STEM چیست؟

“قلم از شمشیر قوی تر است” این جمله مشهور که توسط نویسنده و سیاستمدار انگلیسی، ادوارد بولور لیتون، در کتابش نوشته شده است، تنها با آموزشی صحیح و اصولی امکان پذیر است. اهمیت استفاده از شیوه ی آموزشی صحیح در آموزش مهارت های مختلف به خصوص برای کودکان، باعث خلق و آزمایش شیوه های آموزشی متفاوت توسط متخصصان این حوزه شده است. از این رو در حال حاضر شیوه های آموزشی بسیاری در سراسر جهان توسط آموزگاران در عرصه های مختلف استفاده می‌شود که یکی از شناخته شده ترین آنها رویکرد آموزشی STEM است. استم (STEM) برای اولین بار در سال 2001 توسط مدیران بنیاد ملی علوم ایالات متحده آمریکا معرفی شد. در این مقاله با این رویکرد آموزشی به طور کامل آشنا خواهید شد و رویکرد STEM در ایران را با کشورهای مختلف مقایسه خواهیم کرد. در ابتدای مسیر آشنایی با استم باید تعریف دقیقی از آن داشته باشیم و بدانیم STEM چیست؟

رویکرد آموزشی STEM چیست؟

با نفوذ تکنولوژی به تمام ابعاد زندگی امروزی، سبک قدیم آموزشی پاسخگوی نیازهای دانش آموزان نیست و کودکان را آن طور که باید برای آینده آماده نمی کند؛ بنابراین باید از رویکرد های آموزشی مدرن مانند یادگیری ترکیبی و STEM استفاده کرد. STEM رویکردی آموزشی است که ۴ رشته دانش را با یکدیگر ادغام می‌کند تا به دانش آموزان در تقویت مهارت حل مسئله کمک کند. این رشته‌ها شامل علوم، تکنولوژی، مهندسی و ریاضیات می‌باشد.

امروزه این رویکرد آموزشی در مدارس سراسر دنیا در حال گسترش است و هدف از استفاده آن، آماده‌سازی تعداد بیشتری از دانش‌آموزان برای فرصت‌های شغلی است که در آینده به وجود می‌آیند.

STEM مخفف چیست؟

STEM شامل چهار رشته علوم (Science)، تکنولوژی (Technology)، مهندسی (Engineering)، ریاضیات (Mathematics) می‌شود و اسم آن نیز از کنار هم قرار گرفتن حروف اول این رشته ها در انگلیسی تشکیل شده است.

زمینه های STEM

حال که متوجه شدیم رشته های STEM چیست و چه آموزش هایی در این رویکرد گنجانده شده است، بهتر است با جزئیات این رشته های نیز آشنا شویم:

رشته های علوم پایه

علوم رسمی یا قراردادی و علوم طبیعی تشکیل دهنده علوم پایه در STEM هستند. این رشته ها معمولا بر پایه منطق و ریاضیات متمرکز هستند که در سیستم های استاندارد بکار گرفته می‌شوند. دانش آموزان با تحصل در رشته های علوم پایه می‌توانند، فیزیکدان، زمین شناس یا شیمیدان شوند.

رشته های تکنولوژی

رشته های تکنولوژی و فناوری با گرایش تولید و مکانیک و همچنین رشته های علوم کامپیوتر، برنامه نویسی، توسعه وب و سایر رشته های مشابه در تکنولوژی و فناوری محبوبیت بالایی دارند.

رشته های مهندسی

مهندسی نحوه طراحی و ساخت ماشین آلات، زیرساخت ها و ساختمان ها است. مهندسی یکی از زمینه های مهم STEM است زیرا موفقیت در این زمینه مستلزم یک پایه محکم در علم، فناوری و ریاضی است.

رشته های ریاضی

چهارمین رشته STEM ریاضی است. از آنجا که هر چهار حوزه STEM به شدت به ریاضیات متکی هستند، یکی از حیاتی ترین توانایی ها برای یک حرفه STEM است.

