آموزش STEM و STEAM برای کودکان چیست؟ راهنمای کامل برای والدین و مربیان

«استم»، «استیم»، «کلاس STEM»، «اسباب‌بازی STEM»… این واژه‌ها در چند سال اخیر روی بسته‌ی اسباب‌بازی‌ها، تابلوی آموزشگاه‌ها و برنامه‌ی مدرسه‌ها همه‌جا دیده می‌شوند. اما وقتی از والدین — و حتی بعضی مربیان — می‌پرسیم STEM دقیقاً یعنی چه، پاسخ‌ها خیلی متفاوت است: بعضی آن را «کلاس رباتیک» می‌دانند، بعضی «علوم تجربی با آزمایش» و بعضی فقط یک برچسب تبلیغاتی.

در این راهنما، به زبان ساده و با تکیه بر گزارش‌های آکادمی‌های ملی علوم آمریکا و پژوهش‌های معتبر روان‌شناسی رشد، توضیح می‌دهیم STEM و STEAM از کجا آمده‌اند، آموزش یکپارچه با آموزش جزیره‌ای چه فرقی دارد، چرا سال‌های اول کودکی مهم‌اند، چطور می‌شود در خانه و با هزینه‌ی کم STEM را تمرین کرد و یک کلاس STEM خوب را از کلاسی که فقط پرزرق‌وبرق است تشخیص داد.

STEM و STEAM دقیقاً یعنی چه؟

STEM سرواژه‌ی چهار حوزه است:

• S — Science (علوم): پرسیدن درباره‌ی جهان طبیعی و پیدا کردن پاسخ با مشاهده و آزمایش.
• T — Technology (فناوری): ابزارها و سیستم‌هایی که انسان برای حل مسئله ساخته است — از قیچی و قرقره تا کامپیوتر و برنامه.
• E — Engineering (مهندسی): طراحی، ساختن و بهتر کردن راه‌حل برای یک مسئله‌ی واقعی، با محدودیت‌های واقعی مثل زمان، مصالح و هزینه.
• M — Mathematics (ریاضی): زبان اندازه‌گیری، الگو، شکل و استدلال کمّی.

در STEAM حرف A برای Arts — هنر و طراحی — اضافه می‌شود. منظور فقط نقاشی کشیدن کنار آزمایش علوم نیست؛ هنر در STEAM یعنی طراحی، زیبایی‌شناسی، داستان‌گویی و خلاقیت به‌عنوان بخشی از خود حل مسئله. مهندسی که پلی محکم ولی زشت و ناخوشایند برای مردم بسازد، کارش را نیمه‌تمام گذاشته است.

نکته‌ی کلیدی این است که STEM یک درس تازه نیست؛ یک رویکرد است: یادگیری علوم و ریاضی از راه حل مسئله‌های واقعی که چند حوزه را به هم وصل می‌کنند. به همین دلیل، یک فعالیت ساده‌ی آشپزی می‌تواند STEM باشد و یک کلاس گران «رباتیک» می‌تواند نباشد.

این واژه‌ها از کجا آمدند؟

گروه‌بندی علوم، فناوری، مهندسی و ریاضی در سیاست‌گذاری آموزشی آمریکا سابقه‌ی طولانی‌تری دارد، اما خود سرواژه‌ی STEM نسبتاً تازه است. در دهه‌ی ۱۹۹۰ بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF) برای این حوزه‌ها از سرواژه‌ی SMET استفاده می‌کرد. روایت مشهور این است که حدود سال ۲۰۰۱، جودیت رامالی — که آن زمان در NSF مسئولیت بخش آموزش و منابع انسانی را بر عهده داشت — ترتیب حروف را به STEM تغییر داد؛ هم چون آهنگ بهتری داشت و هم چون به نظرش علوم و ریاضی باید مثل دو تکیه‌گاه، فناوری و مهندسی را در میان بگیرند. البته معلم‌ها پیش از این هم گاهی این درس‌ها را با هم ترکیب می‌کردند؛ سهم این تغییر بیشتر در نام‌گذاری و جا افتادن این واژه بود، که در سال‌های بعد در سیاست‌گذاری آموزشی آمریکا و سپس در سراسر دنیا رواج یافت.

