Carl Sagan a dit un jour: « Nous pouvons faire de la science et, avec elle, nous pouvons améliorer nos vies. »
Oui, la science est une action — quelque chose que nous pouvons faire – et il est évident que, dans l’éducation, nous avons oublié ce fait. En conséquence, notre classement mondial en science a atteint un niveau record. Maintenant, avec la récente poussée visant à améliorer notre réputation, les STIM (sciences, technologie, ingénierie et mathématiques) ont reçu la part du lion de l’attention et du financement pour nous aider à nous déterrer.
Peut-on le faire ? Comment ? À quoi ça ressemble ? Une équipe d’enseignants dévoués et avant-gardistes le fait à Salisbury, dans le Maryland. Nous espérons que Carl serait fier.
Le programme STEM de Salisbury Middle School est en place depuis trois ans et dessert 90 élèves: 30 dans chaque niveau scolaire (6-8). Le programme STEM comprend trois matières principales (sciences, lecture / arts du langage, histoire), éducation technologique et informatique. Les mathématiques sont intégrées tout au long du programme STEM; cependant, en raison des différents niveaux de cours de mathématiques que nos étudiants suivent, nous ne pouvons pas avoir un professeur de mathématiques « dédié » dans le programme.
Le programme STEM est une « école inclusive au sein d’une école. »Les étudiants sont sélectionnés sur la base d’un formulaire d’intérêt qu’ils soumettent avec un essai écrit à l’aveugle sur le rôle de l’éducation STEM. L’intérêt des étudiants pour les STIM est crucial; les étudiants qui n’ont pas de véritable intérêt et qui ne demandent qu’à être inclus peuvent ne pas réussir en raison du niveau élevé d’accent mis sur les sciences tout au long du programme.
C’est parti ! Les étudiants ont construit des trébuchets pour punkin chunkin. Photo de J. Seay.
Les élèves sélectionnés pour la boucle du programme avec les enseignants STEM et leurs camarades de classe pour les trois années du collège. Cette pratique du bouclage aide à maintenir le niveau élevé d’attente et de rigueur tout au long du programme. Par conséquent, la nécessité d’établir des règles, des attentes et des procédures disparaît après la première année du programme.
Mise en œuvre d’un focus STEM
Les étudiants suivent les cours de base des sciences, de l’histoire, de la lecture / des arts du langage et des mathématiques pendant toute l’année. Les mathématiques et la lecture / les arts du langage sont offerts en blocs de 90 minutes et les sciences et l’histoire sont offertes en blocs simples ou doubles de 45 à 90 minutes. Les étudiants suivent également des cours de technologie (ingénierie) et d’informatique. En sixième année, les élèves suivent l’informatique tous les deux jours pendant une année complète et la technologie tous les jours pendant la moitié de l’année. En septième année, la tendance est inversée – tech ed tous les deux jours pendant toute l’année et informatique tous les jours pendant la moitié de l’année. Les élèves de huitième année répètent la configuration de sixième année.
L’importance de la lecture pour être informé et s’engager avec les unités d’étude est considérée comme l’un des éléments essentiels du programme STEM. Les élèves lisent des textes et des romans pertinents pour leurs sujets d’étude en sciences pour aider à « établir le lien. »
Les romans incluent Hoot, Flush, Scat (science de l’environnement), Fever 1793 (microbiologie), Phineas Gage (biologie), Double Identité (génétique), Chasseurs de Cryptes (Histoire Géologique), La Ville de Braise (physique, électricité), Super-Humain (Physique), Chaque Âme une Étoile (Astronomie), La Vie telle que Nous La Connaissions, Les Morts et les Disparus, et Ce Monde Dans lequel Nous Vivons (Terre / Espace / Astronomie).
Les cours des étudiants sont axés sur les STIM, mais les étudiants ont la possibilité de suivre des cours au choix tout au long de leurs trois années dans le programme, y compris les langues étrangères, l’art, le groupe, le chœur et la science de la consommation familiale. Les étudiants suivent également des cours d’éducation physique et de santé tous les deux jours toute l’année.
