Cómo enseñar eficazmente materias STEM en el aula

Ya sea que actualmente sea un maestro de STEM que quiera aprender métodos de enseñanza más efectivos o un aspirante a maestro de STEM, tenemos algunos consejos excelentes para que los use en el salón de clases. En esta publicación, analizaremos los métodos de enseñanza de STEM, cómo planificar las lecciones de STEM, las mejores formas de evaluar a los estudiantes en STEM y cómo involucrar a sus estudiantes.

Las industrias STEM crecen y cambian continuamente, por lo que los profesores de materias STEM deben adoptar un enfoque creativo y adaptable a sus estilos de enseñanza para aprovechar al máximo a sus alumnos. En la enseñanza de STEM, no solo desea proporcionar información y corregir a los estudiantes cuando cometen errores.

En cambio, un entorno de aprendizaje STEM ideal se trata de hacer preguntas y fomentar el pensamiento independiente. En STEM, el fracaso enseña a los estudiantes a resolver problemas y es una parte esencial del crecimiento.

¿Qué son las materias STEM?

Si no has oído hablar de PROVENIR antes, significa Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas, y se refiere a todo lo que existe dentro de esos reinos. Hemos detallado en qué consisten generalmente estos temas a continuación, aunque vale la pena mencionar que hay grandes superposiciones entre ellos:

Ciencia. Esto incluye a los candidatos obvios como biología, química y físicasino que también incluye temas como psicologíageología y astronomía.

Tecnología. Quizás la más grande y amplia de estas áreas temáticas, la tecnología incluye temas como Ciencias de la Computación, desarrollo de software, AI y programación.

Ingeniería. Esto no es exhaustivo, pero las cuatro áreas principales de ingeniería son químicos, civilmecánico y Ingenieria Eléctrica.

Matemáticas. Probablemente recordará haber aprendido geometría, fracciones, álgebra y estadísticas en la escuela, y matemáticas también abarca temas relacionados con la economía.

Como estas industrias evolucionan continuamente, siempre hay una alta demanda de graduados calificados, y muchas veces estas demandas no se cumplen. Originalmente, las materias STEM se agrupaban en el principios de la década de 2000 porque gobiernos y universidades de todo el mundo estaban creando programas e iniciativas STEM para atraer estudiantes a estas materias. Sin embargo, STEM ha comenzado a tomar una nueva dirección en los últimos años y no es simplemente una forma de agrupar materias como ciencias y matemáticas.

Han surgido nuevos enfoques para la enseñanza y el aprendizaje de STEM, y las materias se han vuelto más integradas. A diferencia de las lecciones tradicionales de ciencias, matemáticas e informática, el enfoque se ha alejado del aprendizaje y la regurgitación de contenido. Se ha puesto un mayor énfasis en la aplicación de habilidades científicas, el aprendizaje de habilidades de producción de tecnología y el pensamiento de diseño. Lo más importante es que la educación STEM se trata de cerrar la brecha entre el salón de clases y la vida real.

Métodos de enseñanza STEM

Aquí discutimos algunos de los principales enfoques que puede tomar al enseñar STEM a sus estudiantes. Todos estos métodos son útiles, por lo que podría valer la pena mezclar sus lecciones y usar una variedad de técnicas para mantener a sus alumnos interesados.

Aprendizaje en base a proyectos

Este método anima a los estudiantes a aprender habilidades y aplicar sus conocimientos participando en un proyecto. Trabajan durante un período prolongado para investigar y crear una solución a un problema o consulta. Tu papel como profesor es ser un facilitador y animar a los estudiantes a tomar el control total de sus proyectos de principio a fin. Algunos ejemplos de aprendizaje basado en proyectos en STEM podrían ser el diseño de una aplicación o la construcción de un modelo de puente.

Aprendizaje basado en problemas

Hay similitudes entre este método y el aprendizaje basado en proyectos, pero la diferencia clave aquí es que los estudiantes deben analizar y evaluar un problema que se les plantea. Esto requiere un alto nivel de pensamiento, ya que no suele haber una respuesta clara al problema. Este enfoque fomenta la creatividad, el trabajo en equipo y el liderazgo. Un ejemplo de PBL es hacer que sus estudiantes creen sus propios planes de negocios para resolver una necesidad social.

Aprendizaje basado en la investigación

El objetivo principal del aprendizaje basado en la indagación es enfatizar el papel del estudiante en el proceso de aprendizaje, por lo que se les anima a hacer tantas preguntas como quieran sobre el tema. Las habilidades que se desarrollan a partir de este tipo de aprendizaje incluyen el pensamiento crítico, el cuestionamiento y la resolución de problemas. Como está dirigido por estudiantes, los estudiantes deberán decidir qué consultas quieren hacer. El papel del docente es despertar la curiosidad y estimular la reflexión.

