1. ما هو نموذج STEM أو منهجية (STEM) ؟

تطوير المهارات العملية جنبًا إلى جنب مع مهارة حل المشكلات والإبداع ينطلق منذ مرحلة الطفولة المبكرة ويستمر على مدار الحياة. يُعد نموذج STEM الدليل الرئيسي لتعليم متكامل يجمع بين التخصصات الأربعة، وهي علوم الطبيعة وتكنولوجيا المعلومات والهندسة والرياضيات. يُطلق عليه في كثير من الأحيان اسم “المعرفة الشاملة” أو ما بعد المعرفة، حيث يهدف هذا النموذج إلى إنشاء منظومة تعليمية متكاملة تجمع بين مختلف المعارف لتكوين علم جديد.

تُعتبر تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، أو نموذج STEM، واحدة من أفضل الفرص للطلاب لفهم العالم بشكل شامل وغير مجزأ، حيث يتجاوز هذا النموذج المنهج التقليدي لتدريس العلوم والرياضيات. يقوم نموذج STEM بتجاوز الحواجز التقليدية بين التخصصات الأربعة، حيث يدمجها في منظومة تعليمية واحدة متناغمة. يُظهر النموذج الجديد كفاءة عالية في ربط المفاهيم الأكاديمية بتطبيقها في سياقات متنوعة تربط بين المدرسة، والمجتمع، والعمل، والمؤسسات العلمية والتجارية والاقتصادية. وهو من أنظمة التعليم التي بدأت تبرز الحاجة إليه في آواخر القرن العشرين وحتى اليوم، ويُعرف رسميًا باسم نموذج STEM (موريسون، 2006)

لم يدرك العديد من المعلمين بعد أن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات يمثل تحولًا أكبر من مجرد تغيير في التسميات النمطية لتدريس العلوم والرياضيات. وهو أكثر من مجرد إضافة مواضيع “التكنولوجيا” و “الهندسة” إلى المناهج الدراسية القياسية.

2. لماذا تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (نموذج STEM) الآن؟

في العصر الحاضر، أصبحت الكثير من الدول أكثر وعيا بأهمية الإبداع والتقنية. وبدأت في التصدي للقلق المتزايد حول نقص العلماء والمهندسين وعلماء الرياضيات للّحاق بركب الابتكار والتكنولوجيا والوصول إلى مراتب متقدمة في هذا المجال. وفي عصر يشهد انتشارًا واسعًا للمعرفة المتقدمة، خرجت الكثير من الفرص الوظيفية في مجالات العلوم والتقنية من أيدي أبناء الكثير من الدول إلى العلماء والمهندسين القادمين من الدول المتقدمة في هذه المجالات. ونتيجة لذلك، ازدادت الحاجة إلى بذل جهود موحدة ومنسقة لتعزيز القدرة التنافسية بين مواطني هذه الدول وبين غيرهم في مجالات العلوم والتكنولوجيا.

وقد ذكر مؤلف كتاب “الصعود فوق عاصفة التجمع: تنشيط وتوظيف أمريكا من أجل مستقبل أكثر إشراقًا” أن الكونغرس الأمريكي. قد طلب تقريراً يتناول التحديات المذكورة سابقًا. وفي هذا التقريرقُدِمت أربع توصيات تعالج هذه القضايا. كان من بين هذه التوصيات الحاجة الملحة لتحسين تعليم الرياضيات والعلوم الملحة لتحسين جودة تعليم الرياضيات والعلوم ابتداءً من مرحلة رياض الأطفال وصولاً إلى نهاية التعليم الثانوي بشكل كبير. وشدد التقرير على أهمية تعزيز واستمرارية العمل في ميدان البحوث الطويلة الأمد في مجال العلوم الأساسية.

3. ما هي فوائد التعلم بنظام الـ STEM؟ 

في الوقت الحالي، يُعتبر فهم المبادئ العلمية والرياضية، إضافة إلى اكتساب المعرفة العملية في استخدام أجهزة الكمبيوتر والبرامج، وتطوير مهارات حل المشكلات التي تُدرَّس في دورات التدريب في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، ضروريًا بلا شك لمعظم الوظائف في الاقتصاد الحديث الذي يعتمد بشكل كبير على المعرفة. تلك المعرفة العميقة بالعلوم والتكنولوجيا لا تُعَدّ مجرد إضافة للمؤهلات الفردية، بل تشكل ركيزة أساسية لاستمرارية الابتكار والتطوير في مختلف الميادين.

