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Il ruolo della matematica nelle attività STEM

Matemàtiques i STEM

L’acronimo STEM sta per scienze, tecnologia, ingegneria e matematica e nel mondo dell’istruzione acquisisce un ruolo sempre più importante. Gli approcci educativi pensati in prospettiva STEM mirano a favorire la comprensione di queste discipline attraverso la partecipazione a progetti e attività integrati, in cui gli alunni risolvono problemi complessi e ricorrono a soluzioni innovative. Sebbene il concetto STEM possa sembrare attuale, ha una lunga storia alle spalle.

Noi di Innovamat, in quanto esperti di didattica della matematica, siamo particolarmente interessati al ruolo della matematica nelle attività STEM e ne rivendichiamo l’importanza per ciò che rappresenta: una disciplina essenziale quanto le altre e un modo di vedere il mondo. Vogliamo che la matematica riceva l’attenzione che merita e che venga meno l’idea per cui non è altro che uno strumento al servizio delle altre aree della conoscenza umana.

Ma andiamo con ordine. Cerchiamo prima di tutto di capire perché si parla tanto di STEM.

Cominciamo!

Indice dei contenuti

L'origine del concetto STEM

Facciamo un passo indietro nel tempo, per la precisione, negli Stati Uniti della metà del XX secolo. Il termine STEM compare per la prima volta in un documento del Dipartimento della Difesa statunitense, in cui si sosteneva che l’educazione in prospettiva STEM avrebbe reso il Paese competitivo in un momento in cui, dopo la seconda guerra mondiale, la sicurezza nazionale sarebbe stata una delle maggiori preoccupazioni della nazione.

Educazione e alfabetizzazione in ambito STEM

Nonostante l’origine politica del termine, l’uso e gli obiettivi delle idee STEM nei contesti educativi sono cambiati. Attraverso l’alfabetizzazione STEM, con la creazione quindi un ambiente di apprendimento inclusivo e diversificato, si spera di superare le disuguaglianze etniche, di genere e socioeconomiche.

Per Digna Couso, essere alfabetizzati nelle discipline STEM significa «essere in grado di analizzare problemi complessi per creare soluzioni creative, basate sulle conoscenze e sulle competenze chiave dell’ingegneria, della scienza e della matematica». Couso sostiene anche che la tecnologia sia il prodotto dell’ingegneria, non un nuovo modo di fare o di pensare, né un’area a sé stante con contenuti nuovi.

Un’alfabetizzazione di qualità in ambito STEM non è legata solamente all’integrazione delle discipline a cui l’acronimo fa riferimento, ma anche alla promozione delle competenze generali essenziali per il futuro degli alunni e dei valori sociali cui faranno riferimento nel corso della loro vita. Vediamo più da vicino questi tre aspetti: le competenze specifiche, le competenze generali e i valori sociali.

Figures de nens

Competenze specifiche

Quando parliamo di incoraggiare la vocazione scientifica non intendiamo dire che gli alunni debbano studiare scienze, ma piuttosto che debbano sviluppare competenze specifiche in questo ambito. Durante le lezioni di matematica, ad esempio, lavoriamo allo sviluppo di abilità specifiche relative a processi come la risoluzione di problemi o la comunicazione e la rappresentazione. Facendo scienze o ingegneria, invece, si lavora su altri aspetti quali l’argomentazione, la creazione e la ricerca.

In un progetto STEM, gli alunni decidono, in base a ciò che hanno imparato e osservato, se pensare come uno scienziato, come un ingegnere o come un matematico. Non si dedicano a tutte le discipline contemporaneamente. Non sarebbe possibile, perché a volte ciò che un dato rappresenta in un’area, significa qualcosa di diverso in un’altra. Ogni disciplina avrà il suo momento di protagonismo ma saranno gli alunni, con la nostra guida, a decidere su cosa focalizzare la loro attenzione.

Competenze generali

Il rapporto Future Skills and the Future of Curriculum, pubblicato dall’International Bureau of Education dell’UNESCO nel 2017, parla di sette competenze per il futuro legate ai «lavori del futuro» e all’uso della tecnologia. Tra queste competenze troviamo abilità come l’interazione con strumenti e risorse, l’interazione con gli altri (lavoro di squadra, negoziazione, ecc.) e l’interazione nel e con il mondo. I progetti STEM rappresentano un contesto molto ricco in cui gli alunni possono sviluppare queste competenze.

Valori

Infine, è bene menzionare il ruolo dei valori nell’alfabetizzazione STEM. Nel corso della storia, la scienza è sempre stata oggetto di discussione nei dibattiti di etica e morale ed è importante che i nostri alunni ne siano consapevoli.

Prendiamo come esempio il film Oppenheimer, basato sul caso reale della creazione della bomba atomica. Di fronte a un problema complesso come la guerra, scienziati, matematici e ingegneri lavorano insieme per sviluppare una soluzione creativa, in questo caso, una bomba atomica. Specialisti di diverse discipline STEM mettono in gioco le loro competenze: i fisici sviluppano una teoria, i matematici modellano la situazione facendo previsioni e gli ingegneri costruiscono la bomba.

In questo senso, possiamo anche approfittare dei momenti di approfondimento in queste discipline per sviluppare lo spirito critico degli alunni. Possiamo chiedere loro, ad esempio: «Sarebbe giusto realizzare uno strumento in grado di danneggiare così tante persone? Potremmo trovare soluzioni alternative al problema?».

Mestre i nens valors

Qual è il ruolo della matematica nelle attività STEM?

Se chiedessimo a diversi professionisti del mondo scientifico «cos’è per te la matematica?», molti risponderebbero «uno strumento». Purtroppo, nel mondo STEM, la matematica non sempre ha goduto delle stesse attenzioni rivolte all’ingegneria o alle scienze. La matematica ci aiuta in tanti momenti della nostra vita ma non è un semplice strumento funzionale al raggiungimento di obiettivi esterni al suo raggio d’azione. È una materia in tutto e per tutto completa e rappresenta un mondo eccitante per coloro che la amano. È un modo di fare e di vivere che sempre e ovunque ha contribuito a plasmare l’eredità culturale dell’umanità. Per rompere con la concezione utilitaristica legata a questa materia, è necessario diffondere una visione per cui la matematica brilla di luce propria.

Ed è arrivati a questo punto che ci domandiamo: è possibile lavorare nelle discipline STEM ponendo l’enfasi sulla matematica? È possibile costruire la conoscenza matematica collegandola alle scienze?

Nei materiali di Innovamat, proponiamo alcune attività STEM perché crediamo che potenzino lo sviluppo dei contenuti e dei processi matematici.

Oltre alla sua utilità come strumento di risoluzione di situazioni reali o astratte, lo studio della matematica promuove la comprensione dei processi soggiacenti a ciascun progetto STEM. Concentrarsi su questa disciplina può aiutare gli alunni a identificare e utilizzare i processi matematici che stanno consolidando, promuovendo una comprensione più profonda e una maggiore applicazione di queste abilità. È giunto il momento di rivendicare il ruolo della matematica!

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