Cet horaire permet aux étudiants de développer une solide formation en ingénierie et en programmation informatique, mais leur permet également d’explorer des cours au choix sans sacrifier les composantes de base du programme.
La conception unique de l’équipe « école au sein d’une école » du programme STEM permet un regroupement flexible des élèves entre les classes. Les étudiants sont capables de voir l’interdépendance de tous les domaines d’études en ce qui concerne un problème ou une question essentielle. Les étudiants créent des projets qui ont des liens avec la communauté, ce qui contribue à solidifier l’importance des STIM en tant qu’expérience éducative puissante.
Le programme STIM de la Salisbury Middle School, financé principalement par des subventions, a été en mesure d’obtenir des ressources clés qui aident l’équipe à développer des unités basées sur des problèmes d’intérêt élevé et de grande rigueur. Les ressources comprennent des Mindstorms LEGO, des packs d’énergie renouvelable LEGO, un ensemble de netbooks de classe, un ensemble d’iPods de classe, des unités GPS, des stylos intelligents, une serre et des jardins.
Comment C’est différent
Les étudiants ont créé leurs propres « transformateurs. »Ce sont les Rodinia Rovers. Photo de C. Pavlekovich.
Notre programme s’adapte parfaitement aux Normes scientifiques de nouvelle génération et aux Normes d’État de base communes, qui mettent l’accent sur les pratiques scientifiques et techniques ainsi que sur la compréhension de la lecture et de l’écriture et les compétences grâce à l’engagement avec le contenu.
Le programme est basé sur les normes éducatives actuelles du Maryland; la différence réside dans l’approche thématique par problèmes pour couvrir le contenu. La conception des unités au sein du programme est dictée par le programme scientifique de niveau scolaire.
L’équipe planifie les unités autour d’une question ou d’un problème global qui répond aux critères suivants:
- Le problème est valable.
- Les élèves peuvent comprendre le problème.
- Il peut y avoir plusieurs chemins d’accès à une solution.
- Le problème peut être appliqué aux différentes classes pour intégrer véritablement l’unité dans le programme scolaire.
L’équipe a développé une unité de septième année autour de l’étude des bactéries et des virus. Le problème que les élèves tentent de résoudre est le suivant: « Comment empêcher nos amis de tomber malades? » Les élèves participent à des séances de remue-méninges pour aborder la question. Ces séances génèrent souvent d’autres questions que les élèves doivent examiner au sein de l’unité pour aider à clarifier leurs idées fausses, leurs croyances ou leurs doutes. En démarrant chaque unité de cette manière, l’équipe est en mesure d’évaluer la compréhension du sujet par les élèves, ce qui contribue à orienter nos pratiques pédagogiques.
Les leçons de cette unité se concentrent sur les bactéries, les virus, les maladies, les épidémies et les pandémies, les vaccinations, les médicaments et la prévention. Des expériences en laboratoire (culture de bactéries) et des simulations telles que Le Great Flu Game, une activité en ligne, sont au cœur de l’unité, tout comme une simulation de jeu de rôle intitulée « Mystery Disease » sur une épidémie d’E. coli lors d’une foire municipale. Cette activité nécessite que les étudiants travaillent en équipe pour diagnostiquer, traiter et prévenir de futures épidémies en fonction de leurs expériences pendant la simulation. Les élèves jouent également au jeu de société Pandemic, qui est une autre occasion pour eux d’apprendre, d’expérimenter et de résoudre des problèmes en fonction du thème de l’unité.
Les élèves poursuivent leur exploration de ce sujet tout au long de leurs autres cours. En cours d’histoire, ils étudient les conditions de l’Amérique coloniale et l’impact d’un mauvais assainissement et du manque de connaissances médicales. Dans leur cours de lecture / arts du langage, ils ont lu des textes non fictifs sur les maladies ainsi que le roman Fever 1793, qui se concentre sur l’épidémie de fièvre jaune en Amérique.
En utilisant les connaissances de base qu’ils développent à la lecture de ces textes, les étudiants mettent en » procès » diverses maladies pour crimes contre l’humanité. Grâce à cette activité, les étudiants sont exposés au système judiciaire et élargissent leurs connaissances sur les sujets abordés dans leur classe de sciences.
