Carl Sagan dijo una vez: «Podemos hacer ciencia y con ella podemos mejorar nuestras vidas.»
Sí, la ciencia es una acción-algo que podemos hacer-y es evidente que en la educación hemos olvidado ese hecho. Como resultado, nuestra clasificación mundial en ciencia ha alcanzado un mínimo histórico. Ahora, con el reciente impulso para mejorar nuestra reputación, STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) ha recibido la mayor parte de la atención y la financiación como una forma de ayudarnos a desenterrarnos.
¿se Puede hacer? ¿Cómo? ¿Qué aspecto tiene? Un equipo de maestros dedicados y con visión de futuro lo está haciendo en Salisbury, Maryland. Esperamos que Carl esté orgulloso.
El programa STEM de Salisbury Middle School ha estado en marcha durante tres años y atiende a 90 estudiantes: 30 en cada nivel de grado (6-8). El programa STEM incluye tres materias básicas (ciencias, lectura/artes lingüísticas, historia), educación tecnológica y ciencias de la computación. Las matemáticas se incorporan en todo el programa STEM; sin embargo, debido a los diversos niveles de cursos de matemáticas que toman nuestros estudiantes, no podemos tener un maestro de matemáticas «dedicado» dentro del programa.
El programa STEM es una escuela inclusiva dentro de una escuela.»Los estudiantes son seleccionados en función de un formulario de interés que envían junto con un ensayo escrito a ciegas sobre el papel de la educación STEM. El interés de los estudiantes en STEM es crucial; los estudiantes que no tienen un interés verdadero y solicitan solo ser incluidos pueden no tener éxito debido al alto nivel de énfasis en la ciencia a lo largo del currículo del programa.
¡Se va! Los estudiantes construyeron catapultas para punkin chunkin. Foto de J. Seay.
Estudiantes que son seleccionados para el ciclo del programa con los maestros de STEM y sus compañeros de clase para los tres años de la escuela intermedia. Esta práctica de bucear ayuda a mantener el alto nivel de expectativas y rigor durante todo el programa. En consecuencia, la necesidad de establecer reglas, expectativas y procedimientos desaparece después del año inicial de los estudiantes en el programa.
Implementando un Enfoque STEM
Los estudiantes toman los cursos básicos de ciencia, historia, lectura / artes lingüísticas y matemáticas durante todo el año. Matemáticas y lectura / artes lingüísticas se ofrecen en bloques de 90 minutos y ciencias e historia se ofrecen en bloques individuales o dobles de 45 a 90 minutos. Los estudiantes también toman educación tecnológica (ingeniería) y ciencias de la computación. En sexto grado, los estudiantes toman ciencias de la computación cada dos días durante un año completo y educación técnica todos los días durante la mitad del año. En séptimo grado, el patrón se invierte: educación tecnológica cada dos días durante todo el año y ciencias de la computación todos los días durante la mitad del año. Los alumnos de octavo grado repiten la configuración de sexto grado.
La importancia de la lectura para informarse y relacionarse con las unidades de estudio se considera una de las piezas esenciales del programa STEM. Los estudiantes leen textos y novelas que son relevantes para sus temas de estudio en ciencia para ayudar a » establecer la conexión.»
Las novelas incluyen Hoot, Flush, Scat (ciencia ambiental), Fever 1793 (microbiología), Phineas Gage (biología), Double Identity (genética), Críptidos Cazadores (Historia Geológica), La Ciudad de Ember (física, electricidad), Súper Humano (Física), Cada Alma una Estrella (Astronomía), La Vida tal como La Conocíamos, Los Muertos y los Desaparecidos, y Este Mundo En el que Vivimos (Tierra/Espacio/ Astronomía).
El trabajo de los estudiantes se centra en STEM, sin embargo, los estudiantes tienen la oportunidad de tomar asignaturas optativas a lo largo de sus tres años en el programa, que incluyen lengua extranjera, arte, banda, coro y ciencia del consumidor familiar. Los estudiantes también toman educación física y salud cada dos días durante todo el año.
