Hvordan integrerer lærere STEM i K-12 klasseværelser?

Et team ledet af Michigan Technological University satte sig for at finde ud af, hvad der får STEM-integration til at tikke. Deres forskning - offentliggjort i International Journal of STEM Education — fulgt adskillige casestudier for at observere virkningerne af lav, mellem og høj grad af integration i et klasseværelse. De fandt ud af, at den største udfordring, som lærere står over for, er at skabe eksplicitte forbindelser mellem STEM-felter og samtidig balancere behovet for kontekst og elevernes engagement.

Emily Dare, assisterende professor i STEM-uddannelse ved Michigan Tech, er hovedforfatter på undersøgelsen. Hun siger, at forskellige lærere har forskellige tilgange til STEM-integration.

"Dette alene er ikke voldsomt overraskende, da vi ved, at lærere konceptualiserer integreret STEM på flere måder, "Dare siger. "Det nye ved denne aktuelle undersøgelse er, at denne grad af integration kan være relateret til en lærers forståelse af at skabe eksplicitte og meningsfulde forbindelser mellem disciplinerne, i modsætning til at antage, at eleverne vil skabe disse forbindelser på egen hånd."

Dare og hendes medforfattere - Joshua Ellis fra Michigan Tech og Gillian Roehrig fra University of Minnesota - arbejdede sammen med ni mellemskolelærere i naturfag for at vurdere STEM-integration i deres klasseværelser. Forskerne stolede på både reflekterende interviews med lærerne og klasseværelsesimplementeringsdata som antallet af undervisningsdage dedikeret til to eller flere discipliner og mængden af ​​tid givet hver disciplin.

"De lærere, der integrerede sig oftere i deres klasse, så ud til at være mere kritiske over for deres undervisning, "Tør siger, "Og efter deres første gang at implementere integreret STEM-instruktion, de overvejede allerede måder, hvorpå de kunne forbedre deres praksis."

Hun forklarer, at dette siger meget om lærernes motivation og dedikation til at inkorporere disse tilgange i deres klasseværelser:Hvis de finder den integrerede tilgang værdifuld, de kan være mere villige til at bruge tid på at hjælpe eleverne med at skabe disse indholdsforbindelser.

STEM-uddannelse kræver at forbinde videnskab, teknologi, ingeniørarbejde, og matematik. Inden for den ramme tre temaer opstod fra resultaterne af Dare og hendes samarbejdspartneres arbejde, der adskilte lav, medium og høj STEM integration.

Først, arten af ​​integration varierede; det er, den rolle, lærerne opfattede, at de skulle spille i at skabe eksplicitte eller implicitte forbindelser. En mere aktiv rolle i at skabe forbindelser afspejlede højere integration, dog ikke uden sine udfordringer. Tidligere, Turde ledet forskning, der hjælper med at afklare, hvilken STEM-uddannelse, og derfor integration, praktiske midler for lærerne.

Sekund, klasseværelsesintegration afhang af, om en lærer valgte at fokusere primært på naturvidenskab eller teknik. Dare og hendes team hævder, at videnskab versus teknik er et forkert valg. Lærere med højere grader af STEM-integration vævede ind i videnskabelige koncepter gennem ingeniørdesignprojekter, som at forbinde lektioner om varmeoverførsel og isolatorer til bygningssolovne. Over hele linjen, designbaserede projekter havde en tendens til at ske i de sidste par dages undervisning. Lærere med lavere grad af integration havde en tendens til først at fokusere på videnskaben, så skift fuldstændigt over i teknik.

Tredje, elevengagement spillede en rolle - og en vigtig rolle. Studerende havde en tendens til at være motiverede for tekniske designprojekter; lærere forklarede, at arbejdet gav kontekst, gør begreberne mere virkelige og forståelige. Udfordringen er, at lærerne følte sig pressede til at balancere det praktiske arbejde med konceptuelle og reflekterende aktiviteter. Plus, Det blev svært at fastholde et kontekstuelt eksempel over flere uger.

Papirforfatterne påpeger, at mens studiefagene er mellemskolelærere i fysisk videnskab, der laver STEM-undervisning for første gang, mange af de identificerede temaer er ikke indholdsspecifikke. På grund af det, de identificerede succeser og udfordringer kan kaste lys over generelle kampe, der er fælles for undervisere, der integrerer på tværs af STEM-discipliner under nye undervisningsstandarder.

Lærernes primære udfordringer fokuserede på at forsøge at holde lektionerne reelle for eleverne og kæmper med bedre integration af matematik. Dare antyder, at det kan være fordi naturfagslærere netop er det, ikke matematiklærere eller ingeniører.

"For læreruddannede, "Tør siger, "Dette betyder fortsat at støtte lærere i deres klasseværelser, når de går i gang med at teste nye strategier og læseplanenheder i deres klasseværelser."