INCLUSIVE STEM LEARNING
ENVIRONMENTS: CHALLENGES AND SOLUTIONS
Μία εξαιρετική συνεργασία 16 επιστημόνων και
ειδικών στο STEM είχε ως αποτέλεσμα το επιστημονικό άρθρο 19 σελίδων που δημοσιεύθηκε φέτος το 2023 και βρίσκεται
στη διεύθυνση: https://www.scientix.eu/
Τα κύρια σημεία που επικεντρώνεται η εργασία αυτή και που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την επίτευξη ενός περιεκτικού περιβάλλοντος μάθησης STEM είναι:
H επιστημονική ομάδα της Πρωτοβουλίας SCIENTIX μας εξέπληξε ακόμη μία φορά ετοιμάζοντας ένα εξαιρετικό 20σέλιδο με πληροφορίες όπως:
Εκδόθηκε πρόσφατα μία υπέροχη εργαλειοθήκη σε ψηφιακή μορφή 61 σελίδων. Διατίθεται δωρεάν και μάλιστα στα ελληνικά με προσεγμένη μετάφραση. Περιέχει παραδείγματα πολλών εργαλείων πληροφορικής που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου δημιουργίας και υλοποίησης των πρωτοβουλιών της επιστήμης των Πολιτών (Citizen Science - CS) στο πλαίσιο της μεθοδολογίας STEM. Η Επιμέλεια του βιβλίου έγινε από το Institute of Geophysiscs, Polish Academy of Sciences.
Λόγω του ότι χρειαζόμαστε πολλές φορές να ανατρέξουμε ή να δώσουμε φωτοτυπίες σε μαθητές για να μπορέσουν να οδηγηθούν στο ψηφιακό διδακτικό σενάριο ή να μελετήσουν στο σπίτι θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας μερικά σημαντικά πράγματα για το θέμα των πνευματικών δικαιωμάτων των δημιουργών, συγγραφέων, αρθρογράφων κ.λπ... Το Ευρωπαϊκό Παρατηρητήριο για τις Παραβιάσεις των Δικαιωμάτων Πνευματικής Ιδιοκτησίας είναι ένα δίκτυο εμπειρογνωμόνων και ειδικών ενδιαφερομένων και στη σελίδα του αναφέρει στα ελληνικά ότι πρέπει να γνωρίζουμε «για να έχουμε το κεφάλι μας ήσυχο»… https://euipo.europa.eu/
Το διάσημο πλέον Ινστιτούτο Μηχανικής και Τεχνολογίας με κύρια έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο έχει εξαιρετική ιστοσελίδα στη διεύθυνση: https://education.theiet.org/secondary/
Σε αυτήν διαθέτει δωρεάν εκπαιδευτικά αντικείμενα, σχέδια μαθήματος, εκπαιδευτικούς πόρους διδασκαλίας, φυλλάδια, κλιπ ταινιών και δραστηριότητες για την εκπαιδευτική διαδικασία με μεθοδολογία STEM εντός και εκτός τάξης. Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι ότι όλα αυτά απευθύνονται σε μαθητές δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης ηλικίας 11-19.
 |
| Κατασκευή Blogger Μοντέλο ανεμογεννήτριας με Arduino. |
Αυτή η ανάρτηση είναι από τις πρώτες αναφορές στην χώρα μας για το θέμα της Επιστήμης των Πολιτών (Citizen Science - C.S.) σε συνδυασμό με το STEM.. Είναι γεγονός ότι υπάρχει έλλειψη ειδικευμένου εργατικού δυναμικού STEM στην Ευρώπη, όπως αναφέρεται στη σελίδα της Κομισιόν, η αναφορά μας γίνεται για τους (STEM Workers). Υπάρχει πραγματική ανάγκη για καινοτόμες προσεγγίσεις για την απομυθοποίηση της επιστήμης, την αύξηση των κινήτρων των μαθητών προς τα μαθήματα STEM και την παροχή κατάρτισης εκπαιδευτικών σε νέους τρόπους εισαγωγής της επιστήμης στην τάξη.