Este programa permite a los estudiantes desarrollar una sólida formación en ingeniería y programación informática, pero también les permite explorar asignaturas optativas sin sacrificar los componentes principales del programa.
El diseño único del equipo» escuela dentro de una escuela » del programa STEM permite una agrupación flexible de estudiantes entre clases. Los estudiantes pueden ver la interconexión de todas las áreas de estudio en relación con un problema o pregunta esencial. Los estudiantes crean proyectos que tienen vínculos con la comunidad, lo que ayuda a solidificar la importancia de STEM como una poderosa experiencia educativa.
El programa STEM de Salisbury Middle School, financiado principalmente a través de subvenciones, ha podido obtener recursos clave que ayudan al equipo a desarrollar unidades basadas en problemas de alto interés y alto rigor. Los recursos incluyen LEGO Mindstorms, paquetes de energía renovable LEGO, un conjunto de netbooks de clase, un conjunto de iPods de clase, unidades GPS, bolígrafos inteligentes, un invernadero y jardines.
Cómo es Diferente
Los estudiantes crearon sus propios «transformadores».»Estos son los Rodinia Rovers. Foto de C. Pavlekovich.
Nuestro programa se ajusta perfectamente a los Estándares de Ciencia de Próxima Generación y a los Estándares Estatales Básicos Comunes, que enfatizan las prácticas de ciencia e ingeniería, así como la comprensión y las habilidades de lectura y escritura a través del compromiso con el contenido.
El plan de estudios se basa en los Estándares Educativos actuales de Maryland; la diferencia es el enfoque temático basado en problemas para cubrir el contenido. El diseño de la unidad dentro del programa es impulsado por el currículo de ciencias a nivel de grado.
El equipo planifica las unidades en torno a una pregunta o problema general que cumple con los siguientes criterios:
- El problema es válido.
- Los estudiantes pueden relacionarse con el problema.
- Puede haber varias rutas de acceso a una solución.
- El problema se puede aplicar a las diversas clases para integrar verdaderamente la unidad en todo el currículo del nivel de grado.
El equipo ha desarrollado una unidad de séptimo grado en torno al estudio de bacterias y virus. El problema que los estudiantes intentan resolver es: «¿Cómo evitamos que nuestros amigos se enfermen?»Los estudiantes participan en sesiones de lluvia de ideas para abordar el tema. Estas sesiones a menudo generan otras preguntas que los estudiantes deben investigar dentro de la unidad para ayudar a aclarar sus conceptos erróneos, creencias o dudas. Al comenzar cada unidad de esta manera, el equipo puede medir la comprensión del tema por parte de los estudiantes, lo que ayuda a impulsar nuestras prácticas instructivas.
Las lecciones de esta unidad se centran en bacterias, virus, enfermedades, epidemias y pandemias, vacunas, medicamentos y prevención. Experimentos de laboratorio (cultivo de bacterias) y simulaciones como El Gran Juego de la Gripe, una actividad en línea, son fundamentales para la unidad, al igual que una simulación de juego de roles titulada «Enfermedad Misteriosa» sobre un brote de E. coli en una feria de la ciudad. Esta actividad requiere que los estudiantes trabajen en equipos para diagnosticar, tratar y prevenir futuros brotes en función de sus experiencias durante la simulación. Los estudiantes también juegan al juego de mesa Pandemic, que es otra oportunidad para que aprendan, experimenten y resuelvan problemas en función del tema de la unidad.
Los estudiantes continúan su exploración de este tema a lo largo de sus otras clases también. En la clase de historia, estudian las condiciones de la América colonial y el impacto de un saneamiento deficiente y la falta de conocimientos médicos. En su clase de lectura/artes del lenguaje, leyeron textos de no ficción sobre enfermedades, así como la novela Fiebre 1793, que se centra en el brote de fiebre amarilla en Estados Unidos.
Utilizando el conocimiento de fondo que desarrollan a partir de la lectura de estos textos, los estudiantes «enjuiciaron» varias enfermedades por crímenes de lesa humanidad. A través de esta actividad, los estudiantes están expuestos al sistema judicial y amplían su conocimiento de los temas discutidos en su clase de ciencias.
