Το STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics) είναι ένας τομέας γεμάτος ζωντάνια, αλλά συχνά ο κόσμος το μπερδεύει με το "απλώς παίζουμε με ρομποτάκια". (Διευκρινήσεις για το θέμα αυτό στο άρθρο μας: http://sv1ahh1.blogspot.com/2021/12/stem.html)
Είναι η τέχνη του να αποσυναρμολογείς κάτι για να καταλάβεις πώς λειτουργεί — κάτι που κάθε παιδί κάνει ενστικτωδώς όταν χαλάει τα παιχνίδια του!
Έχετε προσέξει ποτέ την έκφραση ενός παιδιού όταν προσπαθεί να ανοίξει ένα παλιό μικρό ραδιοφωνάκι;
Για τους περισσότερους γονείς, αυτό μοιάζει με καταστροφή. Για τη μεθοδολογία STEM, όμως, αυτή είναι η στιγμή που γεννιέται ένας μικρός «επιστήμονας».
Τι είναι η Αντίστροφη Μηχανική (Reverse Engineering);
Η «Αντίστροφη Μηχανική» είναι πράγματι ένας από τους πιο άμεσους τρόπους για να καταλάβει κανείς τη φιλοσοφία του STEM, καθώς μετατρέπει την περιέργεια σε γνώση.
Στον κόσμο των ενηλίκων, είναι η διαδικασία κατά την οποία αποσυναρμολογούμε ένα προϊόν για να ανακαλύψουμε τα μυστικά του σχεδιασμού του. Την χρησιμοποιούν οι εταιρείες για να αντιγράφουν τεχνολογία... Στην εκπαίδευση, είναι το απόλυτο εργαλείο κριτικής σκέψης. Αντί να δώσουμε στο παιδί ένα έτοιμο εγχειρίδιο με οδηγίες, του δίνουμε ένα «πρόβλημα» που πρέπει να λυθεί προς τα πίσω.
Η γοητεία του απαγορευμένου: Επιτρέπουμε στα παιδιά να κάνουν αυτό που συνήθως απαγορεύεται: να παρέμβουν και να πειράξουν το εσωτερικό σωθικά μιας συσκευής.
Από τη θεωρία στην αφή: Η φυσική και τα μαθηματικά παύουν να είναι εξισώσεις στο χαρτί. Γίνονται γρανάζια, καλώδια και κυκλώματα που μπορείς να αγγίξεις.
Αποτυχία χωρίς κόστος: Στο Reverse Engineering, δεν υπάρχει «λάθος». Υπάρχει μόνο η ανακάλυψη του «γιατί δεν δουλεύει».
Το STEM δεν είναι μόνο κώδικας, είναι νοοτροπία
Το να διδάσκεις STEM μέσω της αποδόμησης καλλιεργεί τη διερευνητική μάθηση. Ο μαθητής δεν μαθαίνει απλώς πώς να φτιάχνει κάτι, αλλά αναπτύσσει την ικανότητα να αναλύει σύνθετα συστήματα. Σήμερα είναι μια παλιά συσκευή, αύριο μπορεί να είναι η επίλυση ενός περιβαλλοντικού προβλήματος ή ο σχεδιασμός μιας νέας εφαρμογής.
Tip για την τάξη (ή το σπίτι):
Την επόμενη φορά που θα χαλάσει ένας παλιός φακός ή ένα μηχανικό παιχνίδι, μη το πετάξετε. Δώστε στα παιδιά ένα κατσαβίδι, κάντε τις σωστές ερωτήσεις («Τι νομίζεις ότι κάνει αυτό το ελατήριο;») και αφήστε τη μεθοδολογία STEM να κάνει τα υπόλοιπα.
Η μέθοδος της Αντίστροφης Μηχανικής είναι ιδανική γιατί:
Είναι οπτική (όλοι φαντάζονται ένα παιδί με ένα κατσαβίδι).
Είναι ανατρεπτική (η καταστροφή ως μάθηση).
Δείχνει ότι το STEM είναι προσβάσιμο σε όλους, χωρίς απαραίτητα ακριβό εξοπλισμό.