Δεν αναφερόμαστε στην Ελλάδα και την εφαρμογή του STEM για να μην εκτεθούμε...
 |
| Από πειραματισμούς του Blogger. |
Όλες οι φωτογραφίες είναι απo εργασίες του
Blogger με Lego Mindstorms EV3 (541 pcs).
Το ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην εκπαίδευση (Πρωτοβάθμια, Δευτεροβάθμια και Τριτοβάθμια) αλλά και εκτός σχολείου ως ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την ανάπτυξη γνωστικών δομών από τα παιδιά.
Το PhotoMath είναι μια δωρεάν εφαρμογή διδασκαλίας μαθηματικών τεχνητής νοημοσύνης (AI) που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στη μεθοδολογία STEM. Στην ΑΙ έχουμε αναφερθεί εκτενώς στην ανάρτησή μας που βρίσκεται στη διεύθυνση: http://sv1ahh1.blogspot.com Με απλά λόγια, φωτογραφίζουμε την εξίσωση με το κινητό ή το tablet και αμέσως έχουμε αναλυτικά τη λύση της στην οθόνη αυτού και μάλιστα με γραφικές παραστάσεις.
Οι Πρεσβευτές STEM της πρωτοβουλίας της Scientix προωθούν τη μεθοδολογία αυτή στην εκπαιδευτική διαδικασία και ενημερώνουν σχετικά τους συναδέλφους τους, εκπαιδευτικούς όλων των ειδικοτήτων σε ολόκληρη την Ευρώπη.
Μετά την εγκατάσταση
του EJS σύμφωνα με τις οδηγίες που δόθηκαν στην ανάρτηση :
"Εγκατάσταση του Ελεύθερου Λογισμικού Easy Java Simulation"
παρουσιάζεται ένα παράδειγμα κατασκευής ενός μοντέλου προσομοίωσης στο Easy Java Simulation. Στο παράδειγμα αυτό υπολογίζεται το εμβαδόν του κύκλου με ακρίβεια δύο δεκαδικών χρησιμοποιώντας σαν δεδομένο την ακτίνα η οποία αυξομειώνεται από ένα γραμμικό ρυθμιστή «σύρτη».
Η τεχνητή νοημοσύνη (ΑΙ = Artificial
Intelligence) γίνεται
όλο και πιο διαδεδομένη στη χώρα μας, όμως στα σχολεία δεν γίνεται ούτε κουβέντα
για το θέμα αυτό.
Η διεθνής ορολογία της εισαγωγής της τεχνητής νοημοσύνης στα σχολεία είναι «AI to Schools». H AI είναι ένας συνδυασμός εκμάθησης μηχανής, ρομποτικής και αλγορίθμων.
Στο Στρατηγικό Σχέδιο Επαγγελματικής Εκπαίδευσης, Κατάρτισης, Δια Βίου Μάθησης και Νεολαίας 2022-2024 διαβάζουμε με έκπληξη στην παρακάτω ενότητα :
«2.3.5.1 Αναβάθμιση εξοπλισμού Ε.Ε.Κ. και Δ.Β.Μ.
Στο πλαίσιο αυτό έχει ήδη συμπεριληφθεί στο Τ.Α.Α. η ανανέωση και ο πλήρης εκσυγχρονισμός της υποδομής εργαστηριακού εξοπλισμού για 117 Εργαστηριακά Κέντρα και Σχολικά Εργαστήρια για την εξυπηρέτηση των Ι.Ε.Κ., ΕΠΑ.Λ., Μεταλυκειακού έτους-τάξης Μαθητείας και Επαγγελματικών Σχολών Κατάρτισης, σύμφωνα με τα ισχύοντα τεχνολογικά πρότυπα.
O Ερατοσθένης είχε υπολογίσει την περίμετρο της Γης πριν από χιλιάδες χρόνια. Έζησε στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου.
Για να επαναλάβουμε με ορθότητα το πείραμα της μέτρησης της περιμέτρου της γης αλλά και της ακτίνας απαιτείται να επιλέξουμε την ημέρα που υπάρχει ισημερία.
