Carl Sagan disse uma vez: “podemos fazer ciência e, com isso, podemos melhorar nossas vidas.Sim, a ciência é uma ação-algo que podemos fazer – e é evidente que nós, na educação, esquecemos esse fato. Como resultado, nosso ranking mundial em ciência atingiu um ponto baixo de todos os tempos. Agora, com o recente esforço para melhorar nossa reputação, STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e matemática) recebeu a maior parte da atenção e do financiamento como uma forma de ajudar a nos desenterrar.
isso pode ser feito? Como? Como é? Uma equipe de professores dedicados e com visão de futuro está fazendo isso em Salisbury, Maryland. Esperamos que o Carl se orgulhe.
o programa STEM da Salisbury Middle School está em vigor há três anos e atende 90 alunos: 30 em cada nível de série (6-8). O programa STEM inclui três disciplinas principais (ciência, artes de leitura/linguagem, História), Educação Tecnológica e Ciência da computação. A matemática é incorporada ao longo do programa STEM; no entanto, devido aos vários níveis de cursos de matemática que nossos alunos fazem, não podemos ter um professor de matemática “dedicado” dentro do programa.
o programa STEM é uma escola “inclusiva” dentro de uma escola.”Os alunos são selecionados com base em um formulário de interesse que eles enviam junto com um ensaio escrito cego sobre o papel da educação STEM. O interesse do aluno no STEM é crucial; os alunos que não têm um verdadeiro interesse e se aplicam apenas para serem incluídos podem não ter sucesso devido ao alto nível de ênfase na ciência ao longo do currículo do programa.
vai-se embora! Os alunos construíram trebuchets para punkin chunkin. Foto de J. Seay.
alunos que são selecionados para o ciclo do programa com os professores STEM e seus colegas de classe para todos os três anos do ensino médio. Essa prática de looping ajuda a manter o alto nível de expectativa e rigor ao longo do programa. Consequentemente, a necessidade de estabelecer regras, expectativas e procedimentos desaparece após o ano inicial dos alunos no programa.
implementando um foco STEM
os alunos fazem os cursos básicos de Ciências, História, Artes de leitura/linguagem e matemática durante todo o ano. Matemática e Artes de leitura / linguagem são oferecidos em blocos de 90 minutos e Ciência e história são oferecidos em blocos individuais ou duplos de 45-90 minutos. Os alunos também fazem Educação Tecnológica (engenharia) e Ciência da computação. Na sexta série, os alunos tomam ciência da computação todos os dias durante um ano inteiro e Tech ed todos os dias durante metade do ano. Na sétima série, o padrão é invertido—Tech ed todos os dias para o ano inteiro e Ciência da computação todos os dias para metade do ano. Os alunos da oitava série repetem a configuração da sexta série.
a importância da leitura para ser informada e se engajar com as unidades de estudo é considerada uma das peças essenciais do programa STEM. Os alunos lêem textos e romances que são relevantes para seus tópicos de estudo em ciência para ajudar a “fazer a conexão.”
Romances incluem Buzina, Flush, Scat (ciência ambiental), Febre de 1793 (microbiologia), Phineas Gage (biologia), de Dupla Identidade (genética), Cryptid Caçadores (História Geológica), A Cidade de Ember (física, eletricidade), Super Humana (Física), Toda a Alma de uma Estrela (Astronomia), a Vida como Nós a Conhecíamos , O Morto e o foi, e o Mundo Em que Vivemos (Terra/Espaço/ Astronomia).
o curso estudantil é focado no STEM, mas os alunos têm a oportunidade de fazer disciplinas eletivas ao longo de seus três anos no PROGRAMA, incluindo língua estrangeira, arte, banda, coro e ciência do consumidor familiar. Os alunos também fazem educação física e saúde todos os dias durante todo o ano.
esse cronograma permite que os alunos desenvolvam uma sólida formação em Engenharia e programação de computadores, mas também permite que eles explorem disciplinas eletivas sem sacrificar os componentes principais do programa.
o design exclusivo da equipe “escola dentro de uma escola” do programa STEM permite o agrupamento flexível de alunos entre as aulas. Os alunos são capazes de ver a interligação de todas as áreas de estudo como eles se relacionam com um problema ou questão essencial. Os alunos criam projetos que têm laços com a comunidade, o que ajuda a solidificar a importância do STEM como uma poderosa experiência educacional.
