Carl Sagan ha detto una volta, “Possiamo fare scienza, e con essa possiamo migliorare la nostra vita.”
Sì, la scienza è un’azione—qualcosa che possiamo fare—ed è evidente che nell’educazione abbiamo dimenticato questo fatto. Di conseguenza, la nostra classifica mondiale nella scienza ha raggiunto un minimo storico. Ora, con la recente spinta a migliorare la nostra reputazione, STEM (scienza, tecnologia, ingegneria e matematica) è stata data la parte del leone dell’attenzione e dei finanziamenti come un modo per aiutare a scavare noi stessi.
Può essere fatto? Come? Che aspetto ha? Un team di insegnanti dedicati e lungimiranti lo stanno facendo a Salisbury, nel Maryland. Speriamo che Carl ne sia orgoglioso.
Il programma STEM della scuola media di Salisbury è in vigore da tre anni e serve 90 studenti: 30 in ogni livello di grado (6-8). Il programma STEM comprende tre materie principali (scienza, lettura/lingua arti, storia), formazione tecnologica e informatica. La matematica è incorporata in tutto il programma STEM; tuttavia, a causa dei vari livelli di corsi di matematica che i nostri studenti prendono, non siamo in grado di avere un insegnante di matematica “dedicato” all’interno del programma.
Il programma STEM è una “scuola all’interno di una scuola” inclusiva.”Gli studenti sono selezionati in base a un modulo di interesse che presentano insieme a un saggio scritto cieco sul ruolo dell’educazione STEM. L’interesse degli studenti in STEM è cruciale; gli studenti che non hanno un vero interesse e si applicano solo per essere inclusi potrebbero non avere successo a causa dell’alto livello di enfasi sulla scienza in tutto il curriculum del programma.
Va via! Gli studenti costruirono trabucchi per punkin chunkin. Foto di J. Seay.
Studenti selezionati per il ciclo di programma con gli insegnanti STEM e i loro compagni di classe per tutti e tre gli anni della scuola media. Questa pratica di loop aiuta a mantenere l’alto livello di aspettativa e rigore in tutto il programma. Di conseguenza, la necessità di impostare regole, aspettative e procedure scompare dopo l’anno iniziale degli studenti nel programma.
Implementazione di un focus STEM
Gli studenti seguono i corsi di base di scienze, storia, arti della lettura/lingua e matematica per l’intero anno. Matematica e lettura/lingua arti sono offerti in blocchi di 90 minuti e la scienza e la storia sono offerti in blocchi singoli o doppi di 45-90 minuti. Gli studenti prendono anche l’istruzione tecnologica (ingegneria) e l’informatica. In sesta elementare, gli studenti prendono informatica a giorni alterni per un anno intero e tech ed ogni giorno per la metà dell’anno. In seconda media, il modello è invertito-tech ed a giorni alterni per l’intero anno e informatica ogni giorno per la metà dell’anno. Terza media ripetere la configurazione sesto grado.
L’importanza della lettura di essere informati e di impegnarsi con le unità di studio è considerato uno dei pezzi essenziali del programma STEM. Gli studenti leggono testi e romanzi che sono rilevanti per i loro argomenti di studio nella scienza per aiutare “fare la connessione.”
I romanzi includono Hoot, Flush, Scat (scienze ambientali), Fever 1793 (microbiologia), Phineas Gage (biologia), Double Identity (genetica), Cryptid Hunters (Storia geologica), The City of Ember (fisica, elettricità), Super Human (Fisica), Every Soul a Star (Astronomia), Life as We Knew It , The Dead and the Gone, e Questo mondo in cui viviamo (Terra/Spazio/ Astronomia).
I corsi per studenti sono focalizzati sullo STEM, ma gli studenti hanno l’opportunità di prendere elettivi durante i loro tre anni nel programma, tra cui lingua straniera, arte, banda, coro e scienza del consumo familiare. Gli studenti prendono anche educazione fisica e salute a giorni alterni tutto l’anno.
Questo programma consente agli studenti di sviluppare un forte background in ingegneria e programmazione di computer, ma consente anche loro di esplorare elettivi senza sacrificare i componenti principali del programma.