Ισημερία συμβαίνει δύο φορές τον χρόνο και ορίζεται ως τις ημέρες που ο άξονας της γης ευθυγραμμίζεται παράλληλα με τον άξονα του ηλίου.
Στο πλαίσιο των ιδεών που θέλουμε να δώσουμε στους εκπαιδευτικούς για εφαρμογή εκπαιδευτικών λογισμικών σε μεθοδολογία STEM στην εκπαιδευτική διαδικασία, παρουσιάζουμε στο video το λογισμικό Mathematica της εταιρείας Wolfram σε μια εφαρμογή που υπολογίζει αυτόματα τον όγκο φορέα καταλύτη και σχεδιάζει το προφίλ δύο ειδών καταλυτικών μετατροπέων, κυλινδρικής και ελλειπτικής μορφής.
Η UbD είναι μια προσέγγιση Εκπαιδευτικού σχεδιασμού, όπου επικεντρώνεται στο σχεδιασμό του προγράμματος σπουδών, των αξιολογήσεων και των οδηγιών στην τάξη κοιτάζοντας το αποτέλεσμα. Είναι και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα πεδία κατά τον προγραμματισμό.
Με οδηγό το Mooc: "STEAM_IT, Integrated STEM Teaching for Secondary Schools" θα διευκρινίσουμε τη διαφορά μεταξύ STEAM και STE(A)M. Όλες οι χώρες (ΝΑΙ όλες) έχουν συμπεριλάβει, εδώ και αρκετά χρόνια, τη μεθοδολογία STEM στα προγράμματα σπουδών των βαθμίδων εκπαίδευσης.
Το μοντέλο στη διδακτική είναι ένα εκπαιδευτικό αντικείμενο (φυσικό ή ψηφιακό) που αντιπροσωπεύει ένα σύστημα ενδιαφέροντος. Ένα μοντέλο είναι απλούστερο από το σύστημα που αντιπροσωπεύει, ενώ προσεγγίζει τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά του πραγματικού συστήματος όσο το δυνατόν πιο πλησιέστερα. Ένα καλό μοντέλο είναι μια συνετή ανταλλαγή μεταξύ ρεαλισμού και απλότητας.
Στο κεφάλαιο 1 του παραπάνω ηλεκτρονικού βιβλίου προτείνεται σαν εργαστηριακή άσκηση η χρήση των οργάνων που χρησιμοποιούνται στη διάγνωση βλαβών.
Η δασκαλοκεντρική μέθοδος διδασκαλίας σύμφωνα με τις κρατούσες εκπαιδευτικές αντιλήψεις είναι κάποιες φορές απαραίτητη, αλλά όχι πάντοτε, έτσι ώστε να θεωρηθεί αποκλειστική και αναντικατάστατη. Η νέα τάση στην εκπαίδευση τείνει προς τη διερευνητική και ανακαλυπτική μάθηση έτσι ώστε ο μαθητής να αποκτήσει βαθύτερη κατανόηση στο γνωστικό αντικείμενο το οποίο διδάσκεται. Ειδικότερα τα τεχνικά επαγγέλματα είναι εκ φύσης πολύπλοκα απαιτώντας από το μαθητή ποικίλες γνώσεις και δεξιότητες καθώς πρόκειται να τις χρησιμοποιήσει σε ένα δύσκολο και συχνά αρκετά απαιτητικό επαγγελματικό περιβάλλον.
