STEM & ΦΥΤΕΜΜΑ(Γ) στα Α.Π.

Τι είναι το STEM (Science – Technology – Engineering – Mathematics) και τι γυρεύει στα Α.Π.;

Η απάντηση θα μπορούσε να προκύψει με τη βοήθεια ενός άρθρου επισκόπησης, του 2019 (what are we talking about when we talk about STEM education? a review of literature)

Στο άρθρο μελετώνται 312 εργασίες και αναλύονται οι 19 από αυτές. Κριτήριο για την επιλογή αυτών των εργασιών αποτέλεσε η σύγκλιση των 4 αρθρογράφων ότι πληρούσαν αφενός μεν τα βασικά χαρακτηριστικά  και αφετέρου εξέφραζαν τις διάφορες εκδοχές της εκπαιδευτικής παρέμβασης STEM

τι είναι;

Μια προσπάθεια ενοποίησης των τεσσάρων αντικειμένων που δηλώνονται στο ακρωνύμιο, για την αντιμετώπιση των συνθηκών που προέκυψαν στην αγορά εργασίας απ’ την διεθνοποιημένη κοινωνία και οικονομία, μετά το 1990.

Αυτό το εκπαιδευτικό εγχείρημα δεν φαίνεται να είναι αυστηρά οριοθετημένο αλλά υπάρχει σύγκλιση στο ότι είναι προσανατολισμένο στη μελέτη και επίλυση προβλημάτων (κοινωνικών, οικονομικής διαχείρισης, περιβαλλοντικών). Το 55% των άρθρων που επισκοπήθηκαν δεν ορίζουν τη φύση της εκπαίδευσης STEM

Οι κυρίαρχες εκδοχές του είναι δύο:

Σύμφωνα με την πρώτη, προβλέπεται ενιαία διαχείριση και των τεσσάρων αντικειμένων ώστε να αναδειχθούν οι μεταξύ τους διασυνδέσεις και το τελικό εκπαιδευτικό αποτέλεσμα να υπερβαίνει την προσπέλαση του προβλήματος απ’ την σύνθεση των προσεγγίσεων από το κάθε αντικείμενο χωριστά

Η δεύτερη, αποδίδει πρωταγωνιστικό ρόλο στις επιστήμες και τα μαθηματικά, ενώ ο μηχανολογικός σχεδιασμός και η ψηφιακή τεχνολογία λειτουργούν επικουρικά

Προφανώς η πρώτη εκδοχή επιδιώκει την ενοποίηση των χωριστών μέχρι σήμερα αντικειμένων των θετικών μαθημάτων, ενώ η δεύτερη – πιο συντηρητική, στοχεύει στην προσαρμογή των σημερινών Α.Π. στους νέους εκπαιδευτικούς ανέμους

η φύση των προβλημάτων που εφαρμόζεται η εκπαίδευση STEM

Η ολιστική εκδοχή της εκπαίδευσης STEM προκρίνει προβλήματα του πραγματικού κόσμου. Η φύση αυτών των προβλημάτων ευνοεί τους μηχανολογικούς σχεδιασμούς (κυρίως εφαρμογές της ρομποτικής) και τις τεχνολογικές εφαρμογές (π.χ. λογισμικά μοντελοποίησης και υπολογισμών) να κανοναρχούν την ενοποίηση

Η πιο συντηρητική εκδοχή, με πρωταγωνιστές τις επιστήμες και τα μαθηματικά, επιλέγει προβλήματα που αντιστοιχούν στις παραδοχές που υπακούουν τα απλά επιστημονικά μοντέλα (π.χ. σχετικοποίηση των τριβών – αντιστάσεων, στρωτές ροές) και την επεξεργασία κανονικοποιημένων μετρήσεων

Οι συγγραφείς της επισκόπησης των άρθρων για την εκπαίδευση STEM, διερωτώνται για την εξάρτηση των τεσσάρων αντικειμένων του STEM απ’ τη φύση των προβλημάτων – πεδίων εφαρμογής αυτής της εκπαίδευσης. Συμπεραίνουν ότι προνομιακά επιστημονικά πεδία για το STEM αποτελούν οι μηχανολογικές εφαρμογές που λειτουργούν ως καταλύτης για την λειτουργική επικοινωνία των επιστημών και των μαθηματικών με αρωγό την τεχνολογία

ποσοτικά αποτελέσματα

Τα άρθρα που επισκοπήθηκαν, προέρχονται απ’ τις Η.Π.Α (64%) και ακολουθεί με 10% η Ταϊβάν

