رویکرد STEM چیست و چرا مهم است؟

استِم(STEM) روشی آموزشی با قدمتی حدود یک دهه می‌باشد که در جوامع امروزی رواج پیدا کرده است. STEM مخفف علوم تجربی (Science)، تکنولوژی (Technology)، مهندسی (Engineering) و ریاضیات (Mathematics) می‌باشد. رویکرد STEM مبتنی بر برنامه‌هایی است که یادگیری منسجم علوم کاربردی در دنیای واقعی را بیان می‌کند.

بر اساس رویکرد STEM، افراد برای داشتن توانایی حل مسئله، دارا بودن تفکر انتقادی نسبت به مشکلات، توجه داشتن به طبیعت پیرامون، کسب مهارت لازم برای کار با فناوری‌های نوین آموزش می‌بینند. این مدل آموزش برای ایجاد نقش مثبت، بازدهی عالی و سازنده، درک درست و فراگیری عملی رفع چالش‌ها و همچنین در ورود موثر به بازار کار بسیار مفید خواهد بود.

اجرای برنامه‌هایی مانند آموزش برنامه‌نویسی به کودکان و نوجوانان در مدارس که موجب آشنایی و مهیا شدن ایشان با فناوری‌های نوین و مهارت‌های زندگی در جامعه پیشرفته می‌شود، از کاربردهای روش STEM می‌باشد. یادگیری زبان‌های برنامه‌نویسی مانند اسکرچ و پایتون به صورت عملی و پروژه‌های اجرایی در دروس مدرسه و یا به‌صورت فوق برنامه در سایر مراکز آموزشی بستری مناسب برای توسعه فردی و اجتماعی کودکان و نوجوانان است.

از آموزش و حل مسائلی که در خانه به روش STEM می‌توان نام برد زمانی است که فرزندان اجازه‌ی اندازه‌گیری مواد غذایی لازم برای پخت و پز را داشته باشند. این کار منجر به یادگیری و درک دقیق کاربرد ریاضیات در زندگی آن‌ها می‌گردد. پس والدین نیز می‌توانند با مشارکت دادن فرزندان خود در کارهای روزمره خانه، آموزش با رویکرد STEM را اجرا نمایند.

در این مقاله جونیورا شما را با رویکرد آموزشی STEM به طور کامل در مدرسه و جامعه آشنا خواهد کرد.

رشته‌های STEM کدامند؟

در ادامه به تفکیک و اختصار جزییات رشته‌هایی که در رویکرد STEM گنجانده شده است را توضیح می‌دهیم.

رشته‌های علوم تجربی (Science)

علوم تجربی شامل توصیف، درک، پیش‌بینی پدیده‌های طبیعی بر اساس شواهد تجربی مانند مشاهده، تکرار و آزمایش است که منجر به اکتشافات علمی می‌شود. این علوم دارای رشته‌های فیزیک، شیمی، زمین‌شناسی، ‌زیست شناسی، اخترشناسی، پزشکی و غیره می‌باشد.

رشته‌های تکنولوژی یا فناوری (Technology)

فناوری شامل روش‌، مهارت و فرآیندهایی است که در ساخت و تولید انواع کالا، ماشین آلات، خدمات و یا تحقق اهداف علمی استفاده می‌شود. رشته‌های تکنولوژی و فناوری با گرایش تولید، توسعه و بهبود شامل مکانیک، برق، عمران، صنایع، مواد و تمام رشته‌های علوم کامپیوتری (برنامه‌نویسی، توسعه وب، گرافیک و غیره) می‌شود.

رشته‌های مهندسی (Engineering)

مهندسی به نحوه طراحی، تولید و ساخت انواع ماشین آلات، زیرساخت‌ها، سازه‌ها و مواد گفته می‌شود. رشته‌های بسیار متنوع مهندسی شامل گرایش‌های اصلی برق، عمران، شیمی، علوم دفاعی، مکانیک، رایانه، کشاورزی و غیره می‌گردد.

رشته‌های ریاضیات (Mathematics)

ریاضیات فن محاسبه‌ی اعداد است که به مطالعه مباحثی مانند کمیت، نظریه اعداد، جبر، تغییرات، آنالیز و فضا یا هندسه می‌پردازد. در حقیقت یکی از حیاتی‌ترین توانایی‌ها در رویکرد STEM ریاضیات است و سه رشته مذکور به شدت به آن متکی می‌باشند.

رویکرد STEM در آموزش کودکان

بر خلاف تصور اغلب افراد که خلاقیت، نبوغ، ابتکار را مهارت‌های ذاتی می‌دانند و تقویت آن‌ها را غیرممکن می‌پندارند، این مهارت‌ها با آموزش، تمرین و تکرار اصولی امکان پیشرفت و رشد زیادی دارند. این موضوع در کودکان که مستعد شکل‌گیری عادت‌ها و شکوفایی استعداد‌ها هستند، بیشتر صدق می‌کند. از جمله مزایای رویکرد STEM برای حال و آینده کودکان در تمامی زمینه‌ها، توانایی ارتباط و تعامل، حل مسئله، ابتکار و نوآوری و کارگروهی خواهد بود. همچنین این روش آموزشی باعث تقویت حافظه، تفکر مستقل، سواد دیجیتالی در آن‌ها می‌شود.