L’esclusivo team design “scuola all’interno di una scuola” del programma STEM consente un raggruppamento flessibile di studenti tra le classi. Gli studenti sono in grado di vedere l’interconnessione di tutte le aree di studio in relazione a un problema o una domanda essenziale. Gli studenti creano progetti che hanno legami con la comunità, il che aiuta a consolidare l’importanza dello STEM come una potente esperienza educativa.
Il programma STEM della Salisbury Middle School, finanziato principalmente attraverso sovvenzioni, è stato in grado di ottenere risorse chiave che aiutano il team a sviluppare unità basate su problemi di alto interesse e alto rigore. Le risorse includono LEGO Mindstorms, LEGO renewable energy pack, un set di classe di netbook, un set di classe di iPod, unità GPS, penne intelligenti, una serra e giardini.
Come è diverso
Gli studenti hanno creato i propri ” transformers.”Questi sono i Rodinia Rovers. Foto di C. Pavlekovich.
Il nostro programma si adatta perfettamente agli standard scientifici di prossima generazione e agli standard statali Common Core, che enfatizzano le pratiche scientifiche e ingegneristiche, nonché la comprensione e le abilità di lettura e scrittura attraverso l’impegno con i contenuti.
Il curriculum si basa sugli attuali standard educativi del Maryland; la differenza è l’approccio tematico basato sui problemi per coprire il contenuto. La progettazione dell’unità all’interno del programma è guidata dal curriculum scientifico di livello elementare.
Il team pianifica le unità attorno a una domanda o problema generale che soddisfa i seguenti criteri:
- Il problema è valido.
- Gli studenti possono riguardare il problema.
- Possono esserci più percorsi per una soluzione.
- Il problema può essere applicato alle varie classi per integrare veramente l’unità attraverso il curriculum di livello di grado.
Il team ha sviluppato un’unità di settimo grado attorno allo studio di batteri e virus. Il problema che gli studenti cercano di risolvere è: “Come impediamo ai nostri amici di ammalarsi?”Gli studenti partecipano a sessioni di brainstorming per affrontare il problema. Queste sessioni spesso generano altre domande che gli studenti devono indagare all’interno dell’unità per aiutare a chiarire le loro idee sbagliate, credenze o dubbi. Avviando ogni unità in questo modo, il team è in grado di valutare la comprensione degli studenti dell’argomento, il che aiuta a guidare le nostre pratiche didattiche.
Le lezioni di questa unità si concentrano su batteri, virus, malattie, epidemie e pandemie, vaccinazioni, farmaci e prevenzione. Esperimenti di laboratorio (coltura di batteri) e simulazioni come The Great Flu Game, un’attività online, sono al centro dell’unità, così come una simulazione di ruolo intitolata “Mystery Disease” su un’epidemia di E. coli in una fiera cittadina. Questa attività richiede agli studenti di lavorare in team per diagnosticare, trattare e prevenire futuri focolai in base alle loro esperienze durante la simulazione. Gli studenti giocano anche al gioco da tavolo Pandemic, che è un’altra opportunità per loro di imparare, sperimentare e risolvere problemi in base al tema dell’unità.
Gli studenti continuano la loro esplorazione di questo argomento in tutte le altre classi. Nella classe di storia, studiano le condizioni dell’America coloniale e l’impatto di cattive condizioni igienico-sanitarie e la mancanza di conoscenze mediche. Nella loro classe di arti di lettura/lingua, leggono testi di saggistica sulle malattie e il romanzo Fever 1793, che si concentra sull’epidemia di febbre gialla in America.
Utilizzando le conoscenze di base che sviluppano dalla lettura di questi testi, gli studenti mettono varie malattie “sotto processo” per crimini contro l’umanità. Attraverso questa attività, gli studenti sono esposti al sistema giudiziario e ampliano la loro conoscenza degli argomenti discussi nella loro classe di scienze.
