Για την προβολή περισσότερων αναρτήσεων πιέστε στο τέλος κάθε σελίδας "παλαιότερες αναρτήσεις".

STEM στην Ελλάδα της κρίσης (άρθρο του blogger)

H μεθοδολογία STEM και οι προοπτικές της στη χώρα μας.

Σύνοψη άρθρου: πρόκειται για μία καινοτόμο μέθοδο διδασκαλίας που εντάσσει στην εκπαιδευτική διαδικασία τρεις τουλάχιστον επιστήμες. Διαφαίνεται ότι θα ενταχθεί στη μεθοδολογία της διδασκαλίας τα επόμενα χρόνια, στη χώρα μας.


   Η Διδακτική στις Φυσικές Επιστήμες, στην Πληροφορική και την Υπολογιστική Επιστήμη, τα Μαθηματικά και την Επιστήμη των Μηχανικών, για την οποία έχει γίνει μεγάλη συζήτηση τα τελευταία χρόνια στο πλαίσιο της εκπαιδευτικής κοινότητας, εκφράζεται με το ακρωνύμιο STEM. Αν αναζητηθεί το ακρωνύμιο αυτό στη Wikipedia θα παρατηρηθεί ότι γίνεται αναφορά για μια καινοτόμο προσέγγιση που εντάσσει στην εκπαιδευτική διαδικασία, όχι μόνο τις βασικές Επιστήμες αλλά επίσης την Τεχνολογία, τη Μηχανική-Μηχανολογία και τα Μαθηματικά. Παλιότερα γινόταν χρήση του ακρωνυμίου SMET, σήμερα υπάρχει η τάση να παρουσιάζεται το STEM σαν STEAM γιατί έχει προστεθεί η λέξη Art - Τέχνη.  Επίσης πρόσφατα εμφανίστηκε και το STEMAC με προσθήκη της λέξης Culture.
Όμως επί της πράξης τι είναι STEM; 
  H βιολόγος Ramaley Judith το 2001 καθιέρωσε στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής μια ενοποιημένη διδασκαλία συμπεριλαμβάνοντας κλάδους των φυσικών επιστημών, της τεχνολογίας, της επιστήμης των μηχανικών και των μαθηματικών. Η εκπαιδευτική αυτή προσέγγιση αναφέρεται σήμερα με το ακρωνύμιο STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics).
  Στη διδασκαλία με μεθοδολογία STEM υπάρχει μετασχηματισμός της δασκαλοκεντρικής μεθόδου μάθησης σε ανακαλυπτική - διερευνητική μάθηση. Ο μαθητής εμπλέκεται δημιουργικά και συνεργατικά με τους συμμαθητές του, προκειμένου να δώσουν από κοινού λύσεις σε προβλήματα που τίθενται από τον εκπαιδευτικό. Καταργείται ο «παραδοσιακός» δάσκαλος και τη θέση του καταλαμβάνει η δημιουργία, η αναζήτηση, η έμπνευση, ο αναστοχασμός. Απαραίτητη προϋπόθεση στην εφαρμογή μεθοδολογίας STEM είναι η ύπαρξη μεθόδου επίλυσης προβλήματος (problem solving).
  STEM είναι η σύγχρονη και καινοτόμος διδακτική προσέγγιση που αξιοποιεί 4 κλάδους: Επιστήμη, Τεχνολογία, Μηχανική-Μηχανολογία και Μαθηματικά. Στη συνέχεια αναφέρεται παράδειγμα και θα γίνει απολύτως κατανοητό, τι είναι διδακτική με προσέγγιση των κλάδων S.T.E.M.
  Τη σημερινή εποχή στις Η.Π.Α. έχουν δημιουργηθεί κέντρα STEM σε όλα σχεδόν τα  Πανεπιστήμια.    Επίσης, υπάρχουν STEM μαθήματα σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και σε ειδικά σχολεία με κατεύθυνση STEM εκπαίδευσης.
  Δεν είναι τυχαίο στα αποτελέσματα του PISA που ανακοινώνει το ΙΕΠ κάθε τρία χρόνια, ότι προηγούνται οι χώρες που έχουν συμπεριλάβει προγράμματα STEM στην εκπαιδευτική πολιτική τους. Η χώρα μας είναι στην κόκκινη περιοχή, ουραγός στον κατάλογο …
  Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι πρωτοπόρες στον τομέα αυτό της εκπαιδευτικής καινοτομίας. Στην ιστοσελίδα του Λευκού Οίκου, ο πρώην Πρόεδρος Barack Obama επισημαίνει ότι απαιτείται να εκπαιδευτεί πλήθος καθηγητών ειδικευμένων στο STEM :
  «One of the things that I’ve been focused on, as President, is how we create an all-hands-on-deck approach to science, technology, engineering, and math… We need to make this a priority to train an army of new teachers in these subject areas, and to make sure that all of us as a country are lifting up these subjects for the respect that they deserve».
President Barack Obama
Τρίτη ετήσια έκθεση επιστημών Λευκού Οίκου, Απρίλιος 2013.
Ο πρώην πρόεδρος Obama (2013) αναφέρει ότι υπάρχει ανάγκη στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής για 100.000 εκπαιδευτικούς ειδικευμένους στη STEM εκπαίδευση. Σε πράξη του ΙΕΠ (2015) παρατηρούμε την προτροπή για το σχεδιασμό αναλυτικών προγραμμάτων με βάση το STEM:

  «Η ένταξη (STEM) προτείνεται από όσους σχεδιάζουν αναλυτικά προγράμματα, τόσο γιατί εξυπηρετεί καλύτερα τη μάθηση μέσα από την ολιστική αντιμετώπιση προβλημάτων, όσο και γιατί γεφυρώνει το χάσμα ανάμεσα στην επιστήμη και τις εφαρμογές της. Ως εκ τούτου ένα πλαίσιο διδασκαλίας των επιστημών αυτών μέσα από ένα μοντέλο ένταξης μπορεί να θεωρηθεί αποτελεσματικότερο για την προετοιμασία των εργαζομένων στο χώρο της τεχνολογίας και της επιστήμης του 21ου αιώνα».

  Ο κεντρικός στόχος του STEM είναι να ενημερώσει, όλους όσους σχετίζονται με το σχεδιασμό πολιτικών πάνω στην εκπαίδευση, για την εξαιρετικά σημαντική αξία που έχουν πλέον τα πεδία της επιστήμης, της μηχανικής και των μαθηματικών στην εκπαιδευτική διαδικασία, στην αγορά εργασίας και στις μελλοντικές οικονομικές εξελίξεις.
Θα μπορούσαμε με ένα παράδειγμα να δούμε πως μπορεί να διδαχθεί μια ενότητα με μεθοδολογία STEM;
Ας υποθέσουμε ότι θα διδάξουμε τον «καταλυτικό μετατροπέα οχημάτων» σε ένα τμήμα τεχνικών οχημάτων του ΕΠΑΛ. Πως όμως θα το διδάσκαμε στο εργαστήριο; Με απλή επίδειξη του αντικειμένου και αρκετή θεωρία περί της δομής και της λειτουργίας του.
Αν προσεγγίσουμε την ίδια διδασκαλία με μεθοδολογία STEM, θα πρέπει να υπάρξει διεπιστημονική προσέγγιση του θέματος με Φυσική, Χημεία, Πληροφορική, Μηχανολογία, Μαθηματικά. Όταν εξέρχεται η μία επιστήμη από το μάθημα θα πρέπει να εισέρχεται η άλλη. Αυτή η διεπιστημονικότητα σε συνεργασία με την επίλυση προβλήματος καθιστά τη μέθοδο διδασκαλίας καινοτόμο και πρωτοποριακή. Αυτή είναι η μεθοδολογία S.T.E.M. στην εκπαιδευτική διαδικασία.
·      Αναπτύσσουμε πολύ εύκολα ένα μοντέλο προσομοίωσης με το ελεύθερο λογισμικό Easy Java Simulation με το οποίο ο μαθητής θα υπολογίζει στον υπολογιστή τον όγκο οποιουδήποτε φορέα καταλύτη αλλά και τους αυλούς ροής των καυσαερίων με δύο μεταβλητές, ρυθμιζόμενες από δύο sliders, τη διάμετρο και το ύψος του φορέα. Έτσι κάνουμε χρήση της Τεχνολογίας από το ακρωνύμιο S.T.E.M.
·      Έχουμε προετοιμάσει πείραμα με επίλυση προβλήματος που θα το εκτελέσουν οι μαθητές με έναν ηλεκτρικά θερμαινόμενο καταλύτη. Θα βιντεοσκοπήσουν με το κινητό τους τη θέρμανση της αντίστασης του καταλύτη και στη συνέχεια με το ελεύθερο λογισμικό Tracker θα υπολογίσουν από το video (μέσω του προφίλ RGB) το χρόνο πυράκτωσης αυτής. Σε αυτή τη φάση η υπολογιστική σκέψη με επίλυση προβλήματος αυξάνει την κομβική δεξιότητα του ψηφιακού γραμματισμού. Με τον τρόπο αυτόν έχει γίνει χρήση των συνιστωσών Μηχανικής-Μηχανολογίας, Τεχνολογίας και της Φυσικής λόγω ύπαρξης της θερμότητας.