Η θεωρία της διαφοροποιημένης μάθησης αναφέρεται στη σχετική βιβλιογραφία και την γενικότερη έρευνα για τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου σε σχέση με τη μάθηση. Οι σχετικές έρευνες έχουν δείξει ότι όταν η γνώση παρέχεται μέσα από διάφορες οδούς, τότε αναπτύσσονται περισσότεροι δενδριτικοί ατραποί πρόσβασης εντός του εγκεφάλου.
 |
| Διάγραμμα στην οθόνη του κινητού |
Στο πλαίσιο της μεθοδολογίας STEM μπορεί να χρησιμοποιηθεί application σε κινητό ή Tablet με λειτουργικό android για να γίνει ανάλυση της κίνησης κάποιου αντικειμένου που έχει καταγραφεί σε video. Η εφαρμογή που παρουσιάζεται έχει αναπτυχθεί από τον Blogger. Οι μαθητές βιντεοσκοπούν με το κινητό τους κάποιο σώμα που διαγράφει οποιαδήποτε κίνηση και στη συνέχεια το επεξεργάζονται στο ίδιο το κινητό με το free application "VidAnalysis Free". Η Vernier έχει αναπτύξει εφαρμογή για κινητές συσκευές Apple (iPhone, iPod touch, and iPad) το application αυτό έχει περισσότερες δυνατότητες από αυτό στο οποίο αναφερόμαστε σε αυτή την ανάρτηση για Android.
 |
| Click για μεγέθυνση. Σχεδιασμός προφίλ καταλύτη στο Octave. |
Το ελεύθερο λογισμικό Octave είναι παρόμοιο με το Mathematica. Οι δυνατότητες του είναι λιγότερες αλλά είναι ένα εξαιρετικό λογισμικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επάξια ποικιλοτρόπως σε μεγάλο εύρος μαθημάτων διαφορετικών ειδικοτήτων. Η φαντασία μας θα πρέπει να δουλέψει...
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα σε υπολογισμούς, μοντελοποίηση ή σχεδιασμό εκπαιδευτικού αντικειμένου για προσάρτηση σε εκπαιδευτική διαδικασία με μεθοδολογία STEM.
· Παροχή στους εκπαιδευτικούς επιμόρφωση για το
πώς θα χρησιμοποιήσουν τη διδακτική μεθοδολογία του STEM. Απαιτείται να αντιληφθούν τι είναι και
πως μπορούν να την ενσωματώσουν στα μαθήματά τους.
· Το σχολείο να ενθαρρύνει τους εκπαιδευτικούς να βοηθούν ο ένας τον άλλο και να υπάρχει συνεργασία μεταξύ των διαφόρων ειδικοτήτων για ένα πλήρες και εξαιρετικό αποτέλεσμα.
Η εξαιρετική προσφορά της πρωτοβουλίας Scientix στην εκπαίδευση έχει και συνέχεια… αυτή τη φορά με εκπαίδευση αποκλειστικά των πρέσβεων του STEM που ανήκουμε στην πρωτοβουλία αυτή. Σκοπός είναι η διάχυση των σημαντικών αυτών γνώσεων που θα αποκομιστούν. O blogger με μία σειρά άρθρων θα αναφερθεί στις νέες αυτές ιδέες.
Στο εξωτερικό τα επαγγέλματα σταδιοδρομίας που σχετίζονται με το STEM είναι μερικά από τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα και καλύτερα αμειβόμενα του 21ου αιώνα. Καθώς η Αμερική προσπαθεί να συμβαδίσει με την τρέχουσα και προβλεπόμενη ζήτηση για παραγωγή “STEM workers”, είναι πολύ σημαντικό η χώρα μας να γίνει ανταγωνιστική στους τομείς της επιστήμης, της τεχνολογίας, και των άλλων πεδίων της STEM εκπαίδευσης που έχουμε αναφερθεί πολλάκις σε αυτήν την ιστοσελίδα.
Το STEM είναι μια προσέγγιση στη μάθηση αλλά και
στην προσωπική ανάπτυξη που ενσωματώνει τους τομείς της επιστήμης, της
τεχνολογίας, της μηχανικής και των μαθηματικών.
Όπως έχει αναφερθεί στην ανάρτηση μας:
http://sv1ahh1.blogspot.com/2017/06/transversal-skills-ats2020.html οι κομβικές δεξιότητες των μαθητών είναι:
Η σημασία της μεθοδολογίας STEM στην εκπαίδευση
Σύμφωνα με μια έκθεση του ιστοτόπου STEMconnector.org, έως το 2018, οι προβλέψεις εκτιμούν ότι στις ΗΠΑ η ανάγκη είναι για 8,65 εκατομμύρια εργαζόμενων σε θέσεις εργασίας που σχετίζονται με το STEM (STEM Workers).