Planificación de lecciones para materias STEM

Al principio, la perspectiva de planificar una lección STEM que incorpore tantos campos puede parecer desalentadora, pero en realidad puede ser un proceso muy divertido para diseñar un plan de estudios. Esto se debe a que la enseñanza de STEM no solo es una experiencia de aprendizaje más atractiva para los estudiantes, sino que también puede ser más interesante para usted. Se trata menos de aprender contenido para enseñar y más de crear un entorno que fomente la creatividad.

Hay algunas cosas que debe tener en cuenta al planificar sus lecciones, para asegurarse de que sus estudiantes tengan la mejor experiencia de aprendizaje. Una buena lección de STEM debería:

Sea práctico. Las mejores lecciones STEM involucran actividades practicas donde los estudiantes pueden usar sus manos, ya sea que estén diseñando un concepto o creando y construyendo algo ellos mismos. De esta manera, es mucho menos probable que los estudiantes se aburran o se distraigan, y además es gratificante para ellos tener un producto final para evaluar.

Imitar escenarios de la vida real. Esta es otra razón por la cual el aprendizaje práctico es tan esencial. Una de las cosas más importantes de STEM es que ayuda a los estudiantes a aprender habilidades que serán inmediatamente útiles en el mundo exterior. Gran parte de la educación tradicional enseña habilidades poco prácticas y su objetivo es preparar a sus alumnos para la vida real.

Integre las matemáticas y la ciencia en los proyectos sin problemas. Las matemáticas y las ciencias que completen sus estudiantes deben ser relevantes para su proyecto actual, relacionarse con escenarios del mundo real y, en última instancia, cumplir un propósito. Por ejemplo, quizás las ecuaciones matemáticas aseguren que su diseño funcione correctamente o el conocimiento de la física les ayudará a entender cómo crear algo.

Uso del proceso de diseño de ingeniería

Un método para planificar lecciones es usar el Proceso de diseño de ingeniería (EDP). Esta es una serie de pasos que los estudiantes pueden tomar para diseñar soluciones a problemas como parte de un proyecto. Esta estrategia de aprendizaje basada en proyectos debería fomentar diseños abiertos, creatividad y soluciones prácticas. Los pasos son:

Preguntar

Comience haciendo preguntas críticas a sus alumnos sobre su proyecto o lo que quieren crear. ¿Para qué sirve? ¿Cómo lo diseñarán? Utilice el comienzo de la lección como una oportunidad para despertar la curiosidad de sus alumnos y hacer que sus mentes se pongan en marcha.

Investigación

Este es un momento para que los estudiantes investiguen sobre el tema, ya sea que eso implique hablar con usted, trabajar con un voluntario STEM, usar una computadora portátil para investigar un poco o mirar videos relevantes. La investigación puede ayudar a los estudiantes a descubrir qué productos o soluciones similares ya existen y hacerles saber cómo pueden hacerlo mejor.

Imaginar

En equipos, sus estudiantes ahora tienen la oportunidad de generar tantas ideas como sea posible. Este debe ser un proceso colaborativo donde se escuche la voz de todos; tu trabajo como profesor es garantizar esto. Debe crear una zona de no juzgar donde los estudiantes deben mostrar habilidades de escucha efectivas y mantenerse enfocados. La lluvia de ideas en voz alta es una gran táctica, pero los mapas mentales también pueden ser una buena manera de recordar ideas.

Plan

Es hora de que sus equipos de estudiantes elijan una solución y planifiquen cómo darle vida. Para hacer esto, tendrán que considerar sus preguntas originales, la investigación que llevaron a cabo y las diferentes ideas de todos en el proceso de lluvia de ideas. La planificación puede ser la parte más difícil, así que asegúrese de ayudar a sus alumnos asegurándose de que se tengan en cuenta los pensamientos de todos y que escriban sus ideas en formato digital o en papel.

Crear

En esta parte de la lección, los estudiantes tienen la oportunidad de construir un prototipo utilizando los planos que acaban de crear. Este es un momento para que sean creativos, usen sus manos y sean prácticos. Aquí, los estudiantes descubrirán si sus soluciones cumplen con los requisitos originales y si son funcionales. No querrás ser una presencia abrumadora aquí; simplemente mantener un ojo en las cosas y animar a los estudiantes.

