Una nuova ricerca mostra che gli insegnanti di K-12 usano otto modelli mentali per insegnare scienze, tecnologia, ingegneria e matematica, un sistema più complesso di quanto inizialmente apparente.

Questi modelli sono presentati in un nuovo studio pubblicato nel Journal of Science Teacher Education . Uno dei coautori, Emily Osare, è un assistente professore di STEM Education presso il Dipartimento di Scienze Cognitive e dell'Apprendimento presso la Michigan Technological University.

"La gente usa molto il termine 'STEM', "Il coraggio dice, notando che può riferirsi ai singoli campi della scienza, tecnologia, ingegneria, e matematica, ma il termine può anche avere un significato più ampio nell'istruzione dalla scuola materna fino alla scuola superiore (K-12). "C'è un sacco di linguaggio sciocco in giro, e non è male, ma ognuno ha una comprensione diversa di cosa sia e noi balliamo intorno a questo."

L'educazione STEM si concentra su come implementare le migliori pratiche per l'insegnamento delle scienze, tecnologia, ingegneria e matematica. Dare e il suo team hanno scoperto che c'è meno coerenza in queste pratiche di quanto possa supporre la comunità educativa K-12.

STEM Ed 101

Simile a termini generici come "abilità del 21° secolo" o "apprendimento pratico" che sono difficili da definire esattamente, il significato dell'educazione STEM non è stato chiarito per gli insegnanti. Eppure il termine è il nesso degli standard scientifici di nuova generazione e si prevede che le scuole di tutto il paese implementeranno una migliore istruzione STEM.

Così, Dare e i suoi coautori - l'autrice principale Elizabeth Ring della St. Catherine University di St. Paul Minnesota insieme a Elizabeth Crotty e Gillian Roehrig dello STEM Education Center dell'Università del Minnesota - si sono proposti di rispondere alla domanda, cosa significa per un insegnante concettualizzare le STEM e implementarle nella propria classe?

Per approfondire la questione velocemente e con tanti dati, hanno chiesto feedback a quasi 40 insegnanti in un programma di sviluppo professionale di tre settimane sull'educazione STEM. Il programma fa parte di EngrTEAMS (Engineering to Transform the Education of Analysis, Misurazione, e Scienza), finanziato dalla National Science Foundation (NSF). In officina, Dare e il suo team hanno chiesto ai partecipanti di disegnare un modello ogni settimana per mostrare come insegnano STEM nelle loro classi.

"Ci sono alcuni aspetti delle discipline STEM che sono unici per la percezione di un singolo insegnante, ma nel complesso possiamo sicuramente vedere degli schemi, "Dare dice. "E 'stato interessante vedere che entro la terza settimana, avevamo questi modelli più complessi. Ma alla fine della giornata, raccontano la stessa storia. Gli insegnanti ora hanno un più grande, comprensione più complessa di come insegnare STEM nelle loro classi."

Modelli didattici STEM

Utilizzando tecniche di analisi dei contenuti, il team ha raccolto immagini e parole ripetute dai disegni degli insegnanti. Si sono ridotti a otto modelli di base.

• STEM è un acronimo, un elenco superficiale di argomenti
• STEM è composto da discipline separate
• La scienza è contesto:altri campi contribuiscono alla scienza
• L'ingegneria è contesto:l'applicazione e la costruzione sono le cose più importanti
• STEM è un'approssimazione per il processo di progettazione ingegneristica, quale scienza, la tecnologia e la matematica fanno parte di
• La risoluzione dei problemi nel mondo reale è il cuore dell'educazione STEM; prepara al meglio gli studenti per il college e le carriere
• La scienza e la progettazione ingegneristica sono utilizzate allo stesso modo:l'una non può esistere senza l'altra
• STEM integrato dove tutti i campi si connettono in relazioni complesse; questo è il più sfumato dei modelli.

Istruzione STEM integrata

Dare dice che hanno scoperto che "gli insegnanti sceglieranno un modello adatto a loro per quel giorno, " e modificheranno in base ai programmi delle lezioni e alla base di conoscenza dei loro studenti. Per questo motivo, il prossimo passo per il team è valutare i pro ei contro dei modelli per aiutare gli insegnanti ad affinare gli strumenti adattivi per le loro classi.

Aggiunge che l'altro fronte della ricerca deve guardare alla valutazione degli studenti. In particolare, STEM integrato è ottimo per trasmettere la complessità di come i singoli campi si connettono e fanno una somma maggiore delle loro parti, tuttavia, i test tradizionali offrono sfide. Altre opzioni come le valutazioni delle prestazioni devono essere implementate a livelli più alti rispetto alle aule isolate, che secondo Dare si riduce alla costruzione di solide partnership con i distretti e gli insegnanti.

"Questo va da una conversazione con gli insegnanti a una conversazione con gli amministratori, " dice. "Dobbiamo chiedere:Ok, quartiere, vuoi fare l'integrazione STEM. I tuoi insegnanti hanno diversi modi di pensarlo, cosa hai intenzione di spingere in avanti? E come ci assicureremo di essere sulla stessa linea?"