STEAM کمی دیرتر مطرح شد. معمولاً جورجت یاکمن، مربی و پژوهشگر آموزش فناوری، را از نخستین کسانی می‌دانند که در اواخر دهه‌ی ۲۰۰۰ چارچوبی برای آموزش یکپارچه با حضور هنر پیشنهاد کرد؛ پس از آن مدرسه‌های هنر و طراحی و بسیاری از مربیان ایده‌ی «از STEM به STEAM» را ترویج کردند. مرور یکپارچه‌ی Perignat و Katz-Buonincontro (2019) روی ۴۴ مقاله‌ی منتشرشده بین ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۸ نشان داد هنوز تعریف واحدی از STEAM وجود ندارد، برداشت‌ها از حرف A بسیار متنوع است و پژوهش‌ها کمتر نتیجه‌های یادگیری مثل خلاقیت را واقعاً اندازه گرفته‌اند. پس وقتی آموزشگاهی می‌گوید «کلاس STEAM»، حق دارید بپرسید منظورش دقیقاً چیست.

آموزش یکپارچه در برابر آموزش جزیره‌ای

در بیشتر مدرسه‌ها، علوم، ریاضی و درس‌های فناوری در ساعت‌های جدا و گاه با معلم‌های جدا تدریس می‌شوند؛ مثل جزیره‌هایی که پلی میانشان نیست. کودک در زنگ ریاضی «مساحت» را حفظ می‌کند و در زنگ علوم «نیرو» را، اما هیچ‌وقت نمی‌بیند که برای ساختن یک پل محکم به هر دو نیاز دارد.

آموزش یکپارچه‌ی STEM تلاش می‌کند این پل را بسازد. گزارش مشترک آکادمی ملی مهندسی و شورای ملی پژوهش آمریکا با عنوان «یکپارچه‌سازی STEM در آموزش مدرسه‌ای» (2014) پس از بررسی شواهد، چند پیام مهم داشت:

• آموزش یکپارچه می‌تواند به یادگیری و علاقه کمک کند، اما شواهد هنوز محدود و ناهمگون است و اثرش به نحوه‌ی اجرا بستگی دارد.
• ارتباط بین حوزه‌ها باید صریح باشد؛ هیچ تضمینی نیست که بچه‌ها خودبه‌خود بفهمند ریاضیِ پروژه کجاست.
• دانش هر حوزه باید جداگانه هم تقویت شود؛ پروژه‌ی جذاب نباید جای یادگیری عمیق ریاضی یا علوم را بگیرد.
• یکپارچگی بیشتر همیشه بهتر نیست؛ گاهی یک ارتباط ساده و حساب‌شده از یک پروژه‌ی بزرگ و شلوغ مؤثرتر است.

فراتحلیل پیش‌مقدماتی Becker و Park (2011) روی ۲۸ مطالعه هم اثر مثبتی برای رویکردهای یکپارچه بر پیشرفت تحصیلی گزارش کرد که در دوره‌ی دبستان بیشتر از سطوح بالاتر بود؛ هرچند خود نویسندگان تأکید کردند شواهد محدود است و پژوهش بیشتری لازم است. خلاصه‌ی صادقانه: یکپارچه‌سازی ایده‌ی امیدوارکننده‌ای است، به شرطی که خوب طراحی شود.

فرایند طراحی مهندسی برای بچه‌ها

حرف E در STEM معمولاً فراموش‌شده‌ترین حرف است، در حالی که شاید برای کودکان از همه ارزشمندتر باشد. چارچوب آموزش علوم شورای ملی پژوهش آمریکا (2012) — که پایه‌ی استانداردهای جدید آموزش علوم آن کشور شد — «تعریف مسئله» و «طراحی راه‌حل» را در کنار پرسیدن سؤال و انجام آزمایش، جزو روش‌های کار علمی و مهندسی قرار داد که دانش‌آموزان باید از دبستان تمرین کنند.

برنامه‌ی «مهندسی برای دبستان» (Engineering is Elementary) که کریستین کانینگهام در موزه‌ی علوم بوستون راه انداخت، این فرایند را برای بچه‌ها در پنج قدم ساده خلاصه کرده است (Cunningham 2018) — عمداً پنج قدم، به اندازه‌ی انگشتان یک دست، تا بچه‌ها راحت به خاطر بسپارند:

• ۱. بپرس: مسئله چیست؟ چه محدودیت‌هایی داریم؟ دیگران چه راه‌حل‌هایی امتحان کرده‌اند؟
• ۲. تصور کن: هر چند ایده که می‌شود فکر کن و بهترینش را برای آزمودن انتخاب کن.
• ۳. برنامه بریز: طرح را بکش و مصالح لازم را فهرست کن.
• ۴. بساز: مدل را بساز و آزمایش کن.
• ۵. بهتر کن: چه چیزی کار کرد و چه چیزی نه؟ طرح را اصلاح کن و دوباره بیازما.