Αν θέλετε να εφαρμόσετε τη μέθοδο της Αντίστροφης Μηχανικής του STEM στην πράξη, δοκιμάστε τα εξής 3 στάδια:
Η Συλλογή: Βρείτε μια παλιά συσκευή που δεν λειτουργεί (π.χ. ένα ενσύρματο τηλέφωνο, ένα παλιό πληκτρολόγιο ή ένας μηχανικός χρονοδιακόπτης κουζίνας). Προσοχή: Αποφύγετε οθόνες CRT ή συσκευές με μεγάλους πυκνωτές για λόγους ασφαλείας.
Η Χαρτογράφηση: Ζητήστε από τα παιδιά να σχεδιάσουν τι πιστεύουν ότι υπάρχει μέσα πριν το ανοίξουν. Αυτό καλλιεργεί την υπόθεση εργασίας.
Η Χειρουργική: Αφήστε τα να αφαιρέσουν τα εξαρτήματα ένα προς ένα. Κάθε βίδα που βγαίνει είναι μια ερώτηση: "Πώς αυτό το κομμάτι βοηθάει το σύνολο;"
Οι 5 πιο ασφαλείς και ενδιαφέρουσες επιλογές:
Μηχανικά Ρολόγια (Ξυπνητήρια): Είναι ο «παράδεισος» των γραναζιών. Τα παιδιά βλέπουν τη μεταφορά κίνησης και την έννοια του χρόνου σε φυσική μορφή.
Παλιά Πληκτρολόγια Υπολογιστή: Ιδανικά για μικρότερες ηλικίες. Περιέχουν μια απλή μεμβράνη κυκλώματος και ελατήρια κάτω από κάθε πλήκτρο. Είναι εξαιρετικά για να εξηγήσεις πώς το πάτημα ενός κουμπιού μετατρέπεται σε σήμα.
Ενσύρματα Τηλέφωνα (σταθερά): Περιέχουν ηχεία, μικρόφωνα, καλώδια και κουμπιά. Είναι πολύ εντυπωσιακό για τα παιδιά να δουν πώς «ταξιδεύει» η φωνή.
Φακοί (LED ή παλιοί): Η απλούστερη μορφή ηλεκτρικού κυκλώματος. Μπαταρία, διακόπτης, λάμπα. Είναι η τέλεια πρώτη επαφή με τη φυσική.
Μηχανικοί Χρονοδιακόπτες Κουζίνας: Λειτουργούν με ελατήρια και κούρδισμα. Είναι μια καθαρά μηχανική συσκευή χωρίς καθόλου ρεύμα, που προσφέρει φοβερή ικανοποίηση κατά την αποσυναρμολόγηση.
Παλαιότερο παράδειγμα το οποίο μου μετέφεραν συνάδελφοι από ένα εργαστηριακό κέντρο με εντασσόμενες σχολικές μονάδες τριών ΕΠΑΛ, όταν υπήρχε η ειδικότητα των ηλεκτρονικών σε αυτά:
Εκπαιδευτικός κλάδου ηλεκτρονικών εφάρμοζε την αντίστροφη μηχανική χωρίς να γνωρίζει τι είναι αυτή, αλλά ούτε και είχε κάποια σχετική γνώση της μεθοδολογίας του STEM στην εκπαίδευση. Έδινε στους μαθητές του παλιές χαλασμένες πλακέτες που ήταν για ανακύκλωση προκειμένου να τους απασχολεί και να "έχει το κεφάλι του ήσυχο". Αποσυναρμολογούσαν με τα κολλητήρια τα διάφορα εξαρτήματα από αυτές και έτσι κατά λάθος :
- προσέλκυε το ενδιαφέρον των μαθητών
- ήταν ήσυχοι
- μάθαιναν μεταξύ τους τις ονομασίες των εξαρτημάτων
- γνώριζαν κάποια από τα βασικά εξαρτήματα
- πιθανολογούσαν τι ακριβώς δουλειά έκαναν.
- Αυτό ήταν μεθοδολογία «STEM εν αγνοία του»….
Πολύδωρος Σταυρόπουλος
Εκπαιδευτικός Μηχανολόγος Μηχανικός
MSc STEM στην εκπαίδευση (Παιδαγωγικό Τμήμα ΑΣΠΑΙΤΕ)
Πρέσβης του STEM –SCIENTIX
