En el món de l’educació, les sigles STEM (Ciència, Tecnologia, Enginyeria i Matemàtiques) han guanyat una gran importància en els últims anys. Aquest enfocament multidisciplinari busca fomentar la comprensió i l’aplicació d’aquestes disciplines en projectes i activitats integrats, desafiant els alumnes a resoldre problemes complexos i a crear solucions innovadores. Tot i que el concepte STEM pot semblar actual, té una llarga història al darrere.
A Innovamat, com experts en didàctica de les matemàtiques, ens interessa especialment el paper de les matemàtiques dins de les activitats STEM. Les reivindiquem com el que són: una disciplina igual d’important i una manera de veure el món.Volem que tinguin la importància que es mereixen i trencar costums que les considerin una simple eina.
Però, ens estem avançant. Parlem una mica més sobre tot això de l’STEM.
Som-hi!
Taula de continguts
L’origen del concepte STEM
Retrocedim en el temps, concretament als Estats Units de mitjans del segle XX. El terme STEM (l’acrònim anglès de Science, Technology, Engineering and Mathematics), apareix per primera vegada en un document del Ministeri de Defensa dels EUA en què es defensava l’educació STEM per continuar sent competitius com a país, en un moment on, després de la Segona Guerra Mundial, la seguretat nacional tenia una gran importància.
STEM a l’educació i alfabetització en STEM
Malgrat aquest origen polític, a partir de la introducció d’STEM en contextos educatius, el concepte s’ha reaprofitat i l’objectiu ha canviat. A través de l’alfabetització en STEM, es busca superar les desigualtats ètniques, de gènere i socioeconòmiques que trobem en el món laboral de l’àmbit científic, a partir de crear un entorn d’aprenentatge inclusiu i diversificat.
Segons Digna Couso, estar alfabetitzat en STEM és «ser capaç d’analitzar problemes complexos per crear solucions creatives, a partir dels coneixements i competències clau de l’enginyeria, la ciència i les matemàtiques». A més, Couso defensa que la tecnologia és el producte de l’enginyeria, no una nova manera de fer o pensar, ni una branca de continguts nous.
Una alfabetització en STEM de qualitat no només està relacionada amb la incorporació de les matèries de ciència, tecnologia, enginyeria i matemàtiques, sinó també amb la promoció d’habilitats generals essencials per al futur dels alumnes, i de valors. Endinsem-nos en aquests tres aspectes: les competències específiques dels tres àmbits, competències més generals i els valors.
Competències específiques
Quan parlem de fomentar vocacions científiques, no volem dir que els alumnes hagin d’estudiar ciències, sinó que desenvolupin les habilitats pròpies d’aquestes àrees. Per exemple, a matemàtiques es treballen processos com la resolució de problemes o el raonament i prova. A Ciències o Enginyeria, en canvi, se’n treballen d’altres, com ara modelitzar, argumentar, realitzar o indagar.
En un projecte STEM, els alumnes hauran de decidir, segons el que han après i observat, en quin moment han de pensar com un científic, com un enginyer o com un matemàtic. No ho faran tot alhora. De fet, és impossible, perquè a vegades el que és un valor en un àmbit pot no ser-ho en un altre. Cada disciplina té el seu moment, i som nosaltres, els docents, els qui hem de guiar els alumnes a prendre aquesta decisió.
Competències generals
El 2017, l’Oficina Internacional d’Educació de la UNESCO va publicar l’informe Competències Futures i el Futur dels Currículums, en què presentaven set competències per al futur relacionades amb les «feines del futur» i l’ús de la tecnologia. Entre aquestes competències podem trobar habilitats com ara l’ús interactiu d’eines i recursos, la interacció amb els altres (treball en equip, negociació, etc.) i la interacció en i amb el món. Els projectes STEM són, doncs, un context molt ric perquè els alumnes desenvolupin aquestes competències.
Valors
Finalment, no podem oblidar els valors quan alfabetitzem en STEM. La ciència ha estat objecte de debats morals al llarg de la història. I és necessari que els alumnes en siguin conscients.
Prenem d’exemple la pel·lícula d’Oppenheimer, basada en el cas real de creació de la bomba atòmica. Davant d’un problema complex, com és una guerra, científics, matemàtics i enginyers es concentren per tal de desenvolupar una solució creativa. En aquest cas, una bomba atòmica. Així doncs, tots els especialistes de les diferents disciplines STEM posen en joc les seves competències: els físics desenvolupen una teoria; els matemàtics modelitzen la situació i fan prediccions; i els enginyers construeixen la bomba.
En aquest sentit, podem aprofitar també per desenvolupar l’esperit crític dels alumnes i educar, també, en valors. Podem preguntar-los, per exemple: «Volem fer realitat una eina que pugui fer mal a tantes persones?, Podem pensar en una altra solució al problema?»
Quin és el paper de les matemàtiques en les activitats STEM?
Si preguntéssim a diferents professionals del món científic «què són les matemàtiques per a tu», molts respondrien «una eina». Malauradament, les matemàtiques no sempre han tingut la mateixa importància que l’enginyeria o les ciències dins del món STEM. I és cert que les matemàtiques ens ajuden en molts moments, però són molt més que una eina. Són un fi en si mateixes, i un món apassionant per a les persones que les estimem. Són una manera de fer i de viure que sempre, i a tot arreu, han ajudat a conformar el llegat cultural de la humanitat. Per trencar amb aquesta concepció més utilitarista, cal divulgar una visió on les matemàtiques brillin amb llum pròpia.
I és aquí on se’ns obre un món de preguntes sobre com treballar les matemàtiques a través d’STEM: es pot treballar en STEM posant èmfasi a les matemàtiques? Es pot construir coneixement matemàtic connectant les matemàtiques amb les ciències?
Des de la proposta d’Innovamat, proposem algunes activitats STEM perquè creiem que potencien el desenvolupament de continguts i processos matemàtics.
Per exemple, per a 2n d’ESO, hem ideat un projecte d’estadística en el context d’un concurs d’avions de paper. Fem servir els conceptes i alguns paràmetres de centralització i dispersió per analitzar les dades de diversos llançaments d’avions en condicions diferents i escollir quina ens interessa més per fer el concurs d’avions de paper. Prova-hola amb els teus alumnes i digue’ns què et sembla!
També et recomanem provar la sessió de 1r d’ESO «Un ou o una castanya?», en què construïm conceptes de geometria per tal d’analitzar la forma de les closques d’ou. A partir d’un article científic i construccions manipulatives, descobrim cercles, el·lipses i ovals. I descobrim les superfícies de revolució.
Així doncs, les matemàtiques, més enllà de la utilitat que tenen com a eina quan les apliquem directament, també promouen la comprensió dels processos subjacents a cada projecte STEM. Enfocar la mirada en aquesta disciplina pot ajudar els alumnes a identificar i utilitzar els processos matemàtics que estan utilitzant, afavorint una comprensió més profunda i una aplicació més àmplia d’aquestes habilitats. Reivindiquem el paper de les matemàtiques!