از دیگر مزایای رویکرد STEM برای کودکان تقویت حافظه آنهاست. همانطور که در رویکرد loci نیز بیان می‌شود، ارتباط فوق العاده ای میان یادگیری مسائل به صورت تئوری، با انجام آنها به صورت عملی و قرار گرفتن در آن موقعیت وجود دارد. بنابراین وقتی کودکان در موقعیتی که در دروس تئوری مطالعه کرده اند قرار می‌گیرند و به صورت عملی این دروس را تجربه می‌کنند به راحتی آنها را به خاطر میسپرند. استفاده از بازی ها نیز در رویکرد STEM امری قطعی و بدون جایگزین است تا کلاس های درس را برای کودکان به جایی جذاب تبدیل کند و کودکان مشتاق حضور در این کلاس ها باشند.

اگر بخواهیم بصورت خلاصه، مزایای STEM برای کودکان را بیان کنیم باید به موارد زیر اشاره کنیم:

• حل مسئله

• خلاقیت

• تفکر نقادانه

• نبوغ

• تقویت حافظه

• کارگروهی

• توانمندی تفکر مستقل

• ابتکار و نوآوری

• ارتباط و تعامل

• سواد دیجیتالی

اهمیت STEM در دنیای امروز

امروزه اقتصاد جهان در حال تغییر بوده و مشاغلی که اکنون وجود دارند، در آینده به دلیل اتوماسیون از بین خواهند رفت و مشاغل دیگری ظهور می‌کنند که در نتیجه‌ پیشرفت‌های تکنولوژیکی پیش رو می‌باشند. این پیشرفت‌های مستمر در تکنولوژی شیوه یادگیری، ارتباطات و تعاملات روزمره دانش‌آموزان را نیز تغییر خواهد داد. دروسی که با استفاده از رویکرد STEM ارائه می‌شوند به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا مهارت‌های اساسی که در این دنیای در حال تغییر به آن نیاز خواهند داشت را فراگیرند.

بر اساس تحقیقات مرکز بازرگانی آمریکا، مشاغل مرتبط با STEM دارای رشد ۱۷ درصدی هستند در حالی که سایر مشاغل از رشد ۸/۹ درصدی برخوردار هستند. در نتیجه افرادی که دارای مهارت‌های STEM هستند حقوق و مزایای بالاتری، حتی در مشاغل خارج از حوزه STEM برخودار خواهند بود.

در قرن ۲۱، نوآوری‌های حوزه علوم و تکنولوژی بسیار حائز اهمیت هستند زیرا افراد با مزایا و چالش‌های جهانی شدن (Globalization) و اقتصاد مبتنی بر دانش رو به رو هستند. دانش‌آموزان برای موفقیت در این جامعه مبتنی بر اطلاعات و پُر از انواع تکنولوژی، باید دانش STEM خود را بسیار بیشتر از گذشته بالا ببرند و توانمندی‌های بیشتری در این حوزه کسب نمایند و مهارت‌هایی را که در آینده نیاز خواهند داشت، فراگیرند.

برای مثال رفع اشکالات و باگ ها در کدنویسی، کاملا مطابق رفع اشکالات در مسائل علمی است. برنامه نویسان نیز مانند دانشمندان از آزمایش بر روی کدهای خود برای پیدا کردن اشکالات احتمالی استفاده می‌کنند و نتایج این آزمایش ها را زیر نظر می‌گیرند تا با رفع ایرادات به بهترین نتیجه ممکن برسند. همچنین کدنویسی در یادگیری مسائل ریاضی نیز تاثیر زیادی خواهد داشت و امروزه در بسیاری از حوزه های مهندسی نیز برای راحت تر شدن امور از کدنویسی بهره می‌برند. این ارتباطات برنامه نویسی و حوزه های STEM، آموزش برنامه نویسی را به عضوی جدانشدنی از STEM تبدیل کرده است.

بنابراین شرکت در کلاس‌های گروهی و خصوصی برنامه نویسی می‌تواند جادوی علوم کامپیوتر و برنامه نویسی را برای بچه‌ها با هر سطح مهارتی آسان کند. این دوره‌های برنامه نویسی نه تنها فرزندان شما را با محیط رایانه و فناوری آشنا می‌کند، بلکه تمامی مزایا stem مانند مهارت حل مسئله و تفکر خلاقانه را با خود به همراه خواهد داشت. این آموزش‌ها، چالش‌ها و فرصت‌های جدید را در اختیار نسل‌های بعدی قرار می‌دهد تا پاسخی برای کنجکاوی‌های خود در قالب فناوری پیدا کنند.