Prueba

Luego, los estudiantes deberán idear una forma de probar qué tan efectivas son sus creaciones. ¿Se ajustan al resumen o solucionan un problema? Deberían poder probar sus creaciones y registrar los resultados. Puede preguntarles qué comentarios se darían a sí mismos y luego ofrecerles consejos o hacerles preguntas que los hagan pensar. La revisión por pares también es una excelente manera de fomentar el pensamiento profundo y la colaboración.

Mejorar

Esta parte final de la lección consiste en discusiones sobre cómo los estudiantes pueden mejorar sus ideas. Luego, los estudiantes tendrán la oportunidad de rediseñar su producto, realizar modificaciones y crear el próximo prototipo. Este ciclo puede continuar durante el tiempo que desee, o hasta que estén satisfechos con el resultado final. Depende de usted si cada proyecto abarca una lección o unas pocas semanas.

¿Por qué son importantes las actividades STEM?

Algunas personas pueden preguntarse, ¿por qué las actividades STEM son tan importantes? ¿No han sido las lecciones tradicionales un modelo exitoso de aprendizaje durante cientos de años? A decir verdad, las lecciones tradicionales funcionan para algunas personas, pero no para otras. Muchos niños responden mucho mejor a las actividades prácticas que a los ejercicios escritos, ¡lo cual tiene mucho sentido si consideras la cantidad de energía que exudan los niños! En realidad, esto puede ayudar a controlar su comportamiento en el aula, aunque si desea obtener más consejos al respecto, consulte nuestro Manejo del Comportamiento curso.

Cuando STEM se enseña de manera efectiva a los estudiantes, estas son algunas de las habilidades que los estudiantes probablemente desarrollen:

• Pensamiento crítico
• Aprendizaje independiente
• Gran comunicación y colaboración.
• Alfabetización digital
• resolución de problemas
• Creatividad
• Autorreflexión

Las actividades STEM son excelentes porque puede ajustarlas para adaptarse a diferentes rangos de edad, habilidades, tamaños de grupos e intereses. Su adaptabilidad es parte de lo que los hace tan buenos para usar en entornos de enseñanza y aprendizaje. También hay muchas posibilidades con las actividades STEM, y su naturaleza práctica significa que muchas de ellas pueden parecer juegos para niños. Esto significa que los estudiantes estarán más comprometidos con su aprendizaje y no lo verán como algo aburrido o una tarea.

Si desea aprender a planificar y ofrecer actividades y lecciones STEM atractivas, puede probar nuestro Voluntariado en el aula: llevar la industria STEM a las escuelas Seguimiento de expertos. Ya sea que sea maestro o voluntario de STEM en un club, aprenderá cómo planificar lecciones, comunicarse de manera efectiva con los estudiantes y crear un entorno de aprendizaje inclusivo.

Evaluación formativa en la enseñanza y el aprendizaje STEM

Es posible que se pregunte cómo evaluar a los estudiantes en las lecciones STEM, ya que los métodos tradicionales, como los exámenes y las pruebas cortas, generalmente no combinan bien con un enfoque tan práctico del aprendizaje. Las evaluaciones formativas son una manera mucho mejor de verificar el progreso de sus estudiantes, ya que brindan comentarios continuos que están diseñados para mejorar su enseñanza y su aprendizaje durante todo el año.

Más específicamente, las evaluaciones formativas ayudan a los estudiantes a identificar sus fortalezas y debilidades, lo que les permite identificar fácilmente las áreas que necesitan mejorar. También ayudan a las facultades escolares a reconocer las áreas comunes donde los estudiantes tienen dificultades para que puedan abordar rápidamente cualquier problema.

Este tipo de evaluación es ideal para el aprendizaje STEM porque está más cerca de cómo se desarrollan los escenarios del mundo real, fomenta la participación activa en las lecciones y no depende del poder de la memoria. No todos los estudiantes son buenos para memorizar grandes cantidades de información, y esto no significa que no sean inteligentes o capaces.

Las evaluaciones sumativas, como los exámenes, pueden alejar a algunos estudiantes del aprendizaje si saben que no son muy buenos en ellas. Este puede ser el caso particularmente en ciencias y matemáticas, donde las pruebas escritas pueden ser muy difíciles. STEM no debe tratarse de si eres un buen escritor o un buen memorizador, se trata más de creatividad práctica y resolución de problemas.

Los ejemplos de evaluaciones formativas incluyen pedir a los estudiantes que:

• Crear una propuesta de investigación.
• Escribir o dibujar un resumen rápido de lo que aprendieron en clase
• Dibujar un mapa conceptual para mostrar que entienden un tema
• Construir un prototipo para un proyecto.