Αφορούν την εκπαίδευση στα πανεπιστήμια (34%), τα λύκεια (31%), τα γυμνάσια (14%), τα δημοτικά (14%) και τα νηπιαγωγεία (7%). Θα περίμενε ίσως κάποιος, το ερευνητικό ενδιαφέρον να εστίαζε περισσότερο στις χαμηλότερες βαθμίδες της εκπαίδευσης, όπου η παρεχόμενη γνώση προσφέρεται περισσότερο για ενοποίηση

Οι κλάδοι με τη σειρά που πρωταγωνιστούν στις εφαρμογές των άρθρων που επισκοπούνται είναι οι μηχανολογικοί σχεδιασμοί & οι εφαρμογές τους (58%), οι επιστήμες (21%), η τεχνολογία (16%), ενώ τα μαθηματικά (0%) απουσιάζουν. Η απουσία της μαθηματικής διαχείρισης μάλλον θα σχετίζεται με την άρρηκτη εμπλοκή της με τα υπόλοιπα αντικείμενα

πλεονεκτήματα της εκπαίδευσης STEM

εκτός απ’ τις αναφορές στην καλλιέργεια γνώσεων, διαδικασιών και στάσεων, που συναντάμε σ’ όλες τις εκπαιδευτικές προσεγγίσεις και τα αντίστοιχα Α.Π., η εκπαίδευση STEM υπόσχεται την διευκόλυνση της διασύνδεσης των επί μέρους κλάδων επιστήμης και τεχνολογίας

τι είναι το ΦΥΤΕΜΜΑ(Γ); 

Σύμφωνα με το Α.Π. φυσικής του 2023, αλλά και αυτό του 2015,

«το ακρωνύμιο ΦΥ.Τ.ΕΜ.ΜΑ.Γ, παραπέμπει στην ΦΥΣΙΚΗ, την ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (εφαρμογές της Φυσικής στην τεχνολογία, αλλά και αξιοποίηση της τεχνολογίας ως εργαλείο μάθησης, όπως με την αξιοποίηση των ΤΠΕ, των απτήρων και των αισθητήρων), την EΜ: ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ (κατασκευαστικές εφαρμογές της επιστήμης αλλά και hands on activities στο εργαστήριο και την τάξη), τα ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ (τα απαραίτητα για τη Φυσική) και την ΓΛΩΣΣΑ (αξιοποίηση της νεοελληνικής στο επιστημονικό λεξιλόγιο, αλλά και στην επιστημονική «ρητορική» και επικοινωνία)»

«Αυτή η μέθοδος εντάσσεται ως “παραλλαγή του sTEM, όπου το γράμμα s (Επιστήμη) έχει αντικατασταθεί από τα γράμματα ΦΥ (Φυσική) και μια επέκταση του sTEM σε sTEMΓ, όπου Γ: Γλώσσα”»

Ο εξειδικευμένος στόχος «της παραλλαγής του sTEM» περιγράφεται ως εξής:

«η σε βάθος και πλάτος αξιοποίηση των ιδεών και διασυνδέσεων που σχηματικά αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως sTEMΓ (ΦΥ.Τ.ΕΜ.ΜΑ.Γ). Η διασύνδεση αυτή περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση μεταξύ των συνιστωσών του ΦΥ.Τ.ΕΜ.ΜΑ.Γ με ποικίλους τρόπους»

«δίνει έμφαση στην επίλυση προβλημάτων ανοιχτού τύπου και ενθαρρύνει τους/τις μαθητές/-τριες να μάθουν …Αυτή η διαδικασία καλλιεργεί τις ικανότητες των μαθητών/-τριών να δημιουργούν καινοτόμες και δημιουργικές λύσεις σε προκλήσεις γύρω από διάφορα θέματα»

Ακολουθούν οι «ποικίλοι τρόποι» της προσέγγισης των τεσσάρων κλάδων + τη γλώσσα

«… προτείνει σε αρκετές περιπτώσεις τα περιεχόμενα να προσεγγιστούν με διαδικασίες εφαρμογής της πληθώρας των ψηφιακών εργαλείων που υπάρχουν. Κεντρικό ρόλο παίζει το ανοικτό λογισμικό βιντεο-ανάλυσης, ένα πανίσχυρο εργαλείο για την μοντελοποίηση των κινήσεων»

Ανατρέχοντας στους στόχους των κεφαλαίων των τριών λυκειακών τάξεων, βρίσκουμε σχετικά με την εξειδίκευση των ψηφιακών εργαλείων τα ακόλουθα:

• οι απτήρες και οι αιθητήρες θα χρησιμοποιηθούν για παράσχουν πειραματικά δεδομένα
• προτείνεται η εξοικείωση των μαθητών με τη χρήση βολτομέτρων και αμπερομέτρων καθώς και με την εργαστηριακή μεθοδολογία
• αλλά και τη διερεύνηση του ρόλου της φυσικής στις άλλες επιστήμες και την τεχνολογία