استفاده از برنامه‌های آموزشی STEM در خارج از کلاس یا در خانه:

برنامه‌های آموزشی خارج از مدرسه که حاوی مطالب آموزشی STEM می‌باشند صرفا به عنوان یک کلاس درس نخواهند بود. این آموزش‌ها دارای فعالیت‌هایی هستند که مطالب آموزش داده شده در مدرسه را با نمونه‌های دنیای واقعی که با STEM کار می‌کنند، ادغام می‌کند تا دانش‌آموزان مزایای استفاده از آن‌ها را به صورت ملموس ببینند. زیرا دانش‌آموزان معمولا دروس مرتبط با STEM را مدرسه می‌آموزند اما گاهی از اوقات درک روابط این دروس با زندگی روزمره بسیار دشوار است.

اسباب بازی Stem چیست؟

به علاوه خانواده‌ها نیز می‌توانند به کودکان خود کمک کنند تا در فعالیت‌های منزل که با دروس STEM مرتبط هستند، مشارکت داشته باشند. برای نمونه کمک در آشپزخانه: اجازه دادن به کودکان برای اندازه‌گیری مواد غذایی لازم برای پخت یک راه بسیار مناسب است تا کاربرد ریاضیات را به صورت دقیق و عملی بیاموزند؛ همچنین آموزش و اجرای چالش‌ها و مسائلی که در حوزه STEM وجود دارند، می‌تواند یکی از شیوه‌های آموزش به کودکان در منزل در نظر گرفته شود؛ همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد، یکی از شیوه های تایید شده در رویکرد آموزشی Stem، اسباب بازی های خلاقانه و همینطور برخی بازی های رایانه ای است.

اسباب‌بازی‌های مدرن Stem در واقع ابزاری هستند که با فناوری اطراف ما ادغام شدند و دانش آموزان را در شگفتی‌های کدنویسی و مهندسی نرم افزار غوطه ور می‌کنند. فرقی نمی‌کند فرزند شما 3 ساله است یا دبیرستانی، این فعالیت‌ها با ادغام سرگرمی ‌و یادگیری، مهارت‌هایی چون مهندسی عملی رباتیک، ساخت بازی‌های ویدیویی مفهومی‌ و انیمیشن را به کودکان آموزش می‌دهند.

اگر فکر می‌کنید که آموزش مهارت کدنویسی برای کودکان کاری غیرممکن است، بدانید که این اسباب‌بازی‌ها، کدنویسی را به صورت مهارت‌های قابل درک به دانش آموزان معرفی می‌کند. بچه‌ها قبلا با فناوری‌هایی چون تبلت، برنامه‌ها و کامپیوتر آشنا شده اند. درواقع، این ابزار قدم اول یادگیری مهارت کدنویسی هستند. اسباب‌بازی‌ها نباید برای بچه‌ها بیگانه باشند. بهترین اسباب‌بازی‌ها، آنهایی هستند که در کنار آموزش کدنویسی به بچه‌ها، آنها را هیجان زده می‌کنند.

اگر فرزند شما یک اسباب‌بازی کدنویسی را دوست ندارد، نگران نباشید. زیرا تنوع زیادی در این نوع اسباب‌بازی‌ها وجود دارد که مطابق با مهارت و علایق مختلف ساخته شده اند. کودکانی که ویژگی‌های زیر را دارا هستند، استعداد خوبی در یادگیری برنامه نویسی از طریق بازی دارند.

• کودکانی که به فناوری علاقه مند هستند. این علاقه از طریق رایانه، تبلت یا سیستم‌های بازی خود را نشان می‌دهد.
• کودکانی که از بازی‌های چالش برانگیز مانند پازل یا فعالیت‌های حل مسئله لذت می‌برند.
• کودکانی که دستورالعمل‌های دقیق بازی‌های ساختنی مانند لگو را دنبال می‌کنند و به درستی انجام می‌دهند.
• کودکانی که به کلاس‌های خلاقیت مانند آموزش هنر و آشپزی علاقه دارند.