Poursuivant ce thème dans tech ed, les étudiants examinent comment les ingénieurs civils conçoivent les villes en tenant compte de la possibilité de quelque chose comme une épidémie. C’est cette approche transdisciplinaire qui développe une compréhension profonde et riche du contenu.
Avec chaque unité que nous concevons, nous essayons d’inclure des conférenciers invités et des excursions sur le terrain pour donner aux élèves la possibilité de s’engager avec le contenu au-delà de la salle de classe. Pour cette unité particulière, nous invitons les médecins de l’hôpital local spécialisés dans les maladies infectieuses à parler aux étudiants des dangers et des risques associés aux bactéries et aux virus. C’est également l’occasion pour nos invités de parler aux étudiants de l’importance de poursuivre une carrière liée aux STIM.
Nous avons également demandé au directeur de la gestion des risques de la Ville de Salisbury de parler à la classe des plans en place en cas d’épidémie. L’immersion de nos élèves dans ce type de contenu riche leur permet de comprendre en contexte l’importance de ce qu’ils apprennent et comment cela les affecte non seulement eux mais aussi les autres membres de leur communauté.
Immersion vs exposition
La plupart des enseignants se sentent obligés de terminer le programme et de ne pas « perdre » trop de temps sur un sujet qui ne permet pas beaucoup d’investigation. La philosophie de contenu d’un mille de large et d’un pouce d’épaisseur contraste avec notre approche, qui est d’un pouce de large et d’un mille d’épaisseur.
L’immersion en STEM nécessite que nos étudiants en STEM « défendent » leurs conceptions de rover planétaires robotiques (robots de travail) devant la communauté professionnelle et scientifique locale après des semaines de recherche et d’ingénierie. Il s’agit d’une immersion dans le programme grâce à la conception d’unités interdisciplinaires, à des niveaux élevés de rigueur, à des applications de problèmes / solutions et au développement continu des compétences du 21e siècle dont ils auront besoin pour un emploi futur.
Tous les élèves de la Salisbury Middle School sont exposés à des activités et à des programmes liés aux STIM. Cette exposition leur donne l’occasion de s’engager dans de courtes activités qui peuvent être « mises en boîte » et peuvent avoir un petit morceau de lecture pour accompagner une leçon. Par exemple, lorsque nos élèves de huitième année se concentrent sur les lois du mouvement de Newton, les équipes d’étudiants conçoivent et construisent des appareils Punkin Chunkin qui sont testés lors d’une compétition similaire à l’événement de renommée mondiale qui est une tradition locale dans le Delaware.
Pour l’avenir
Alors que nous avançons dans notre programme, nous prévoyons d’explorer ces possibilités:
Retournez la classe. Le concept de retournement de la classe – en utilisant le temps de classe pour des activités pratiques plutôt que l’enseignement traditionnel — gagne en popularité. Nous utilisons des activités de classe inversées en sciences et souhaitons étendre l’utilisation de cette méthode d’enseignement à toutes les classes.
Développer des unités basées sur des problèmes à long terme. La flexibilité d’avoir les trois niveaux scolaires avec une seule équipe d’enseignants permet d’élargir l’idée de créer des unités axées sur les problèmes qui pourraient s’étendre au cours du programme de trois ans. Ce type d’immersion permet aux élèves d’être pleinement investis dans leurs résultats scolaires.
Agrandissez notre salle de classe extérieure. Nous voulons inclure plus de projets de recherche conçus par les étudiants et accroître l’expérience des étudiants en horticulture.
Le succès du programme ne peut être possible sans le soutien et le dévouement de l’administration de notre école, des superviseurs de contenu et des enseignants qui ont consacré de nombreuses heures à créer, développer, améliorer, enrichir et améliorer les expériences éducatives de nos élèves. Ce n’est en aucun cas une tâche simple. Cependant, nous tous qui enseignons dans le programme convenons que nous faisons de notre mieux pour enseigner et donner à nos étudiants les meilleures opportunités de devenir des citoyens productifs et scientifiquement alphabétisés.
Précédemment publié dans le magazine Middle Ground, août 2012