Ο καταιγισμός ιδεών από την τάξη είναι ένας τρόπος να αποκομίσουμε πολλές ιδέες για την επίλυση προβλημάτων γύρω από την εκπαιδευτική διαδικασία με προσέγγιση STEM. Η Annie Jolly προτείνει την παρακάτω μεθοδολογία με συγκεκριμένες οδηγίες http://www.stem-by-design.com :
1. Σκεφθείτε ιδέες όσο το δυνατόν πιο γρήγορα. Βεβαιωθείτε ότι το άτομο που γράφει αυτές έχει κατάλληλο χρόνο καταγραφής των ιδεών αυτών.
H ενσωμάτωση των προγραμμάτων σπουδών των
αντικειμένων STEM στον σχεδιασμό ενός σεναρίου STEM
Ι. Σδράλλης1 , Ε. Κολέζα1 1 Εργαστήριο Έρευνας για τη Διδασκαλία των Μαθηματικών, ΠΤΔΕ, Παν.Πατρών
Η εκπαίδευση σε περιβάλλον STEM αξιοποιεί τα θετικά στοιχεία των διδασκαλιών ενσωμάτωσης αλλά εμφανίζει και δυσκολίες κυρίως στον σχεδιασμό και την εφαρμογή.
Από την ιστοσελίδα του συναδέλφου κ. Άρη Παλιούρα διαβάζουμε ένα εξαιρετικό συνοπτικό άρθρο που τα λέει όλα σε ελάχιστες γραμμές:
Επιμέλεια άρθρου: Αριστείδης Παλιούρας
Στο άρθρο μας αυτό θα αναφερθούμε στο συνδυασμό SEL και STEM. Προαπαιτούμενο θεωρείται η γνώση του τι είναι η συναισθηματική μάθηση (SEL). Για όσους δεν γνωρίζουν, ας επισκεφθούν την παρακάτω ιστοσελίδα προκειμένου αρχικά να γνωρίσουν τον όρο αυτόν και μετά ας συνεχίσουν την ανάγνωση του παρόντος άρθρου ώστε να μην έχει μεγάλη έκταση το άρθρο μας:
Με τη φράση «One-to-Web Instead of One-to-One» που χρησιμοποιείται, εκτενώς στην
Αμερική το τελευταίο διάστημα, από τους εκπαιδευτικούς, θα ξεκινήσουμε την
παράθεση απόψεων για τη χρήση των Mobile συσκευών.. |
| Από τις δοκιμές του Blogger με το Thymio. |
Για να υπάρξει μεθοδολογία STEM με
ρομποτική θα χρειαστεί να ενσωματωθούν άλλοι δύο κλάδοι εκτός της τεχνολογίας-προγραμματισμού.
Έχουμε αναφερθεί εκτενώς στο θέμα, αν η ρομποτική είναι STEM, στην ανάρτησή μας: http://sv1ahh1.blogspot.com/
Παρουσιάζουμε
αυτή τη φορά ένα ελεύθερο λογισμικό με το οποίο μπορούμε να αξιολογήσουμε την
τάξη (τμήμα) με δύναμη μέχρι 50 μαθητές. Οι εκπαιδευτικοί μπορούν μέσω του
λογισμικού SOCRATIVE να πετύχουν εκπαιδευτικές αξιολογήσεις μέσω κουίζ αλλά και
της επιπρόσθετης εφαρμογής «διαστημικών αγώνων». Το Socrative είναι εξαιρετικά
εύκολο και φιλικό, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία διαμορφωτικών
αξιολογήσεων. Το Socrative βαθμολογεί αυτόματα τα ΤΕΣΤ, συγκεντρώνει
και παρέχει οπτικά αποτελέσματα για να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε βελτιώσεις
της διδακτικής μεθοδολογίας.
