proizvod, izmijeniti ili izraditi sljedeći prototip. Ovaj ciklus može se nastaviti koliko je god potrebno, sve dok učenici i studenti ne budu zadovoljni konačnim rezultatom.
Zašto su važne STEM aktivnosti za mlade umove?
Mnogo učenika i studenata bolje reagira na praktične aktivnosti nego na tradicionalne pisane vježbe, što ima smisao kada se uzme u obzor količina energije koju učenici ulažu u to. Neka istraživanja pokazuju da takav način obrazovanja također može pomoći u upravljanju njihovim ponašanjem u učionici (povezano je s manje neprikladnog ponašanja za vrijeme nastave). STEM aktivnosti mogu se prilagoditi različitim dobnim skupinama, sposobnostima, veličini grupe i interesima. Njihova prilagodljivost je dio onoga što ih čini izvrsnima za upotrebu u nastavnom i obrazovnom okruženju. STEM se također usklađuje s načinom na koji radimo i rješavamo probleme u svakodnevnom životu. Studenti i mladi razvijaju osjećaj znatiželje koji neprestano traži aktivnosti koje ih mogu izazvati. Zadržavanje ove radoznalosti i znatiželje pomaže im da maksimiziraju svoje kapacitete. Takvi projekti pomažu učenicima i studentima u zaključivanju, pokretanju veza i istraživanju dubljeg značaja i razumijevanja područja koja ih zanimaju.
Učinkovito podučavanje STEM-a kod učenika i studenata razvija:
- Kritičko razmišljanje
- Samostalno učenje
- Izvrsnu komunikaciju i suradnju
- Digitalnu pismenost
- Rješavanje problema
- Kreativnost
- Razmišljanje o sebi/refleksija
Kako ocijeniti učenike u STEM poučavanju i učenju?
Tradicionalne metode poput ispita i kratkih testova uglavnom se ne kombiniraju s takvim praktičnim pristupom učenju. Formativne ocjene pružaju trajne povratne informacije koje su osmišljene da poboljšavanju podučavanje i učenje tijekom cijele godine. Formativne ocjene pomažu učenicima i studentima da prepoznaju svoje slabosti i snage, omogućavajući im da prepoznaju područja na kojima trebaju poraditi. Takav način procjene potiče aktivno bavljenje lekcijama i ne oslanja se na snagu memorije. Nisu svi učenici i studenti dobri u pamćenju velikih količina informacija, ali to ne znači da nisu inteligentni ili sposobni. Primjeri formativnih procjena uključuju od učenika i studenta da:
- Stvore prijedlog istraživanja
- Napišu ili nacrtaju kratki sažetak onog što su naučili na nastavi
- Naprave koncept da pokažu razumiju li temu
- Izrade prototip za projekt
Koje vještine trebaju imati učitelji STEM-a?
- Specijalističko znanje – učitelj STEM-a mora imati specijalizirane vještine i znanja iz područja koje predaje. U većini slučajeva to znači da imaju diplomu iz tog područja ili da potiču iz STEM karijere.
- Komunikacijske vještine – nije dovoljno biti samo stručnjak u određenom području, učitelj također mora znati kako prenijeti složene ideje razredu koji nije upoznat s pojmovima koje predaje.
- Organizacijske vještine – kako bi išli u korak sa zahtjevima nastave, poput izrade planova predavanja, praćenja napretke i organiziranja testova i eksperimenata učitelji trebaju imati dobre organizacijske vještine.
- Strpljenje – svim učiteljima treba strpljenje jer imaju posla s puno ljudi odjednom, najčešće djecom. Moraju biti sposobni ostati mirni kada se učenici i studenti ponašaju neprikladno i strpljivo objašnjavati stvari kada netko ne razumije.
Koji su izazovi u primjeni ranog STEM učenja u školama?
Većina škola započinje obrazovanje koje se temelji na STEM-u u osnovnoj školi ili kasnije. U tom slučaju puno je toga povezano s robotikom i kodiranjem. Na toj razini učitelji su opremljeni i osposobljeni za razumijevanje i poticanje ove vrste obrazovanja sa starijom djecom, najčešće srednjoškolcima. No, na predškolskoj razini obrazovanje temeljeno na STEM-u nije se primjenjivalo. Jedan od glavnih razloga je nedovoljna osposobljenost i opremljenost učitelja/odgajatelja. STEM obrazovanje je pristup zasnovan više na istraživanju u kojem djeca uče kroz eksperimente i STEM aktivnosti. Istraživanja su pokazala da većini učitelja i nastavnika nije ugodno istraživati praktične ideje za nastavu znanosti, matematike ili ih povezivati na međupredmetni način. Posljedično, postaje im teško primjenjivati takvu vrstu obrazovanja. Učiteljima i nastavnicima potrebno je omogućiti resurse i osposobljavanje kako bi mogli podučavati u sustavu STEM-a.
LITERATURA:
What is STEM Education? The Beginner’s Guide (2021) – LIYSF
How to effectively teach STEM subjects in the classroom – FutureLearn
STEM Education: Developing 21st century problem solvers – YouTube