O TRONCO programa em Salisbury ensino Médio, financiado principalmente através de subsídios, tem sido capaz de obter recursos-chave, que ajudam a equipe a se desenvolver de alta de juros, de alto rigor baseada na resolução de unidades. Recursos incluem LEGO Mindstorms, LEGO renováveis pacotes de energia, uma classe definida de netbooks, uma classe definida de iPods, aparelhos de GPS, inteligente canetas, uma estufa, e jardins.
Como É Diferente
os Alunos criaram a sua própria “transformers.”Estes são os Rovers Rodinia. Foto de C. Pavlekovich.
nosso Programa Se encaixa perfeitamente com os padrões científicos da próxima geração e os padrões estaduais básicos comuns, que enfatizam as práticas de Ciência e engenharia, bem como a compreensão e as habilidades de leitura e escrita por meio do envolvimento com o conteúdo.
o currículo é baseado nos padrões educacionais atuais de Maryland; a diferença é a abordagem temática baseada em problemas para cobrir o conteúdo. O design da unidade dentro do programa é impulsionado pelo currículo de Ciências em nível de série.
a equipe planeja as unidades em torno de uma questão ou problema abrangente que atenda aos seguintes critérios:
- o problema é válido.
- os alunos podem se relacionar com o problema.
- pode haver vários caminhos para uma solução.
- o problema pode ser aplicado às várias classes para integrar verdadeiramente a unidade em todo o currículo de nível.
a equipe desenvolveu uma unidade de sétimo grau em torno do estudo de bactérias e vírus. O problema que os alunos tentam resolver é: “como evitamos que nossos amigos adoeçam?”Os alunos participam de sessões de brainstorming para resolver o problema. Essas sessões geralmente geram outras questões que os alunos devem investigar dentro da unidade para ajudar a esclarecer seus equívocos, crenças ou dúvidas. Ao iniciar cada unidade dessa maneira, a equipe é capaz de avaliar a compreensão dos alunos sobre o tópico, o que ajuda a impulsionar nossas práticas instrucionais.
as lições desta unidade concentram-se em bactérias, vírus, doenças, epidemias e pandemias, vacinas, medicamentos e prevenção. Experimentos de laboratório (cultivando bactérias) e simulações como o grande jogo da gripe, uma atividade online, são centrais para a unidade, assim como uma simulação de RPG intitulada “doença misteriosa” sobre um surto de E. coli em uma feira da cidade. Essa atividade exige que os alunos trabalhem em equipes para diagnosticar, tratar e prevenir futuros surtos com base em suas experiências durante a simulação. Os alunos também jogam o jogo de tabuleiro Pandemic, que é outra oportunidade para eles aprenderem, experimentarem e resolverem problemas com base no tema da unidade.
os alunos continuam sua exploração deste tópico em suas outras aulas também. Na aula de história, estudar as condições da América colonial e o impacto da falta de saneamento e a falta de conhecimento médico. Na sua leitura e a linguagem da aula de artes, que ler não-ficção textos sobre doenças, bem como o romance Febre de 1793, que incide sobre o surto de febre amarela na América.