وفي سياق آخر، يظهر التعليم متعدد التخصصات كأحد السُبل الرئيسية لتجهيز الطلاب بالمهارات الضرورية لتحقيق النجاح في الوظائف الحديثة ومواجهة التحديات الصعبة وحل المشكلات المعقدة. ورغم ذلك، يفتقر النظام التعليمي الحالي إلى التكامل، حيث يُدرَّس العلوم والرياضيات بشكل منفصل، مما يحول دون تحقيق رؤية التعليم المتعدد التخصصات.

تتطلع مبادرات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (نموذج STEM) إلى تعزيز وتطوير القوى العاملة في ميادين العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في بلادنا. تلك المبادرات تفتح آفاقًا للأفراد، حيث تقدم فرص استكشاف أكاديمية ومهنية وفيرة، مما يمكّنهم من الانخراط في مجالات الابتكار واكتساب قدرات تنافسية مهمة. يتبنى هذا النهج أيضًا دورًا هامًا في تعزيز جهود محو الأمية في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، وبالتالي يعزز القدرة على المنافسة في الاقتصاد الجديد، وفقًا لرؤية (تسوبروس، 2009).

قام مجموعة من المتخصصين في تطوير الأنظمة والمناهج التعليمية بعمل ورشات عمل شارك فيها أطفال من سنوات مدرسية مختلفة من رياض الأطفال وحتى الصف الثاني عشر. في ورشات العمل هذه قام المتخصصون بإعطاء المشاركين مشاريع هندسية مثل التصميم والإنشاء والبناء.عبَّر الأطفال المشاركين في الورشات عن أن النجاح الذي حققوه في التحديات الهندسية قد حفزتهم على تعلم المزيد من مفاهيم العلوم والرياضيات. وهذا بالتالي سيكون له أثر طبيعي في تحقيق المزيد من النجاح في مشاريعهم المستقبلية.

ومع ذلك، تشهد القوى العاملة واحتياجات صناعاتنا تطورًا سريعًا. تلعب المدارس الابتدائية والثانوية التي تعتمد نموذج STEM في مناهجها دورًا أساسيًا في تأهيل القوى العاملة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. القوة الرئيسية للابتكار تكمن في وجود قوى عاملة ديناميكية، متحفزة، ومجهزة بمهارات شاملة في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.

تتداخل التخصصات الأربعة، وهي الكيمياء الحيوية والميكانيكا الحيوية والفيزياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية، في مجال العلوم المعروف بعلم الأحياء. وفي الحقيقة تميل اليوم الابتكارات والاختراعات الحديثة إلى أن تكون في حدود هذه التخصصات الأربعة، حيث يتداخل العمل بشكل طبيعي بينها .

في دراسة أُجريت باستخدام نظام تحليل التلوي، حيث يتم تطبيق الطرق الإحصائية على نتائج عدة دراسات قد تكون متناقضة أو متفقة، تم إجراء تحليل لتقييم تأثير تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات على التحصيل الأكاديمي للطلاب في دورات العلوم. خلال هذه الدراسة، تمت مراجعة الأبحاث العلمية التي أُجريت ونُشرت في تركيا بين يناير 2018 ومارس 2020. ووفقًا لنتائج هذه الدراسة، توصلنا إلى استنتاج أن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات كان أكثر فعالية في تحسين تحصيل الطلاب في مجالات العلوم، بالمقارنة مع أساليب التدريس التي تركز على الدور المركزي للمعلم. وتُظهر نتائج هذه الدراسة أن هذا النهج كان له تأثير إيجابي أكبر على تعلم علم الأحياء، خاصة في مستوى المدرسة الثانوية.