یک مثال خانگی: «با ۱۰ برگه‌ی کاغذ و یک چسب نواری، پلی بساز که بین دو کتاب به فاصله‌ی ۲۰ سانتی‌متر قرار بگیرد و بیشترین تعداد سکه را تحمل کند.» کودک می‌پرسد، طرح می‌کشد، می‌سازد، سکه می‌چیند، پل فرو می‌ریزد — و این‌جاست که یادگیری واقعی شروع می‌شود: «چرا کاغذِ تاخورده محکم‌تر است؟» این همان چرخه‌ای است که در برنامه‌نویسی به آن اشکال‌زدایی می‌گوییم.

چرا STEM در سال‌های اول کودکی مهم است؟ شواهد علمی

شاید فکر کنید STEM مال دبیرستان و انتخاب رشته است. پژوهش‌های رشد کودک تصویر دیگری نشان می‌دهند:

• Duncan و همکاران (2007) با تحلیل ۶ مجموعه‌داده‌ی طولی بزرگ نشان دادند در میان مهارت‌های زمان ورود به مدرسه، مهارت ریاضی بیشترین قدرت پیش‌بینی پیشرفت تحصیلی بعدی را دارد و پس از آن مهارت خواندن و توجه قرار دارند. این الگو برای دختران و پسران و برای خانواده‌های کم‌درآمد و پردرآمد مشابه بود.
• Watts و همکاران (2014) دیدند دانش ریاضی کودک در ۴ و نیم سالگی، پیشرفت ریاضی او را تا ۱۵ سالگی پیش‌بینی می‌کند — حتی پس از در نظر گرفتن مهارت خواندن، توانایی‌های شناختی و ویژگی‌های خانواده. رشد ریاضی بین پیش‌دبستانی و کلاس اول، پیش‌بینی‌کننده‌ی از این هم قوی‌تری بود.
• Clements و Sarama (2011) در مقاله‌ای در مجله‌ی Science توضیح دادند کودکان ۳ تا ۵ ساله ظرفیت یادگیری ریاضیِ قابل‌توجهی دارند و مداخله‌های ریاضی خوش‌طراحی در این سن اثر مثبت چندساله دارند؛ مشکل این است که بسیاری از بچه‌ها فرصت این یادگیری را پیدا نمی‌کنند.
• Tai و همکاران (2006) در مجله‌ی Science گزارش کردند نوجوانانی که در کلاس هشتم انتظار داشتند در بزرگسالی شغلی علمی داشته باشند، احتمال بسیار بیشتری داشت که مدرک دانشگاهی در علوم فیزیکی یا مهندسی بگیرند — حتی با در نظر گرفتن نمره‌هایشان. یعنی علاقه زود شکل می‌گیرد و اهمیت دارد.

اما صداقت علمی حکم می‌کند نکته‌ی دیگری را هم بگوییم: Bailey و همکاران (2017) نشان دادند اثر بسیاری از مداخله‌های آموزشی دوران کودکی پس از چند سال کم‌رنگ می‌شود (پدیده‌ای که به آن fadeout می‌گویند)، مگر اینکه محیط بعدی هم آن را ادامه دهد. پس STEM در کودکی واکسن یک‌باره نیست؛ مثل ورزش است و باید ادامه داشته باشد. یک کلاس تابستانی کافی نیست؛ یک عادت خانوادگی و آموزشی لازم است.

مهارت فضایی: حلقه‌ی گمشده‌ی STEM

مهارت فضایی یعنی توانایی تصور کردن، چرخاندن و جابه‌جا کردن شکل‌ها در ذهن: اینکه بفهمی یک جعبه‌ی تاشده وقتی باز شود چه شکلی دارد، یا یک قطعه‌ی پازل را پیش از گذاشتن در ذهنت بچرخانی. این مهارت در مدرسه کمتر مستقیم درس داده می‌شود، اما برای STEM بسیار مهم است:

• Wai، Lubinski و Benbow (2009) با داده‌های پیگیری حدود ۴۰۰ هزار دانش‌آموز دبیرستانی آمریکایی در بیش از ۱۱ سال نشان دادند مهارت فضایی در نوجوانی، ورود و موفقیت در رشته‌های STEM را پیش‌بینی می‌کند — فراتر از آنچه توانایی ریاضی و کلامی پیش‌بینی می‌کنند. به استدلال آن‌ها، وقتی استعدادها فقط با آزمون ریاضی و کلامی سنجیده شوند، بسیاری از استعدادهای بالقوه‌ی STEM دیده نمی‌شوند.
• Uttal و همکاران (2013) در فراتحلیلی روی ۲۱۷ مطالعه نشان دادند مهارت فضایی آموختنی است: تمرین، اثری متوسط (حدود ۰٫۴۷ انحراف معیار) داشت، این اثر با گذشت زمان از بین نرفت و حتی به تکلیف‌های فضایی تمرین‌نشده هم منتقل شد.
• Levine و همکاران (2012) کودکان ۲ تا ۴ ساله را در خانه مشاهده کردند: بچه‌هایی که پازل بازی می‌کردند، در ۴ و نیم سالگی در تکلیف چرخاندن ذهنی شکل‌ها بهتر بودند — حتی با کنترل تحصیلات و درآمد والدین.
• Verdine و همکاران (2014) نشان دادند مهارت کودکان ۳ ساله در ساختن سازه با بلوک‌های به‌هم‌چسبنده، با مهارت ریاضی همان زمانشان رابطه دارد.

نتیجه‌ی عملی ساده و ارزان است: پازل، بلوک‌های ساختنی، اوریگامی، نقشه‌خوانی و بازی‌های چرخاندن شکل، به‌علاوه‌ی استفاده از زبان فضایی در گفت‌وگوهای روزمره («بالای»، «پشتِ»، «بچرخانش»، «قرینه»). برنامه‌ریزی یک ربات روی صفحه‌ی شطرنجی — جایی که کودک باید از دید ربات تشخیص دهد «راست» کجاست — هم یک تمرین فضایی جدی است.

دختران و STEM: کلیشه‌ها از کودکی شروع می‌شوند

گزارش یونسکو با عنوان «رمزگشایی» (Cracking the Code, 2017) نشان داد در سطح جهان فقط حدود ۳۵ درصد دانشجویان رشته‌های STEM زن هستند، و این شکاف ریشه در عواملی دارد که از کودکی شروع می‌شوند: از تصور دختران درباره‌ی توانایی خودشان تا کلیشه‌های خانواده، مدرسه و جامعه. پژوهش‌ها نشان می‌دهند این کلیشه‌ها خیلی زود شکل می‌گیرند:

• Bian، Leslie و Cimpian (2017) در مجله‌ی Science گزارش کردند دختران ۶ ساله کمتر از پسرها باور دارند هم‌جنس‌هایشان «خیلی خیلی باهوش» هستند و از همان سن، از بازی‌هایی که «مخصوص بچه‌های خیلی باهوش» معرفی می‌شوند فاصله می‌گیرند.
• Miller و همکاران (2018) با فراتحلیل ۵ دهه مطالعه‌ی «یک دانشمند بکش» (۷۸ مطالعه، بیش از ۲۰ هزار کودک) نشان دادند نقاشی بچه‌ها از دانشمندان در طول دهه‌ها متنوع‌تر شده و زنان بیشتری در آن‌ها دیده می‌شوند، اما بچه‌ها با بالا رفتن سن، دانشمند را بیشتر مرد تصور می‌کنند.
• Master و همکاران (2017) دیدند دخترهای کلاس اولی که با یک ربات برنامه‌نویسی کردند، علاقه و باور به توانایی بیشتری در فناوری نشان دادند و فاصله‌ی جنسیتی علاقه به فناوری در آن‌ها کم شد.

پیام برای والدین و مربیان: تجربه‌ی زود، مثبت و موفق در STEM برای دختران اهمیت ویژه دارد. به دخترتان پازل و بلوک بدهید، از تلاش و راهبردش تعریف کنید نه از «باهوش بودنش»، الگوهای زن در علم و مهندسی را نشانش دهید و مراقب جمله‌هایی مثل «ریاضی کار پسرهاست» در اطرافش باشید. بیشتر بخوانید: برنامه‌نویسی برای دختران.