Si quieres saber más sobre la evaluación formativa de las materias STEM, puedes inscribirte en nuestro Evaluación para el Aprendizaje: Evaluación Formativa en la Enseñanza de Ciencias y Matemáticas ExpertTrack, donde puede desarrollar su capacidad de respuesta como profesor, aprender a evaluar la comprensión de los alumnos y proporcionarles comentarios que respalden su aprendizaje.

¿Cómo involucras a los estudiantes en STEM?

Ya sabemos que hay escasez de graduados calificados en materias STEM y una falta de diversidad en el campo. Entonces, ¿cómo abordamos estos problemas y logramos que los estudiantes se interesen en seguir carreras en STEM? Todo comienza en el salón de clases, y ahí es donde entras tú.

Diversidad en materias STEM

STEM siempre ha sido un campo dominado por hombres. En 2018, los datos de UCAS proporcionados por HESA mostraron que El 35 % de los estudiantes de STEM en educación superior en el Reino Unido eran mujeres, lo que demuestra un importante desequilibrio de género. Si bien las carreras de ciencias y matemáticas tenían porcentajes ligeramente más altos de mujeres (39 % y 37 %), la proporción de mujeres que estudiaban informática era extremadamente baja, con un 19 %. El porcentaje de mujeres que estudian carreras de ingeniería y tecnología fue igualmente bajo con un 19%, con un asombroso 81% de estudiantes hombres.

La cantidad de mujeres que realmente ingresan a la fuerza laboral STEM es incluso menor que la cantidad que estudia estas materias en la universidad en el Reino Unido. Estadísticas de la fuerza laboral de WISE 2018 afirman que solo el 22% de la fuerza laboral central de STEM en 2018 eran mujeres.

No se ha investigado tanto sobre la diversidad racial en STEM en el Reino Unido recientemente, pero la Informe CaSE 2014 sobre la mejora de la diversidad en STEM sugirió que los hombres negros y de minorías étnicas tienen un 28 % menos de probabilidades de trabajar en STEM que los hombres blancos. Sin embargo, ocurrió lo contrario para las mujeres, con un mayor porcentaje de mujeres BME empleadas en ocupaciones STEM en comparación con las mujeres blancas. Dado que estas cifras son de 2014 y no brindan una visión profunda de la diversidad étnica en STEM, no podemos confiar completamente en ellas, pero brindan algunas ideas interesantes.

Crear un entorno inclusivo

A continuación, hemos creado una lista de sugerencias sobre cómo crear un entorno de aprendizaje inclusivo y diverso para sus alumnos en el aula:

• Promueva una variedad de modelos a seguir y héroes de STEM, incluidos diferentes géneros y etnias. Organiza charlas de estas personas o muestra a tus alumnos videos inspiradores.
• Trate de crear programas o clubes educativos para grupos subrepresentados en STEM, como un club STEM para niñas o un club de ingeniería.
• Crear un ambiente inclusivo y acogedor para ambos géneros. la universidad de washington informaron que las niñas tenían tres veces más probabilidades de unirse a una clase de ciencias de la computación en un aula decorada con carteles, lámparas y plantas sobre la naturaleza en lugar de carteles y libros de ciencia ficción.
• Conecte a los estudiantes con mentores STEM. Estos pueden ser estudiantes mayores que pueden alentarlos o ayudarlos con proyectos, o voluntarios STEM de fuera de la escuela que tienen carreras dentro de los campos STEM.

¡Otra forma de involucrar a los estudiantes es simplemente haciendo que las lecciones sean divertidas! Y recuerda, si estás disfrutando de la lección, probablemente ellos también lo harán. Aquí hay algunas cosas que puede hacer para demostrar que STEM puede ser tan divertido como las materias de arte:

• Hacer un viaje de campo
• tener una competencia
• Alborotarse
• Jugar juegos

Pensamientos finales

Con suerte, le hemos brindado suficientes consejos para comenzar a enseñar STEM o lo hemos inspirado a probar un nuevo enfoque de enseñanza. Hay innumerables oportunidades dentro del campo, por lo que definitivamente vale la pena alentar a sus estudiantes a involucrarse en todo lo que STEM tiene para ofrecer. Incluso pueden terminar teniendo un éxito carrera dentro de STEM, potencialmente en un puesto de trabajo que ni siquiera existe todavía. Inspirar a las generaciones futuras no es la tarea más fácil, pero es extremadamente gratificante y una parte importante de dar forma al mundo en el que vivimos.