نموذج STEM، نموذج التعليم في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات يشكل ركيزة أساسية لتزويد بلادنا بثلاثة أنواع من رأس المال الفكري:

1. العلماء والمهندسون الذين يساهمون في استمرار البحث والتطوير، مما يعد أساسيًا للنمو الاقتصادي لبلدنا.

2. العمال المهرة تقنيًا يلعبون دوراً حيوياً في تلبية متطلبات القوى العاملة التي تعتمد على العلم والتكنولوجيا العالية.

3. الناخبون والمواطنون المثقفون علميًا الذين يساهمون في صنع قرارات ذكية بشأن السياسة العامة ويفهمون العالم من حولهم.

4. هل يكفي إضافة مواد الهندسة والتقنية في المدارس لتنفيذ نموذج STEM؟

تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات يمثل أكثر من مجرد تسمية جديدة للنهج التقليدي في تدريس العلوم والرياضيات. فإضافة عناصر “التكنولوجيا” و “الهندسة” إلى المناهج القياسية للعلوم والرياضيات يتجاوز المجرد إدراج مقررات ومواضيع “التكنولوجيا” و “الهندسة” في المناهج القياسية للعلوم والرياضيات.

في العديد من الحالات، كان التطبيق الوحيد الذي تم على هذا الصعيد يتمثل في إدخال بعض المحتويات من مناهج العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بشكل مدروس في مراحل التعليم الثانوي. قد يُجادل البعض في أن هذه الخطوة تمثل بداية لتنفيذ تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في المدارس الثانوية، إلا أن هذا بعيداً كل البعد عن التخطيط الفعلي والتنفيذ الفعلي لبرنامج STEM المبتكر والمتعدد التخصصات.

5. كيف يجب أن تكون طريقة تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات خلال المراحل الدراسية (K-12)؟

إحدى التوصيات الرئيسية المقدمة في التقرير الذي قُدِّم إلى الكونجرس الأمريكي هي ضرورة إطلاق مبادرات لإنشاء مواد ومناهج تعليمية شاملة من رياض الأطفال إلى الصف الثاني عشر وذلك وفقًا لمعايير عالمية. يمثل هذا التحرك خطوة فعّالة نحو تعزيز جودة التدريس من خلال تبني مناهج ومعايير وتقييمات تتسم بالمستوى العالمي، وهو جهد يهدف إلى تحسين تعليم الطلاب. على سبيل المثال، يُعَد برنامج التعليم “Project Lead the Way” لمرحلة ما قبل الهندسة نموذجًا رائدًا يُظهِر الفعالية المميزة لمثل هذا النهج.

رغم الجهد الجيد الذي بذلته اللجنة التي قدمت التقرير، إلا أنه كان يُعاني من عدم توفر تعريف تشغيلي كافٍ للمعايير العالمية والمناهج المرافقة لها. يُعد غياب تعريف واضح للأهداف التي يجب تحقيقها من خلال تنفيذ تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات جزءًا من التحديات الرئيسية التي تواجه تنفيذ هذا النموذج.

قامت موريسون (2006) بتقديم عدة وظائف أساسية لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. حيث أشارت إلى أن الطالب يجب أن يصبح لديه عدة مهارات أساسية:

• قادراً على حل المشكلات: قادر على تحديد الأسئلة والمشكلات، وتصميم التحقيقات لجمع البيانات، وجمع البيانات وتنظيمها، واستخلاص النتائج، ثم تطبيق التفاهمات على المواقف الجديدة والمعقدة.
• مبتكراً: يستخدم مفاهيم ومبادئ العلوم والرياضيات والتكنولوجيا بطريقة إبداعية من خلال تطبيقها في عملية التصميم الهندسي.
• مخترعاً: قادرا على تحديد احتياجات العالم، وتقديم تصميما إبداعياً، واختباره، وإعادة التصميم ثم تنفيذ الحلول (العملية الهندسية).
• معتمداً على ذاته: يمتلك القدرة على استخدام المبادرة والتحفيز الذاتي لوضع جداول الأعمال، وتطوير واكتساب الثقة بالنفس، والعمل ضمن أطر زمنية محددة.
• مفكراً ومنطقياً: يستطيع تطبيق عمليات التفكير المنطقي والعقلاني في العلوم والرياضيات والتصميم الهندسي على الابتكار والاختراع.
• متمكن من القراءة والكتابة من الناحية التكنولوجية: يستطيع فهم طبيعة التكنولوجيا وشرحها، وتطوير المهارات اللازمة، وتطبيق التكنولوجيا بشكل مناسب.