با توجه به اهمیت بازی و اسباب بازی در آموزش برای کودکان با این شیوه آموزشی، یادگیری به صورت تئوری و تجربه عملی دروس به فعالیتی جذاب و لذت‌بخش برای آن‌ها تبدیل می‌گردد. چون در این شرایط کودکان دروس را به راحتی به خاطر سپرده و مشتاق حضور و یادگیری می‌شوند.

یادگیری تلفیقی در رویکرد STEM

به دلیل اهمیت شیوه‌ی آموزشی صحیح در خصوص مهارت‌های مختلف به‌ویژه برای دانش آموزان، موجب ایجاد و آزمایش روش‌های آموزشی متفاوت توسط متخصصان شده است. در حال حاضر یکی از شناخته شده‌ترین آن‌ها رویکرد آموزشی STEM است. تفاوت روش آموزشی STEM نسبت به روش سنتی، دارا بودن محیط آموزشی تلفیقی از دروس تئوری و علمی بر اساس چهار رشته عنوان شده آن می‌باشد. این مدل یادگیری کاربرد روش‌های علمی را در زندگی روزمره به دانش آموزان نشان داده و تفکر محاسباتی و تمرکز بر شیوه‌های صحیح حل مسئله در دنیای واقعی را به آن‌ها می‌آموزد. الگوی آموزشی با رویکرد STEM قابلیت اجرا در مراکز آموزشی و تربیتی برای دانش آموزان از سنین بسیار کم را دارد.

در دوره ابتدایی تمرکز بر دوره‌های مقدماتی STEM با شناخت و آگاهی از مشاغل، پروژه‌ها و گرایش‌های مرتبط می‌باشد. اساس مرحله مقدماتی بر ساختار پرسش‌گری صحیح و استاندارد در مسائل زندگی واقعی از طریق ارتباط هر چهار موضوع STEM با یکدیگر بنا نهاده شده است. به‌طوری که هدف اصلی، ایجاد علاقه و ارتباط موثر به همراه فرصت یادگیری برای دانش آموزان در مدرسه و خارج از مدرسه می‌باشد.

در این رویکرد هرگونه فعالیت فوق برنامه مانند کلاس موسیقی، نقاشی، فعالیت‌های ورزشی و آموزش‌های رایانه‌ای، به عنوان آموزش پایه‌ای در نظر گرفته می‌شود و مکمل آموزش‌های مدرسه خواهد بود. این روش که در سراسر دنیا در حال گسترش است تعداد بیشتری از دانش‌ آموزان را برای فرصت‌های شغلی مفید در آینده آماده می‌سازد.

اهمیت رویکرد STEM در آموزش برنامه‌‌نویسی

برنامه‌نویسی همانند یادگیری یک زبان و گویش، یکی از مهارت و توانایی‌هایی است که می‌تواند به‌ طور گسترده در زمینه‌های گوناگون مورد استفاده قرار گیرد. آموزش برنامه‌نویسی به عنوان عضوی جدا ناپذیر از STEM است. زیرا توانمندیی که افراد با یادگیری برنامه‌نویسی کسب می‌کنند با مهارت‌های STEM ارتباط مستقیمی دارد.

به عنوان نمونه رفع باگ و مشکلات در کدنویسی، مطابقت بسیاری در رفع اشکالات و مسائل علمی روزمره دارد. برنامه‌نویسان نیز مانند محققان یا پژوهش‌گران کدهای خود را به منظور یافتن اشکالات احتمالی بررسی  و آزمایش می‌کنند، تا با رفع ایرادهای آن به بهترین نتیجه ممکن دست یابند.

بنابراین با مشارکت کودکان و نوجوانان در آموز‌ش‌های خصوصی و کلاس‌های گروهی زبان‌های برنامه‌نویسی، نه تنها آن‌ها شناخت کافی نسبت به رایانه و فناوری پیدا می‌کنند، بلکه از تمامی مزایای STEM بهره‌مند می‌شوند.

دریادگیری جدیدترین و پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی مانند اسکرچ، پایتون وغیره از طریق رویکرد STEM کدنویسی را به روشی بسیار خلاقانه و جذاب آموزش می‌دهند. این موضوع در آموزش‌های جونیورا به خوبی گنجانده شده است. به‌نحوی که دانش‌آموزان بتوانند نه تنها در شغل‌های مرتبط با برنامه‌نویسی بلکه درسایر مشاغل وحتی زندگی شخصی نیز نسبت به دیگران برتری داشته باشند.