Usando o conhecimento de fundo que se desenvolvem a partir da leitura desses textos, os alunos deixam de várias doenças “julgamento” por crimes contra a humanidade. Por meio dessa atividade, os alunos são expostos ao sistema judicial e expandem seus conhecimentos sobre os tópicos discutidos em sua aula de Ciências.
continuando com este tema no Tech ed, os alunos olham como os engenheiros civis projetam vilas e cidades levando em consideração a possibilidade de algo como uma epidemia. É essa abordagem transdisciplinar que desenvolve uma compreensão profunda e rica do conteúdo.
com cada unidade que projetamos, tentamos incluir palestrantes convidados e viagens de campo para dar aos alunos a oportunidade de se envolver com o conteúdo além da sala de aula. Para esta unidade em particular, convidamos médicos do hospital local especializados em doenças infecciosas a falar com os alunos sobre os perigos e os riscos associados a bactérias e vírus. Esta também é uma oportunidade para nossos convidados conversarem com os alunos sobre a importância de seguir uma carreira relacionada ao STEM.
também tivemos o diretor de gestão de risco da cidade de Salisbury falar com a classe sobre os planos que estão em vigor se algo como uma epidemia ocorrer. A imersão de nossos alunos nesse tipo de conteúdo rico permite que eles entendam no contexto a importância do que estão aprendendo e como isso afeta não apenas eles, mas também outros em sua comunidade.
imersão vs exposição
a maioria dos professores se sente pressionada a concluir o currículo e a não “perder” muito tempo em nenhum tópico que não permita muita investigação. A filosofia de conteúdo de uma milha de largura e uma polegada de espessura contrasta com a nossa abordagem, que é uma polegada de largura e uma milha de espessura.
stem immersion requer que nossos alunos STEM “defendam” seus projetos robóticos de robôs planetários (robôs de trabalho) na frente da comunidade profissional e científica local após semanas de pesquisa e engenharia. Esta é a imersão no currículo através do design interdisciplinar da unidade, altos níveis de rigor, aplicações de problemas/soluções e desenvolvimento contínuo de habilidades do século 21 que eles precisarão para empregos futuros.
todos os alunos da Salisbury Middle School estão expostos a atividades e currículo relacionados ao STEM. Essa exposição lhes dá a oportunidade de se envolver em atividades curtas que podem ser “enlatadas” e podem ter uma pequena peça de leitura para acompanhar uma lição. Por exemplo, quando nossos alunos da oitava série se concentram nas leis do movimento de Newton, as equipes estudantis projetam e constroem dispositivos Punkin Chunkin que são testados em uma competição semelhante ao evento mundialmente famoso que é uma tradição local na estrada em Delaware.
olhando para o futuro
à medida que avançamos com nosso programa, planejamos explorar essas possibilidades:
vire a sala de aula. O conceito de virar a sala de aula—usando o tempo da sala de aula para atividades práticas, em vez do ensino tradicional-está ganhando popularidade. Estamos usando atividades em sala de aula invertidas na ciência e queremos expandir o uso desse método instrucional para todas as classes.
desenvolver unidades baseadas em problemas de longo prazo. A flexibilidade de ter todos os três níveis de série com uma equipe de professores oferece oportunidades para expandir a ideia de criar unidades baseadas em problemas que possam abranger o curso do programa de três anos. Esse tipo de imersão permite que os alunos sejam totalmente investidos em seus resultados educacionais.
expanda nossa sala de aula ao ar livre. Queremos incluir mais projetos de pesquisa concebidos pelos alunos e aumentar a experiência dos alunos com horticultura.O sucesso do programa não pode ser possível sem o apoio e dedicação da administração da nossa escola, supervisores de Conteúdo e professores que colocaram em muitas horas para criar, desenvolver, melhorar, enriquecer e melhorar as experiências educacionais para nossos alunos. Não é de forma alguma uma tarefa simples. No entanto, todos nós que ensinamos no programa concordamos que estamos fazendo o nosso melhor ensino e dando aos nossos alunos as melhores oportunidades para se tornarem cidadãos produtivos e cientificamente alfabetizados.
publicado anteriormente na revista Middle Ground, agosto de 2012