STEM در خانه: ۱۲ فعالیت کم‌هزینه

برای STEM لازم نیست کیت گران بخرید. آنچه مهم است پرسیدن، پیش‌بینی کردن، آزمودن و بهتر کردن است. این فعالیت‌ها با وسایل معمولی خانه انجام می‌شوند (سن‌ها تقریبی‌اند):

• ۱. آشپزی با اندازه‌گیری (۴ سال به بالا): پیمانه، نسبت، دما و تغییر حالت ماده؛ «اگر شکر را دو برابر کنیم چه می‌شود؟»
• ۲. شناور یا غرق؟ (۴ سال به بالا): اول پیش‌بینی، بعد آزمایش با اشیای خانه، بعد دسته‌بندی نتیجه‌ها.
• ۳. پازل و بلوک (۲ سال به بالا): ساده‌ترین تمرین مهارت فضایی؛ کم‌کم الگو بدهید تا کودک از روی تصویر بسازد.
• ۴. پل کاغذی (۷ سال به بالا): همان چالش طراحی مهندسی بالا، با محدودیت مصالح و آزمون سکه.
• ۵. سایه و خورشید (۵ سال به بالا): طول سایه‌ی یک چوب را چند بار در روز علامت بزنید و الگویش را پیدا کنید.
• ۶. باغچه‌ی کوچک (۴ سال به بالا): کاشتن لوبیا در دو لیوان، یکی در نور و یکی در تاریکی؛ ثبت روزانه‌ی رشد با خط‌کش و کشیدن نمودار.
• ۷. ماشین بادکنکی (۸ سال به بالا): نیرو و حرکت، و سؤال همیشگی مهندسان: «چطور سریع‌ترش کنیم؟»
• ۸. بازی ربات و فرمانده (۵ سال به بالا): یک نفر با دستورهای دقیق («دو قدم جلو، بچرخ راست») دیگری را به هدف برساند؛ اولین تجربه‌ی الگوریتم.
• ۹. نقشه‌ی گنج خانه (۶ سال به بالا): کشیدن نقشه‌ی اتاق از بالا و پنهان کردن گنج؛ تمرین مختصات و مهارت فضایی.
• ۱۰. الگوهای تکرارشونده (۴ سال به بالا): ساختن الگو با دکمه، مهره یا رنگ («قرمز، آبی، آبی، قرمز…») و پیدا کردن قاعده‌ی الگوی دیگری.
• ۱۱. اوریگامی و حجم‌سازی با کاغذ (۷ سال به بالا): تقارن، زاویه و تبدیل شکل دوبعدی به سه‌بعدی؛ یک فعالیت STEAM واقعی.
• ۱۲. برنامه‌ریزی ربات مجازی (۵ سال به بالا): ترکیب ریاضی، منطق، فناوری و طراحی در یک فعالیت؛ بیشتر بخوانید: رباتیک بدون کیت.

راز موفقیت این فعالیت‌ها در گفت‌وگوست، نه در وسایل. به‌جای توضیح دادن، بپرسید: «فکر می‌کنی چه می‌شود؟ چرا؟ چطور می‌توانیم امتحانش کنیم؟» و بگذارید کودک اشتباه کند. برای ایده‌های بیشتر، مقاله‌ی یادگیری از راه بازی را ببینید.

رباتیک: یک فعالیت STEM یکپارچه‌ی کامل

اگر بخواهیم فعالیتی پیدا کنیم که هر پنج حرف STEAM را به‌طور طبیعی کنار هم بنشاند، رباتیک یکی از بهترین گزینه‌هاست:

• علوم: حسگرها چطور نور، رنگ یا فاصله را اندازه می‌گیرند؟ اصطکاک و نیرو چه اثری بر حرکت ربات دارند؟
• فناوری: برنامه، حسگر، موتور و رابطه‌ی سخت‌افزار و نرم‌افزار.
• مهندسی: طراحی راه‌حل، آزمودن، شکست خوردن و بهتر کردن — همان فرایند طراحی مهندسی.
• هنر و طراحی: ظاهر ربات، داستان مأموریت و راه‌حل‌های خلاقانه و زیبا.
• ریاضی: زاویه‌ی چرخش، فاصله، مختصات، شمارش تکرارها و منطق شرط‌ها.

مرورهای نظام‌مند و فراتحلیل‌های رباتیک آموزشی اثر مثبت متوسطی بر یادگیری STEM نشان داده‌اند، به شرط طراحی آموزشی درست. جزئیات این پژوهش‌ها را در رباتیک کودکان و فواید رباتیک برای کودکان آورده‌ایم. اگر هنوز مطمئن نیستید رباتیک برای فرزندتان مناسب است، مقاله‌ی چرا رباتیک؟ را هم بخوانید.