επίσης, επιδιώκεται η «οικειοποίηση της δομής μιας εργαστηριακής αναφοράς ως προσομοίωση μιας επιστημονικής εργασίας»

Σε ποια προβλήματα;

• Στην ανάλυση της κίνησης ενός οχήματος σε δρόμο με σαμαράκια καθώς και στην απώλεια του καφέ που χύνεται όταν ο καταναλωτής βαδίζει, μέσω των εξαναγκασμένων ταλαντώσεων
• Στην ανάλυση ολυμπιακών αθλημάτων με τους διδασκόμενους νόμους της φυσικής

Το αν αυτά τα προβλήματα αποτελούν περιπτώσεις εκπαίδευσης STEM ή Διαθεματικής Προσέγγισης ή απλής εφαρμογής της φυσικής στην καθημερινή ζωή, αφορά την τυπολογία της Διδακτικής αλλά όχι την γόνιμη ένταξη τέτοιου τύπου προβλημάτων στις τάξεις και στα σχολικά εργαστήρια

αξιολόγηση;

Η σημερινή αλλαγή των Α.Π. δεν μπορεί παρά να δηλώνει την αδυναμία των προηγούμενων να ανταποκριθούν στις νέες εκπαιδευτικές και κοινωνικές προκλήσεις. Η σύνταξη των νέων Α.Π. θα έπρεπε να βασίζεται σε τεκμηριωμένες εκθέσεις που να περιγράφουν τις αστοχίες των παλαιότερων στον σχεδιασμό, στην εφαρμογή και στην επίτευξη των στόχων τους

Σχετικά με την διαθεματική μάθηση, υπάρχει μεγάλη εμπειρία απ’ την εφαρμογή του Διαθεματικού Προγράμματος Σπουδών, αυτού με τα ακρωνύμια ΑΠΣ ΔΕΠΠΣ, απ’ το 2001. Είναι το Α.Π. που εξειδικεύτηκε στα διδακτικά εγχειρίδια των φυσικών επιστημών στα ελληνικά δημοτικά & γυμνάσια. Αυτά τα εγχειρίδια διδάσκονται μέχρι σήμερα. Υπάρχει επίσης κριτική αρθρογραφία για το μάθημα «Φυσική με Πειράματα», που εδώ και μια δεκαετία διδάσκεται στην πρώτη γυμνασίου και προκρίνει την διαδικαστική μάθηση. Δεν πρέπει να παραληφθούν ούτε οι εμπειρίες απ’ τις «ερευνητικές εργασίες με τη μέθοδο project» στο λύκειο που είχαν παρόμοια στοχοθεσία με την εκπαίδευση STEM

Πού δεν πήγαν καλά αυτά τα διαθεματικά εγχειρήματα; Σε ποιους απ’ τρεις βασικούς στόχους τους, τον γνωστικό, τον διαδικαστικό και στην καλλιέργεια στάσεων υστέρισαν απ’ τις διδασκαλίες που δεν ακολούθησαν παρόμοια μεθοδολογία;

Επιπλέον, γιατί οι ψηφιακοί αισθητήρες που επίσης βρίσκονται στις προθήκες των λυκειακών εργαστηρίων εδώ και είκοσι χρόνια, δεν πέτυχαν να αποτελέσουν βασικά εργαλεία της πειραματικής εκπαίδευσης στις φυσικές επιστήμες;

Για ποιους λόγους ευελπιστούν οι συντάκτες των νέων Α.Π.  ότι τα 177.000 σετ ρομποτικής που άρχισαν να διανέμονται στα σχολεία δεν θα έχουν παρόμοια τύχη με τους «απτήρες»;

Αυτές οι αξιολογήσεις, δεν χώρεσαν στις εκτεταμένες εισαγωγικές γενικές θεωρήσεις των νέων Α.Π.

Αντίθετα, οι διαθεματικοί στόχοι των προηγούμενων  προγραμμάτων μετασχηματίζονται αναιτιολόγητα σε πιο σύνθετες παρεμβάσεις, όπως είναι η εκπαίδευση STEM

Τα προηγούμενα ισχύουν εξίσου και για την πειραματική διαχείριση του μαθήματος, που προτάσσεται στα Α.Π., τουλάχιστον απ’ το 1920 και σταθερά υπολείπεται στη διδασκαλία των επιστημών στη χώρα