Continuando con questo tema in tech ed, gli studenti guardano a come gli ingegneri civili progettano città e città prendendo in considerazione la possibilità di qualcosa come un’epidemia. È questo approccio transdisciplinare che sviluppa una comprensione profonda e ricca del contenuto.
Con ogni unità che progettiamo, cerchiamo di includere relatori ospiti e gite sul campo per dare agli studenti l’opportunità di interagire con i contenuti oltre l’aula. Per questa particolare unità, invitiamo i medici dell’ospedale locale specializzati in malattie infettive a parlare agli studenti dei pericoli e dei rischi associati a batteri e virus. Questa è anche un’opportunità per i nostri ospiti di parlare con gli studenti dell’importanza di perseguire una carriera legata allo STEM.
Abbiamo anche avuto il direttore della gestione del rischio della città di Salisbury parlare alla classe circa i piani che sono in atto dovrebbe qualcosa come un’epidemia si verifica. L’immersione dei nostri studenti in questo tipo di contenuti ricchi permette loro di capire nel contesto l’importanza di ciò che stanno imparando e come influisce non solo loro, ma anche gli altri nella loro comunità.
Immersion vs Exposure
La maggior parte degli insegnanti si sente sotto pressione per completare il curriculum e non “sprecare” troppo tempo su un argomento che non consente molte indagini. La filosofia dei contenuti di un miglio di larghezza e un pollice di spessore contrasta con il nostro approccio, che è un pollice di larghezza e un miglio di spessore.
STEM immersion richiede ai nostri studenti STEM di “difendere” i loro progetti di rover planetari robotici (robot di lavoro) di fronte alla comunità professionale e scientifica locale dopo settimane di ricerca e ingegneria. Questa è l’immersione all’interno del curriculum attraverso la progettazione di unità interdisciplinari, alti livelli di rigore, applicazioni di problemi/soluzioni e lo sviluppo continuo delle competenze del 21 ° secolo di cui avranno bisogno per l’occupazione futura.
Tutti gli studenti della Salisbury Middle School sono esposti ad attività e programmi di studio STEM-correlati. Questa esposizione dà loro l’opportunità di impegnarsi in attività brevi che possono essere “in scatola” e possono avere un piccolo pezzo di lettura per andare avanti con una lezione. Ad esempio, quando i nostri studenti di terza media si concentrano sulle leggi del movimento di Newton, i team di studenti progettano e costruiscono dispositivi Punkin Chunkin che vengono testati in una competizione simile all’evento di fama mondiale che è una tradizione locale lungo la strada nel Delaware.
Guardando avanti
Mentre andiamo avanti con il nostro programma, stiamo progettando di esplorare queste possibilità:
Capovolgere l’aula. Il concetto di lanciare l’aula—utilizzando il tempo in aula per le attività pratiche piuttosto che l’insegnamento tradizionale-sta guadagnando popolarità. Stiamo usando le attività in classe capovolte nella scienza e vogliamo espandere l’uso di questo metodo didattico a tutte le classi.
Sviluppare unità basate su problemi a lungo termine. La flessibilità di avere tutti e tre i livelli di grado con un team di insegnanti offre l’opportunità di espandere l’idea di creare unità basate su problemi che potrebbero coprire il corso del programma triennale. Questo tipo di immersione consente agli studenti di essere pienamente investito nei loro risultati educativi.
Espandi la nostra aula all’aperto. Vogliamo includere più progetti di ricerca concepiti dagli studenti e aumentare l’esperienza degli studenti con l’orticoltura.
Il successo del programma non può essere possibile senza il supporto e la dedizione dell’amministrazione della nostra scuola, dei supervisori dei contenuti e degli insegnanti che hanno impiegato molte ore per creare, sviluppare, migliorare, arricchire e migliorare le esperienze educative per i nostri studenti. Non è affatto un compito semplice. Tuttavia, tutti noi che insegniamo nel programma concordiamo sul fatto che stiamo facendo del nostro meglio insegnando e dando ai nostri studenti le migliori opportunità per diventare cittadini produttivi e scientificamente alfabetizzati.
Precedentemente pubblicato in Middle Ground magazine, agosto 2012