یک نکته‌ی مهم: رباتیک فقط وقتی STEM واقعی است که کودک فکر کند و طراحی کند. کلاسی که بچه در آن فقط دستورالعمل مونتاژ را مرحله‌به‌مرحله دنبال می‌کند، بیشتر شبیه ساختن ماکت است تا مهندسی.

یک کلاس STEM خوب را چطور بشناسیم؟

دو یافته‌ی پژوهشی معیار خوبی برای قضاوت به دست می‌دهند. فراتحلیل بزرگ Freeman و همکاران (2014) روی ۲۲۵ مطالعه در درس‌های علوم و مهندسی دانشگاهی نشان داد یادگیری فعال — که یادگیرنده در آن کار می‌کند، بحث می‌کند و مسئله حل می‌کند — نتیجه‌ی امتحان را بهتر و نرخ مردودی را کمتر از کلاس سخنرانی‌محور می‌کند. این مطالعه درباره‌ی دانشجویان است، اما اصل آن با آنچه درباره‌ی یادگیری کودکان می‌دانیم هم‌خوان است.

از طرف دیگر، فراتحلیل Alfieri و همکاران (2011) روی ۱۶۴ مطالعه نشان داد اکتشاف بدون راهنما («خودت کشف کن!») از آموزش مستقیم ضعیف‌تر عمل می‌کند، اما اکتشاف هدایت‌شده — با بازخورد، مثال حل‌شده، داربست‌زنی و خواستن توضیح از یادگیرنده — از روش‌های دیگر بهتر است. پس کلاس STEM خوب نه سخنرانی است و نه رها کردن بچه‌ها با یک جعبه وسیله. چک‌لیست ما:

• بچه‌ها بیشتر وقت کلاس دست به کارند، نه تماشاگر.
• مسئله‌ی واقعی و باز دارد: بیش از یک جواب درست ممکن است.
• مربی سؤال می‌پرسد و راهنمایی می‌کند؛ نه جواب را لو می‌دهد و نه بچه‌ها را کاملاً رها می‌کند.
• ارتباط بین حوزه‌ها صریح است: «این زاویه‌ای که حساب کردیم، همان است که ربات می‌چرخد.»
• آزمودن و اصلاح بخش رسمی کار است و شکست اول عادی شمرده می‌شود.
• کار گروهی با نقش‌های روشن دارد، نه چهار نفر دور یک کیت که فقط یکی کار می‌کند.
• برنامه‌ی درسی پیوسته دارد که هر جلسه روی جلسه‌ی قبل بنا می‌شود، نه مجموعه‌ای از سرگرمی‌های پراکنده.
• پیشرفت را نشان می‌دهد: پروژه‌ها، پوشه‌ی کار یا گزارشی از مهارت‌هایی که کودک یاد گرفته است.
• فراگیر است: دختران و پسران و بچه‌هایی با سطح‌های متفاوت، همه فرصت مشارکت دارند.

برای جزئیات بیشتر، راهنمای انتخاب کلاس رباتیک را بخوانید.

۷ باور نادرست درباره‌ی آموزش STEM

• «STEM فقط برای بچه‌های ریاضی‌خوب است.» برعکس؛ مهارت‌های STEM — از جمله مهارت فضایی — با تمرین رشد می‌کنند (Uttal و همکاران 2013). بچه‌ای که در ریاضی کلاس مشکل دارد، شاید بیش از همه از STEM عملی سود ببرد.
• «STEM یعنی کیت و اسباب‌بازی گران.» برچسب «STEM» روی بسته چیزی را تضمین نمی‌کند. پازل، کاغذ، آشپزخانه و یک ربات مجازی رایگان می‌توانند STEM واقعی باشند. (راهنمای کیت رباتیک)
• «STEAM یعنی اضافه کردن یک نقاشی به آزمایش علوم.» هنر در STEAM یعنی طراحی و خلاقیت در دل حل مسئله، نه تزئین پایانی.
• «بگذاریم بچه‌ها خودشان کشف کنند.» اکتشاف بدون راهنما کمتر نتیجه می‌دهد (Alfieri و همکاران 2011)؛ نقش مربی و والد در پرسیدن و داربست‌زنی حیاتی است.
• «STEM فقط برای شغل آینده است.» STEM پیش از هر چیز روش فکر کردن است: پرسیدن، جمع کردن شواهد و بهتر کردن. این مهارت‌ها برای هر شغل و حتی برای یک شهروند آگاه لازم‌اند.
• «یک دوره‌ی فشرده کافی است.» اثر مداخله‌های کوتاه با گذشت زمان کم‌رنگ می‌شود (Bailey و همکاران 2017)؛ تمرین منظم و پیوسته از یک دوره‌ی پرهزینه‌ی کوتاه مهم‌تر است.
• «دخترها ذاتاً به STEM علاقه ندارند.» پژوهش‌ها نشان می‌دهند کلیشه‌ها از حدود ۶ سالگی شکل می‌گیرند و تجربه‌ی مثبت می‌تواند علاقه را تغییر دهد (Bian و همکاران 2017؛ Master و همکاران 2017).