Ας επισημανθεί και η έλλειψη συντονισμού στην επιχειρηματολογία εισαγωγής της  εκπαίδευσης STEM στα Α.Π. των τριών βαθμίδων. Τα Α.Π. δημοτικού και γυμνασίου προτάσσουν ως βασική επιδίωξη την «αειφόρο ανάπτυξη», όπως την αντιλαμβάνεται η UNESCO, ενώ στο λύκειο επιδιώκει η πιο γενικόλογη «προετοιμασία του μαθητή για τις προκλήσεις του 21^ου αιώνα». Στο δημοτικό αυτή η εκπαιδευτική προσέγγιση αποκαλείται STEM, στο γυμνάσιο STE(A)M, όπου Α: ARTS, ενώ στο λύκειο θεωρήθηκε αναγκαίο να εξελληνιστεί σε ΦΥΤΕΜΜΑ(Γ)

γιατί να συζητήσουμε για το STEM και το ΦΥΤΕΜΜΑ(Γ);

Πάντως όχι γιατί δονκιχωτικά προσβλέπουμε στην χωρίς εξειδίκευση μεταφορά καινοτόμων εκπαιδευτικών προτάσεων, με την ελπίδα ότι θα λειτουργήσουν ως πανάκεια στις πιέσεις που δέχεται η εκπαίδευση

Πολύ περισσότερο, αφού οι χωρίς επιχειρηματολογία άρρητοι στόχοι του νέου Α.Π. στο λύκειο, όπως προκύπτουν απ’ την ασφυκτική διεύρυνση της ύλης με προσθήκες ενοτήτων φυσικής ή και ολισθήσεις ενοτήτων από τάξη σε τάξη,

βασικά εξυπηρετούν την ενίσχυση του ρόλου της θεωρίας στη διδακτική πράξη έναντι της έμφασης που αποδίδεται  μέχρι τώρα στις ασκήσεις

Να επισημανθεί πως και αυτό το εγχείρημα υπονομεύεται από μια αστάθμητη τράπεζα θεμάτων, που ενδέχεται να καταστεί πρωταγωνιστής της διδασκαλίας, λόγω του κομβικού ρόλου της στην αξιολόγηση

Η ανάδειξη της εκπαίδευσης STEM στα νέα Α.Π. επιλέχτηκε γιατί η διαχείρισή της σχηματοποιεί τον τρόπο που διαχρονικά εισάγονται οι εκπαιδευτικές καινοτομίες στην εκπαίδευση της χώρας

Η χωρίς αξιολόγηση παρόμοιας κατεύθυνσης εκπαιδευτικών τάσεων (ανακάλυψη/ διερεύνηση/ διαθεματικότητα/ STEM/ STEAM/ ΦΥΤΕΜΜΑΓ), οδήγησε όσες απ’ αυτές εφαρμόστηκαν, σε αναθεώρηση ή απόρριψη και μάλιστα πολύ αργότερα απ’ τη εμφανή δυσκολία να διαχυθούν στο μέσο σχολείο

Γιατί τώρα θα ευδοκιμήσουν όταν η εμπειρική αντιμετώπιση των προβλημάτων (π.χ. ο καφές που χύνεται όταν περπατάμε) αποτελεί κοινό τόπο και η επεξεργασία του (με τις εξαναγκασμένες ταλαντώσεις) απλά επιβεβαιώνει μια καλά εδρασμένη εμπειρία;

Απ’ την άλλη, πάντα θα βρίσκονται καλόπιστοι υπέρμαχοι των μαγικών λύσεων που κατά καιρούς θα αναφωνούν:

«επιτέλους! αντιγράψτε ένα καλό Α.Π. απ’ το εξωτερικό»

Γνωρίζουμε όμως ότι ενδιαφέροντα και φιλόδοξα εκπαιδευτικά εγχειρήματα, σημειώνουν αποτυχίες μετάγγισης σε διαφορετικά εκπαιδευτικά συστήματα

Π.χ. το PSSC, με διδακτική υπόθεση την εκπαιδευτική «ανακάλυψη», απέτυχε όταν μεταφέρθηκε στη χώρα μας αλλά και όπου αλλού επιχειρήθηκε, απ την Γκάνα ως τις νήσους Σολόμωντα

Ίσως γιατί – παραθέτοντας το κύριο συμπέρασμα της επισκόπηση των άρθρων για τις εφαρμογές STEM με το οποίο ξεκίνησε η ανάρτηση,

«η επιτυχία της εκπαίδευσης STEM, εξαρτάται απ’ το που, το πώς, το για ποιόν και σε ποιες συνθήκες»

Και αυτή η εξειδίκευση δεν διακρίνεται στα νέα Α.Π., ενώ αποτελεί βασική προϋπόθεση για να καρπίσει το «φύτεμα» των όποιων διδακτικών καινοτομιών στο ελληνικό εκπαιδευτικό σύστημα