تاثیر رویکرد STEM در آموزش ریاضی

رویکرد STEM مسیر آموختن ریاضی را برخلاف باور بسیاری که ریاضیات را درس دشواری می‌دانند، آسان می‌کند. زیرا تکنولوژی باعث می‌شود دانش‌آموزان در کلاس‌های درس‌شان با دسترسی به بازی‌های آموزشی وفیلم‌ها ساعات باتحرک و شادی را برای آموختن ریاضی سپری کنند.

درگذشته باور بر این بود که دانش‌آموز باید برای یادگیری حل مسائل ریاضی، با تکیه برقدرت ذهن وتفکر خود مباحث پایه‌ای را به هرسختی بیاموزد. زیرا آموزگاران معتقد بودند که این روش تنها راه ورزیده شدن ذهن و افزایش قدرت تحلیل مسائل ریاضی و زندگی است. در حالی که ابزارهای نو در سواد دیجیتال، می‌تواند به دانش آموزان کمک کند که نه تنها مهارت‌های خود را در حل مسائل ریاضی بالا ببرند، بلکه آن‌ها را تشویق به مطالعه در زمینه‌های مختلف ریاضیات و آموختن بهتر می‌کند.

برنامه‌های رایانه‌ای و اپلیکیشن‌های تلفن‌های همراه با قابلیت شخصی‌سازی می‌توانند به دانش‌‌آموز برای یافتن توانایی وعلایق خود، در ریاضی و درتمام موضوعات درسی کمک کنند. استفاده صحیح و برنامه‌ریزی شده از فضای دیجیتال، مسیری برای پیداکردن نگاهی عمیق و موثر به موضوعات ریاضی و ساده و عملی کردن یادگیری است. بنابراین نباید آن را به معنای فرار از درس و اتلاف وقت دانست.

وقتی دانش آموز اهداف بسیاری از موضوعات ریاضی مانند یافتن مساحت یک شکل هندسی یا الگوی یک دنباله عددی را درک نکند و برایش ناشناخته باشد، به یادگیری اشتیاقی نشان نمی‌دهد. در رویکرد STEM برای دانش‌آموز مشخص می‌شود که موضوعاتی مانند محیط و مساحت در رشته‌های مهندسی وساختمانی و یا الگویابی دربرنامه‌نویسی بسیار پرکاربرد است. به طور کلی با این روش، پیوند علوم تجربی، فناوری، مهندسی و ریاضی را برای ایجاد رغبت یادگیری، آسان می‌گردد. (تاثیر یادگیری برنامه نویسی در تقویت ریاضی را در این مقاله کاملتر بخوانید.)

پروژه‌های STEM

امروزه اقتصاد دنیا درحال تغییر است و مشاغل فعلی به دلیل پیشرفت سریع تکنولوژی و فناوری در آینده ممکن است از بین بروند وشغل‌های جدیدی ظهور کنند. این پیشرفت‌ها شیوه ارتباطات، تعامل، یادگیری و زندگی را تغییر می‌دهند. نوآوری‌ها و پروژه‌های حوزه علم و فناوری به قدری اهمیت دارد که افراد باید برای روبرو شدن با چالش‌های جهانی و اقتصاد مبتنی بر دانش با رویکرد STEM توانمندی‌های خود را بیش از پیش افزایش دهند.

انواع پازل، لگو، اسباب‌بازی‌های مدرن و خلاقانه، کیت‌های علمی و ربات‌های خورشیدی و همین‌طور برخی از بازی‌های رایانه‌ای ازجمله پروژه‌های اجرایی با شیوه‌های STEM می‌باشند. در واقع ابزارهایی هستند که با فناوری و علوم پیرامون ما ترکیب شده‌اند. این پروژه‌های مدرن STEM با ایجاد سرگرمی، هیجان وآموزش مهارت‌هایی همچون مهندسی علمی وعملی رباتیک، ساخت بازی‌های مفهومی و انیمیشن، آینده‌ای بهتر را به‌ارمغان می‌آ‌ورند.

سخن پایانی

برنامه‌های خارج از حوزه تدریس سنتی شامل فعالیت‌هایی هستند که مطالب آموزش داده شده درکلاس درس را با نمونه‌های واقعی ازطریق رویکرد STEM تطبیق می‌دهند. با این فعالیت‌ها دانش آموزان مزایایی یادگیری دروس تئوری را راحت‌تر و ملموس‌تر درک می‌کنند. زیرا دانش‌آموزان با این شیوه با یکدیگر و به صورت گروهی همکاری می‌کنند و می‌توانند تمامی سوالاتی که با آن مواجه می‌شوند را بپرسند. آن‌ها چون خلاقانه به ایده‌های جدید فکر می‌کنند، ریسک‌ها و خطرات احتمالی را تشخیص داده و با تلاش کمتری به راه حل مسائل دست می‌یابند. به همین دلیل این روش ترکیبی یادگیری، بسیار مفید و حائز اهمیت برای سیستم آموزش و پرورش کشورهای پیشرفته محسوب می‌گردد.

در تمام آموزش‌های جونیورا، شیوه STEM به نحوی شایسته توسط کارشناسان خبره مورد توجه قرار گرفته است.