روبی چطور در آموزش STEM جا می‌گیرد؟

آکادمی رباتیک روبی یک اپلیکیشن و وب‌سایت فارسی است که در آن کودک ربات مجازی «روبی» را برنامه‌ریزی می‌کند و همه‌ی بازی‌هایش در حال حاضر رایگان‌اند. روبی همه‌ی STEM نیست — آزمایش علوم، آشپزی و ساختن پل کاغذی جای خودشان را دارند — اما برای بخش فناوری، مهندسی و ریاضی یک زمین تمرین منظم و در دسترس فراهم می‌کند:

• مهندسی و اشکال‌زدایی: هر مرحله یک مسئله است؛ کودک راه‌حل می‌سازد، اجرا می‌کند، خطا را پیدا می‌کند و بهترش می‌کند. ستاره‌های ۱ تا ۳ در هر درس او را تشویق می‌کنند دنبال راه‌حل بهتر باشد، نه فقط راه‌حلی که کار کند.
• علوم و فناوری: روبی حسگرهای واقعی رباتیک دارد — حسگر فاصله، حسگر رنگ و بامپر — و کودک یاد می‌گیرد ربات چطور محیطش را «حس» می‌کند.
• ریاضی و مهارت فضایی: جهت، چرخش، شمارش، الگو و حلقه در صفحه‌ای شطرنجی که کودک باید از دید ربات به آن نگاه کند.
• مسیر پیوسته: ۴ لیگ برای ۵ تا ۸، ۹ تا ۱۳ و ۱۴ تا ۱۶ سال و سطح حرفه‌ای، از بلوک‌های تصویری تا کد شبیه پایتون و در نهایت پایتون واقعی. (برنامه‌ی درسی روبی)
• همکاری و انگیزه: امتیاز تجربه (XP)، جدول امتیازها، حالت داستانی، ماجراجویی سه‌بعدی و بازی‌های تیمی آنلاین مثل فوتبال رباتیک، نقاشی تیمی و نجات گروهی.
• برای مدرسه‌ها و مربیان: ابزار کلاس با کد کلاس، تا معلم پیشرفت شاگردان را دنبال کند. (روبی برای مدرسه‌ها)

پیشنهاد ما ترکیب است: روبی برای تمرین منظم منطق و مهندسی نرم‌افزار، و فعالیت‌های دست‌ورزی خانه و مدرسه برای علوم، هنر و ساختن. می‌توانید همین حالا اپلیکیشن روبی را دریافت کنید.

جمع‌بندی

STEM و STEAM بیش از آنکه نام یک درس یا برچسب یک اسباب‌بازی باشند، روش نگاه کردن به یادگیری‌اند: کودک سؤال می‌پرسد، طراحی می‌کند، می‌سازد، شکست می‌خورد و بهتر می‌کند — و در این مسیر علوم، ریاضی، فناوری، مهندسی و هنر را کنار هم به کار می‌گیرد. پژوهش‌ها نشان می‌دهند مهارت‌های ریاضی و فضایی سال‌های اول کودکی با موفقیت‌های بعدی گره خورده‌اند، این مهارت‌ها آموختنی‌اند و کلیشه‌ها خیلی زود شکل می‌گیرند.

خبر خوب این است که شروع STEM گران نیست: یک پازل، کمی آرد و پیمانه، ده برگه کاغذ، یک ربات مجازی رایگان و از همه مهم‌تر یک بزرگ‌تر کنجکاو که به‌جای جواب دادن، سؤال بپرسد. همین امروز می‌شود شروع کرد.