Continuando con este tema en tech ed, los estudiantes observan cómo los ingenieros civiles diseñan pueblos y ciudades teniendo en cuenta la posibilidad de algo como una epidemia. Es este enfoque transdisciplinario el que desarrolla una comprensión profunda y rica del contenido.
Con cada unidad que diseñamos, tratamos de incluir oradores invitados y excursiones para dar a los estudiantes la oportunidad de interactuar con el contenido más allá del aula. Para esta unidad en particular, invitamos a los médicos del hospital local que se especializan en enfermedades infecciosas a hablar con los estudiantes sobre los peligros y los riesgos asociados con las bacterias y los virus. Esta también es una oportunidad para que nuestros invitados hablen con los estudiantes sobre la importancia de seguir una carrera relacionada con STEM.
También hicimos que el director de gestión de riesgos de la Ciudad de Salisbury hablara con la clase sobre los planes que están en marcha en caso de que ocurra algo como una epidemia. La inmersión de nuestros estudiantes en este tipo de contenido rico les permite comprender en contexto la importancia de lo que están aprendiendo y cómo afecta no solo a ellos sino también a otros en su comunidad.
Inmersión vs Exposición
La mayoría de los maestros se sienten presionados para completar el plan de estudios y no «perder» demasiado tiempo en ningún tema que no permita mucha investigación. La filosofía de contenido de una milla de ancho y una pulgada de espesor contrasta con nuestro enfoque, que es de una pulgada de ancho y una milla de espesor.
La inmersión en STEM requiere que nuestros estudiantes de STEM «defiendan» sus diseños de rover planetario robótico (robots de trabajo) frente a la comunidad profesional y científica local después de semanas de investigación e ingeniería. Esto es inmersión dentro del plan de estudios a través del diseño de unidades interdisciplinarias, altos niveles de rigor, aplicaciones de problemas/soluciones y desarrollo continuo de las habilidades del siglo XXI que necesitarán para un empleo futuro.
Todos los estudiantes de Salisbury Middle School están expuestos a actividades y planes de estudio relacionados con STEM. Esta exposición les da la oportunidad de participar en actividades cortas que pueden ser «enlatadas» y pueden tener una pequeña pieza de lectura para acompañar una lección. Por ejemplo, cuando nuestros alumnos de octavo grado se centran en las leyes del movimiento de Newton, los equipos de estudiantes diseñan y construyen dispositivos Punkin Chunkin que se prueban en una competencia similar al evento de fama mundial que es una tradición local en Delaware.
Mirando hacia el futuro
A medida que avanzamos con nuestro programa, planeamos explorar estas posibilidades:
Voltear el aula. El concepto de voltear el aula—usar el tiempo del aula para actividades prácticas en lugar de la enseñanza tradicional-está ganando popularidad. Estamos usando actividades de clase invertidas en ciencias y queremos expandir el uso de este método de instrucción a todas las clases.
Desarrollar unidades basadas en problemas a largo plazo. La flexibilidad de tener los tres niveles de grado con un equipo de maestros brinda oportunidades para expandir la idea de crear unidades basadas en problemas que podrían abarcar el curso del programa de tres años. Este tipo de inmersión permite a los estudiantes estar plenamente investidos de sus resultados educativos.
Ampliar nuestro aula al aire libre. Queremos incluir más proyectos de investigación concebidos por los estudiantes y aumentar la experiencia de los estudiantes con la horticultura.
El éxito del programa no puede ser posible sin el apoyo y la dedicación de la administración de nuestra escuela, los supervisores de contenido y los maestros que han dedicado muchas horas a crear, desarrollar, mejorar, enriquecer y mejorar las experiencias educativas para nuestros estudiantes. No es una tarea sencilla. Sin embargo, todos los que enseñamos en el programa estamos de acuerdo en que estamos dando lo mejor de nosotros enseñando y dando a nuestros estudiantes las mejores oportunidades para convertirse en ciudadanos productivos y científicamente alfabetizados.
Publicado previamente en la revista Middle Ground, agosto de 2012