·      Σε φύλο εργασίας παρατίθεται φωτογραφία σε μεγέθυνση επιφάνειας φορέα καταλύτη και ο μαθητής θα υπολογίσει με χαρτί και με μολύβι τον αριθμό των αυλών ροής σε συγκεκριμένη επί μέρους επιφάνεια. Έγινε χρήση των Μαθηματικών τύπων και υπολογισμών. Η σκοπιμότητα της ενέργειας αυτής είναι να επιτευχθεί η μεταγνώση (αναστοχασμός) δια χειρός μαθητή.
·      Όσον αφορά τις επιστήμες Χημείας και Φυσικής είναι πολύ εύκολο να εμπλέξουμε το μαθητή με χημικές αντιδράσεις, θερμοκρασίες κ.λπ.. Μπορεί να εκτελέσει μέτρηση με θερμόμετρο υπερύθρων της θερμοκρασίας πυράκτωσης. 
Σίγουρα ο αναγνώστης θα αναρωτηθεί «μα τόση φασαρία για ένα μάθημα διαρκείας 3-4 ωρών; ».
Η απάντηση θα ήταν η ερώτηση: πιστεύετε έχουμε κερδίσει το ενδιαφέρον του μαθητή με αυτήν την πρακτική;
Η συνεργασία στο πείραμα και στις υπόλοιπες δραστηριότητες μεταξύ των μαθητών και του εκπαιδευτικού αυξάνουν την κομβική δεξιότητα της συνεργατικότητας- επικοινωνίας.
Όπως παρατηρούμε με χρήση και των 4 γραμμάτων του ακρωνυμίου S.T.E.M. έχουμε καταφέρει να προσεγγίσουμε το συγκεκριμένο μάθημα δια-επιστημονικά. Σε αντίθετη περίπτωση, όπως αναφέρθηκε στη συνήθη δασκαλοκεντρική μέθοδο διδασκαλίας, θα αρκούμασταν σε μια επίδειξη του καταλύτη και ίσως να παρουσιάζαμε και λίγη θεωρία.
  Μας προσκαλούν σε μια ημερίδα ή ένα σεμινάριο ρομποτικής, όπως συνηθίζεται τελευταία, στο leaflet αναφέρεται μεγαλεπήβολα η λέξη STEM. Αν υπάρχουν τουλάχιστον οι τρεις συνιστώσες του STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία, τότε είναι STEM, αν όμως μας επιδείξουν μόνο τον προγραμματισμό είναι σίγουρο πως καμία σχέση δεν υπάρχει με το STEM.  
  Απαιτείται προσπάθεια και αναβάθμιση των ικανοτήτων των εκπαιδευτικών για να μπορέσουν να ανταπεξέλθουν στη σύγχρονη αυτή προσέγγιση διδασκαλίας, ώστε η Ελλάδα να καταστεί «πράσινη χώρα» στα αποτελέσματα του PISA. Πρέπει άμεσα να αναδειχθεί ως προτεραιότητα η αναβάθμιση των γνώσεων και των κομβικών δεξιοτήτων των μαθητών μας.
  Το 2015, το ίδρυμα Jack Kent Cooke επιχορήγησε Ακαδημίες και Πανεπιστήμια με το ποσό των 1,6 εκατομμυρίων δολαρίων, για τους ασθενέστερους οικονομικά φοιτητές που επιθυμούν να σπουδάσουν τη μεθοδολογία STEM στην εκπαίδευση.     
  Στην ιστοσελίδα του Λευκού Οίκου ο πρώην πρόεδρος Obama, στις 13 Μαρτίου 2015, δηλώνει ότι έχουν διατεθεί περισσότερα από 1 δισεκατομμύριο δολάρια με σκοπό την υποστήριξη των προγραμμάτων STEM στην εκπαίδευση, με το σύνθημα “εκπαιδεύστε να καινοτομούν”, «Educate to innovate».
