12 Façons de commencer à enseigner les STEM dans votre école

Par Tom Vander Ark et Mary Ryerse
Vous voulez plus d’expériences STEM pour vos élèves mais vous ne savez pas par où commencer? Vous voulez insuffler de l’art à la science et stimuler les expériences STEAM?
Avant d’explorer comment faire des STEM, définissons ce que c’est. Tout le monde enseigne les sciences et les mathématiques — STEM ajoute de la technologie et de l’ingénierie à l’équation; STEAM ajoute de l’art. Les éléments communs de l’apprentissage STIM de qualité comprennent:

• Design – focus: utiliser des outils et des techniques de conception pour attaquer de gros problèmes ou opportunités (apprentissage basé sur les défis et les problèmes).
• Application active: application des connaissances et des compétences à des situations réelles et construction ou prototypage de solutions aux défis (maker, apprentissage par projet).
• Intégration: les problèmes réels ne se limitent pas à une discipline — les solutions proviennent presque toujours de nombreux domaines.

Voici 12 conseils pour apprendre les expériences STEM (et STEAM) et les mettre en œuvre dans votre école.
1. Visitez les écoles. La visite des écoles est la meilleure forme d’apprentissage professionnel, et en particulier pour l’apprentissage STEM, qui est susceptible d’être plus actif et intégré que la pédagogie traditionnelle. Quelques écoles à voir incluent (avec plus en vedette dans les points suivants, ainsi):

• Reynoldsburg Ohio (Columbus) a un modèle d’alimentation de tige K-12 qui vaut le détour, tout comme le Metro Early College sur le campus d’OSU.
• Les 200 écoles du réseau des nouvelles technologies proposent un apprentissage par projet intégré.
• Les 46 écoles Harmony (TX & DC) proposent un apprentissage STEM personnalisé basé sur des projets.
• iDEA et SAMI font tous deux partie des écoles publiques de Tacoma. L’Institut des Sciences et des Mathématiques se réunit au Zoo de Point Defiance et l’École d’Ingénierie et d’Art en Design Industriel (iDEA) est nouvelle pour TPS cette année. Découvrez cette courte vidéo de notre visite:

2. Faites des excursions. Une tradition de longue date et précieuse sont les excursions sur le terrain en STIM dans des musées scientifiques, des installations de fabrication, des installations de production d’énergie et des centres de transport. La recherche et le podcast de Jay Greene parlent de la valeur des excursions sur le terrain. Le Musée des sciences de Boston (et de nombreuses autres grandes villes) fournit des guides d’excursion, des fiches d’activités, des guides d’éducateurs, des projets et plus encore.
3. Construire dans le temps du créateur. En plus de l’intégration des STEM dans le programme de base, la mise de côté du temps dédié aux créateurs constitue un point d’entrée idéal pour les expériences STEM. Lorsque nous voulons intentionnellement trouver le temps de laisser les enfants faire des choses, cela conduit à un engagement authentique autour de sujets STIM. Les possibilités de « quand » sont nombreuses — entre les semestres / trimestres, après l’école, l’école d’été, l’éducation communautaire ou même lors d’un événement parent-élève. La Fondation Imagination, hôte du Global Cardboard Challenge, est un grand défenseur du maker time.
4. Développer un Makerspace. Le professeur de créateurs Lindsey Own a une excellente série de blogs 20 sur le développement d’un makerspace. La théorie est que si vous le construisez, ils viendront — comme en témoignent les nombreuses idées de Lindsey.
En plus des possibilités de makerspaces dans les salles de classe et les écoles, de nombreuses bibliothèques, musées et centres communautaires ont commencé à créer des makerspaces. Par exemple, la succursale centrale de la Bibliothèque publique de St. Paul offre un espace de travail pratique avec une imprimante 3D, un graveur laser, une machine à coudre, un studio d’enregistrement et d’autres outils pour ceux qui ont envie de créer.

5. Installez un programme d’ingénierie. Un programme et un processus de formation en STEM entièrement développés peuvent être trouvés dans le programme largement utilisé Project Lead the Way. PLTW propose son programme de lancement à l’école primaire, une passerelle au collège, puis plusieurs disciplines articulées où les enfants peuvent obtenir des crédits universitaires au lycée vers les sciences biomédicales, l’informatique et l’ingénierie. Un élève du secondaire décrit comment ses expériences PLTW – allant de VEX Robotics, RobotC, drones et codage — ont fourni un contenu attrayant et des expériences réelles.
6. Pratiquez l’Apprentissage par Projet (PBL). Avec un accent de plus en plus mis sur l’importance de la PBL, les domaines STEM sont un lieu naturel pour les meilleures pratiques de PBL.

• Harmony Public Schools, un réseau texan d’écoles STEM, personnalise l’apprentissage et met l’accent sur les STEM grâce à de fréquentes démonstrations d’apprentissage. Le modèle interdisciplinaire s’appelle Students on Stage (STEM SOS). La vitrine en ligne Harmony PBL conçue pour promouvoir et partager le travail exemplaire des élèves qui peut servir d’outils d’apprentissage et d’enseignement précieux pour les élèves, les parents, les enseignants et autres éducateurs. Trois infographies de projets axées sur les STIM parmi les centaines actuellement disponibles en ligne sont présentées ci-dessous.

• Tony Donen, directeur de l’école STEM de Chattanooga, explique comment prendre PBL et STEM une étape à la fois.
• Le Buck Institute for Education (BIE) dispose d’excellentes ressources pour l’apprentissage par projet et l’enseignement par projet. Pour en savoir plus sur la façon dont ils militent pour une PBL de haute qualité, consultez Ce que Nous faisons pour garantir une PBL de haute qualité pour Tous.
• Pour en savoir plus sur PBL, consultez la série de blogs « Project-Based World », visitez la page de la campagne PBL et participez à la conversation sur les médias sociaux en utilisant #ProjectBased.