چالش برج کاغذی:

این چالش می‌تواند در خانه یا مدرسه استفاده شود و هدف از آن ساخت برج کاغذی است که بتواند بیشترین تعداد از وزنه‌ها را بر روی خود تحمل کند.

این فعالیت نمونه‌ای از ترکیب خلاقیت و فیزیک می‌باشد. بلندی این برج با تشخیص موقعیت مرکز جاذبه امکان‌پذیر می‌شود. مرکز جاذبه یک شی زمانی تنظیم خواهد بود که آن شی به طور کامل در تعادل قرار بگیرد و در این فعالیت چگونگی قرار گرفتن پایه‌ها و کاغذهای شاخص تعادل را ایجاد خواهند کرد.

همچنین محل قرار گیری و اضافه کردن تک تک وزنه‌ها نیز این تعادل را تحت تاثیر قرار خواهد داد. زمانی که دانش‌آموزان صرفا با تعدادی کاغذ رو به رو می‌شوند تشخیص اینکه چگونه یک برج کاغذی بسازند بسیار دشوار خواهد بود و همین موضوع سبب می‌‍شود تا خلاقیت آن‌ها تحریک شود و به تفکر درباره ایده‌های جدید وادار شوند.

استفاده از مهارت‌های تفکر خلاقانه و نگاه کردن به یک چالش از جنبه‌های دیگر یکی از قسمت‌های مهم مهارت حل مسئله می‌باشد. دانش‌آموزان در طول این تمرین می‌توانند قدرت STEM و دروسی که در مدرسه یادگرفته‌اند را به صورت عینی ببینند و مهارت‌های حل مسئله، خلاقیت کودکان و تفکر انتقادی را بیاموزند.

جنگ ربات‌های Minecraft:

حتی مبتدی ترین کدنویس‌ها نیز می‌توانند به تدریج درک درستی از کدنویسی در دنیای تعاملی و همه جانبه این بازی داشته باشند. کدنویسان با تجربه نیز می‌توانند مهارت‌های پیشرفته تری در قالب این بازی یادبگیرند. دانش آموزان با شرکت در کلاس‌های کدنویسی می‌توانند ربات‌هایی در قالب ماینکرافت طراحی کنند و بازی را شخصی سازی کنند. استفاده از بازی ماینکرافت در آموزش کدنویسی به کودکان باعث افزایش علاقه آنها به علم کدنویسی می شود.

معلمین می‌توانند برای آموزش STEM و مسائل مرتبط به آن از دانش‌آموزان بخواهند تا:

– تمامی سوال‌هایی که با آن مواجه می‌شوند را بپرسند.

– با یکدیگر و به صورت گروهی فعالیت کنند.

– به صورت خلاقانه و به ایده‌های جدید فکر کنند.

– تلاش کنند تا مسائل مختلف را حل کنند.

– ریسک‌ها و خطرات احتمالی را تشخیص دهند.

– راه حل‌های مختلف را برای یک مسئله امتحان کنند.

آکادمی یاسان 

یکی از موسساتی که در زمینه آموزش بر مبنای Stem پیشتاز است آکادمی یاسان می باشد. کلاس های آموزش برنامه نویسی آکادمی یاسان کدنویسی را به شیوه‌ای کاملا خلاقانه و کاربردی آموزش می‌دهند و از جدیدترین و به روزترین زبان‌های برنامه‌نویسی دنیا مانند اسکرچ، پایتون، و …  به آموزش برنامه نویسی و بازی سازی و طراحی سایت می پردازند .

 افرادی که در کلاس هایی با رویکرد STEM شرکت می‌کنند، دارای پیش زمینه کار با کامپیوتر خواهند بود و در آینده شغل‌های بیشتری در پیش روی آن‌ها قرار خواهد گرفت زیرا مهارت‌های بسیار بیشتری نه در حوزه کامپیوتر بلکه در حوزه حل مسئله، تفکر نقادانه و … خواهند داشت، که این مهارت‌ها به آن‌ها کمک می‌کند تا بتوانند نه تنها در مشاغل حوزه کامپیوتر بلکه در مشاغل دیگر نیز نسبت به سایرین برتری داشته باشند.