  Στην έκθεση του Observatory on Borderless Higher Education αναφέρεται ότι πρέπει να εισαχθούν στις Η.Π.Α. 20 – 30% πτυχιούχοι ή κάτοχοι μεταπτυχιακών STEM από άλλες χώρες. Προτείνεται επίσης να δοθεί VISA (H-1B) σε μετανάστες που διαθέτουν Master ή Phd στο STEM προκειμένου να εργασθούν στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής. Τα τελευταία χρόνια έχει παρατηρηθεί αύξηση της ζήτησης σε αυτού του είδους τις θέσεις εργασίας. Η προώθηση της μεθοδολογίας STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία γίνεται από διάφορους φορείς με «ανοικτά» σχολεία και σεμινάρια, για παράδειγμα, η E3STEM, η Ένωση Ελλήνων Φυσικών, η ΑΣΠΑΙΤΕ, το τμήμα Φυσικής του Α.Π.Θ., το κολλέγιο Ανατόλια, O.D.S., κ.ά.
  Στην περίληψη της έκθεσης των Atkinson and Mayo (2010) αναφέρεται ότι η καινοτομία έχει ισχυροποιήσει την οικονομία των Η.Π.Α. Επίσης διαβάζουμε ότι έχει αυξηθεί το βιοτικό επίπεδο των πολιτών με την εφαρμογή μεθοδολογίας STEM στην εκπαίδευση. Αναφέρουν επιτακτικά ότι είναι ώρα για νέες προσεγγίσεις με βάση την προώθηση της καινοτομίας στην εκπαιδευτική διαδικασία.   
  Το Scientix αποτελεί πρωτοβουλία του Ευρωπαϊκού Σχολικού Δικτύου για την ενίσχυση της εκπαίδευσης των STEM τεχνικών στην Ευρώπη. Προς το παρόν το Scientix φιλοξενεί projects που έχουν σχέση με τη διδακτική στις φυσικές επιστήμες που υλοποιούνται με χρηματοδοτούμενα Ευρωπαϊκά Προγράμματα. Στην Ελλάδα το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών και Εκδόσεων-Διόφαντος υποστηρίζει αυτό το έργο.
  Ο πρεσβευτής του Scientix, στην Ελλάδα, κ. Νίκου (2015), εκπαιδευτικός, αναφέρει για το STEM:
«Υπολογίζεται ότι μέχρι το 2020 ένα εκατομμύριο περισσότεροι ερευνητές στις Φυσικές Επιστήμες θα χρειαστούν στην Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε.), αλλά η ζήτηση σε θέσεις που έχουν σχέση με τις Φυσικές Επιστήμες, την Τεχνολογία και τα Μαθηματικά (Science, Technology, Engineering, Mathematics) δεν θα μπορεί να καλυφθεί από τους αποφοίτους των αντιστοίχων σχολών».
  Σύμφωνα με την Beatty (2011) στο βιβλίο της Successful STEM Education A Workshop Summary, αναφέρει ότι σε πολλές περιλήψεις βιβλίων, σχετικά με την προετοιμασία των εκπαιδευτικών για να διδάξουν με μεθοδολογία STEM, υποδεικνύεται ότι πρέπει προηγουμένως να παρακολουθήσουν επιμόρφωση. Αυτό είναι απαραίτητο, ώστε να εξασφαλιστεί η αποτελεσματικότερη προετοιμασία στα μαθήματα που διδάσκουν. Για το λόγο αυτό, θα πρέπει να αναπτύξουν ένα project (portfolio ή ερευνητική εργασία) και να γίνει πρακτική στη συγκεκριμένη  καινοτόμο εκπαιδευτική διαδικασία, προκειμένου να εκπαιδευτούν στη STEM εκπαίδευση.