7. Éducation Basée Sur Le Lieu. Getting Smart définit PBE comme « un apprentissage à tout moment et en tout lieu qui exploite le pouvoir du lieu et pas seulement le pouvoir de la technologie pour personnaliser l’apprentissage. »Alors que le PBE est une approche de l’apprentissage dans l’ensemble du programme, de nombreuses écoles utilisent l’apprentissage basé sur le lieu pour immerger les élèves dans les matières STIM.

• Inspirez-vous de l’approche de la Teton Science School, de l’Institut de mathématiques Science & de Tacoma ou de l’une des autres écoles et réseaux PBE qui éduquent avec un sentiment d’appartenance.
• Commencez petit avec un jardin d’école ou grâce à un partenariat communautaire. Combinez EdTech et PBE à l’aide de la réalité virtuelle (VR) et de l’exploration d’images 360 pour adopter le PBE et apprendre dans des environnements virtuels proches et lointains.
• Pour en savoir plus sur PBE, consultez la série de blogs « Éducation basée sur le lieu », visitez la page de la campagne PBE et participez à la conversation sur les médias sociaux en utilisant #PlaceBasedEd.

8. Élargir les Offres Professionnelles et techniques. L’Association pour l’Enseignement Professionnel et Technique (CTE) a longtemps dit que STEM est CTE. Les cours de CTE sont offerts dans des parcours articulés dans les domaines des sciences, de la technologie de l’information, de l’ingénierie et des mathématiques. De nombreux programmes de CTE peuvent offrir des crédits collégiaux au secondaire et des certifications prêtes à l’emploi en tandem avec des diplômes d’associé ou de baccalauréat. La plupart des 16 Grappes de carrières et des 79 parcours de carrière CTE connexes sont alignés explicitement sur les disciplines et les carrières STIM. Exemple:

• Agriculture, alimentation & Grappe de carrière en ressources naturelles — Les étudiants peuvent acquérir les connaissances et les compétences fondamentales nécessaires pour poursuivre des carrières en horticulture, en sciences animales, en sciences de l’environnement, en génie mécanique ou en sciences de l’alimentation, entre autres domaines.
• Arts, Technologie audiovisuelle, & Cluster de carrières en télécommunications – les étudiants peuvent se préparer à des carrières dans la conception graphique ou Web, la production vidéo, la fibre optique et d’autres industries diverses.

9. Incorporer la Pensée du Design. Certaines écoles accordent une place centrale au design-thinking dans chaque matière

• One Stone, une nouvelle micro-école innovante à Boise.
• Le Design Tech High dans la région de la Baie est inspiré de la d.School de Stanford.
• DSISD, une nouvelle école innovante incubée par les écoles publiques de Denver.
• Les écoles SPARK en Afrique du Sud intègrent le design thinking dans un mélange de flex de niveau intermédiaire (diagramme ci-dessous)

10. Promouvoir l’Apprentissage Fondé Sur les Défis. Tout comme Digital Promise, nous pensons que l’utilisation de #GlobalGoals est un excellent moyen de promouvoir l’apprentissage des STEM. Issue d’une Assemblée générale des Nations Unies, Transformer notre monde: le Programme de développement durable à l’horizon 2030, une campagne a abouti à 17 Objectifs mondiaux qui fournissent une feuille de route pour un avenir meilleur. Les objectifs pourraient être intégrés dans le cadre d’un projet de lycée — avec des objectifs tels que faim zéro, énergie propre et abordable et villes durables.
11. Ajoutez de l’Art pour faire de la VAPEUR. La créativité et l’expression artistique font partie intégrante de l’innovation dans les domaines des STIM — de nombreuses écoles et programmes souhaitent intégrer l’art dans l’équation.

• The STEM Academy in Savannah features film and broadcasting (@filmatstem)
• Tacoma School of the Arts présente 10 majors des arts de la scène
• High Tech High Chula Vista mène un projet de repas et de Muppets, mettant au défi les élèves de 7e année d’inspirer et d’encourager les élèves du primaire à adopter de saines habitudes grâce à un film produit par des professionnels.

12. Augmenter l’Apprentissage En Milieu De Travail. Qu’il s’agisse de stages méritant un crédit ou d’un emploi d’une journée ou quelque part entre les deux, il n’y a pas d’endroit comme les lieux de travail dans les industries des STIM pour voir les STIM en action. Mieux encore, les étudiants inscrits au programme d’enseignement technique accéléré de GPS Education Partners (Milwaukee, WI) passent leur journée complète dans une usine de fabrication dans le cadre d’un enseignement technique accéléré. Une partie de la journée de travail consiste en un travail d’apprentissage « sur le sol », et les cours de contenu de base sont dispensés dans une salle de pause ou dans un autre espace sur place. Cela indique ce dont nous avons besoin de plus pour développer pleinement les parcours de carrière de la Prochaine génération.
Quel que soit le point d’entrée, la nature même des STIM est l’engagement. Bien que n’importe quel sujet puisse sembler ennuyeux, lorsque l’accent est mis sur la conception, l’application et l’intégration de diverses pièces — qui impliquent souvent une dose d’apprentissage pratique basé sur des projets de créateurs – la curiosité naturelle des apprenants est éveillée. Selon les mots d’un lycéen, « au moins, nous faisons quelque chose lorsque nous apprenons les STIM. »

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