 S.T.EM. και Προοπτικές


  Τη σημερινή εποχή στις Η.Π.Α. έχουν δημιουργηθεί κέντρα STEM σε όλα σχεδόν τα Πανεπιστήμια, επίσης υπάρχουν STEM μαθήματα σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης και ειδικά σχολεία με αυτήν την κατεύθυνση εκπαίδευσης.
   Οι οικονομικές προβλέψεις υποδεικνύουν την ανάγκη για ακόμη 1 εκατομμύριο περισσότερους επαγγελματίες STEM από ό,τι οι ΗΠΑ θα παράγουν με τον τρέχοντα ρυθμό κατά την επόμενη δεκαετία, προκειμένου η χώρα να διατηρήσει την ιστορική της υπεροχή στην επιστήμη και την τεχνολογία. Αυτά τα δεδομένα περιλαμβάνονται σε έρευνες που εύκολα βρίσκουμε στο διαδίκτυο. Δείχνεται η αναγκαιότητα των προηγμένων χωρών σε αύξηση των STEM εργαζομένων.

   Το τελευταίο διάστημα παρατηρούμε στις γειτονιές της χώρα μας ότι αναπτύσσονται κέντρα εκπαίδευσης ρομποτικής, έχει αρχίσει η διεξαγωγή  σεμιναρίων, ημερίδων και διαγωνισμών από επιστημονικές ενώσεις εκπαιδευτικών.
Το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας σε συνεργασία με την Ελληνική Εκπαιδευτική Ένωση STEM (E3STEM) διενήργησαν το πρώτο αξιόλογο πρόγραμμα εκπαίδευσης εκπαιδευτών STEM ετήσιας διάρκειας. Μεγάλες εταιρείες δείχνουν εξαιρετικό ενδιαφέρον και γίνονται χορηγοί σε αυτές τις δράσεις της STEM εκπαίδευσης. Τα ερωτήματα που δημιουργούνται όμως είναι πολλά. Οι διοργανωτές, οι ομιλούντες, οι εκπαιδευτές τι εκπαίδευση διαθέτουν στη νέα αυτή διδακτική προσέγγιση; Μήπως πρέπει η πολιτεία να θεσμοθετήσει ένα σύγχρονο σύστημα σχεδιασμού και πιστοποίησης της STEM εκπαίδευσης για την δημιουργία μελλοντικών STEM εργαζομένων; Ίσως θα πρέπει άμεσα να θεσμοθετηθούν τα προσόντα εκπαιδευτών αλλά και οι προδιαγραφές των χώρων που μπορεί να γίνεται εκπαίδευση STEM. Είναι εύκολο διαδικτυακά να ανατρέξουμε στη διεθνή κοινότητα όπου έχουν συσταθεί επιτροπές σχεδιασμού και ταξινόμησης επαγγελμάτων STEM.
   Ο κεντρικός στόχος του STEM πιστεύομε ότι θα πρέπει να είναι η ενημέρωση όλων όσων σχετίζονται με τη δημιουργία πολιτικών πάνω στην εκπαίδευση, για την εξαιρετικά σημαντική αξία που έχουν πλέον τα πεδία της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών στην εκπαιδευτική διαδικασία, στην αγορά εργασίας και στις μελλοντικές οικονομικές εξελίξεις. 
  Την τελευταία δεκαετία παρατηρήθηκε παγκοσμίως μεγάλη ανησυχία όσον αφορά την έλλειψη εργαζομένων στον τομέα της επιστήμης, της τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών (STEM) για την κάλυψη των αναγκών της αγοράς εργασίας.       

   Ίσως πρέπει το ΙΕΠ και το Υπουργείο παιδείας να αφήσουν στην άκρη την ακαμψία και την αρνητικότητα λόγω αμάθειας και να ζητήσουν τη βοήθεια των ειδικών ώστε να μελετήσουν το συγκεκριμένο θέμα προκειμένου να πορευθούμε σε μια κατεύθυνση με σαφή σχεδιασμό, στόχους και  όραμα προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η μεθοδολογία STEM σαν ένα εργαλεία κατά της ανεργίας αλλά και της ανάπτυξης της εκπαιδευτικής διαδικασίας με τις καινοτομίες που επιφέρει στην εκπαιδευτική διαδικασία. Παγκοσμίως είναι αποδεκτό ότι είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν άμεσα “STEM workers”.

Πολύδωρος Σταυρόπουλος

Μηχανολόγος Εκπαιδευτικός
MSc STEM στην εκπαίδευση
Παιδαγωγικό τμήμα ΑΣΠΑΙΤΕ
Επιθεωρητής Ασφάλειας, Υγείας και Ποιοτικού Ελέγχου
Μέλος του Δ.Σ. της Ελληνικής Εκπαιδευτικής Ένωσης STEM (E3STEM).