تُعتبر هذه المعايير إجماعًا وطنيًا في الولايات المتحدة لتحديد الأهداف الرئيسية لتعليم العلوم والرياضيات والهندسة والتكنولوجيا، وكذلك الأنظمة التعليمية اللازمة لدعم هذا التعليم بشكل فعّال

6. ما هي العوائق التي تحول دون تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في العديد من الأنظمة التعليمية؟

أعرب العديد من المدرسين المشاركين في مشروع التعليم متعدد التخصصات (STEM) عن قلقهم إزاء الصعوبات في دمج التكنولوجيا بشكل فعّال،، باعتبارها أكثر من مجرد استخدام الكمبيوتر كأداة للبحث على الإنترنت أو كوسيلة لكتابة التقارير.

بالإضافة إلى ذلك، تظهر البيانات أن تضمين مواضيع الهندسة في المناهج الدراسية قد حدث في عدد قليل من البرامج التعليمية على مستوى العالم، مما يثير تساؤلات بين بعض المعلمين حول ما إذا كانت الهندسة تعتبر مجالًا مخصصًا للطلاب الأكبر سنًا أو ذوي “المستوى الأعلى”. يظهر أن الأطفال الصغار يميلون إلى أن يكونوا مهندسين منذ الصغر، إذ يشاركون في بناء وتصميم وتنفيذ المشاريع قبل أن يكونوا قادرين على شرح المبادئ العلمية التي تنطلق من مشاريعهم.

يعد دعم معلمي رياض الأطفال وحتى الصف الثاني عشر من خلال برامج التطوير المهني أمرًا حيويًا لزيادة وعي الطلاب بأهمية مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.

غالبًا ما يكون التقييم محفزًا للتطور في تعلم متعدد التخصصات (STEM). وقد يكون من الصعب تحديد المهارات اللازمة لإتقان التحديات الهندسية أو الأنشطة المستندة إلى حل المشكلات، مثل العمل الجماعي والتعاون وتبادل الأفكار والابتكار والتعلم من الفشل. ولذلك، على الرغم من التحديات التي قد تواجه تقييم أنشطة التعلم، إلا أن هذه النظرة غير صحيحة.

هناك عدد من العوائق التي قد تحول دون تنفيذ تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات في المدارس العامة. ساعد في إنشاء هذه العوائق العديد من المفاهيم الخاطئة. فيما يلي بعض هذه العوائق:

• الاعتقاد بأن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) هو مجرد “موضة” أخرى في التعليم وسيختفي قريبًا.
• الخوف من عدم اعتماد الكليات على الدورات الثانوية المسماة بـ STEM.
• القلق من التكلفة الإضافية النابع من اعتقادهم بأن التكنولوجيا تشير إلى الحاجة إلى شراء أجهزة كمبيوتر ومعدات إضافية للمدارس والطلاب.
• اعتقادهم بأن التكنولوجيا تعني فقط القدرة على استخدام وتطبيق معالجة النصوص وجداول البيانات و PowerPoint.
• اعتقاهم بأن التعليم النظري وطريقة الاكتفاء بالتعليم النظري وطرح الأسئلة يغني عن التعلم العملي. أو أن التعليم النظري والعملي هما الشيء نفسه.
• اعتقادهم بأن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) لا يشمل العمل المخبري أو الطرق العلمية في البحث.
• اعتقادهم بأن جميع الطلاب المتعلمين في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) سيجبرون على اختيار المجالات التقنية لأنهم لا يمتلكون اساسيات تعلم الفنون.
• اعتقادهم بأن تعليم الرياضيات ليس جزءًا من تعليم العلوم.
• اعتقادهم بأن تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) يعالج فقط قضايا القوى العاملة.
• اعتقادهم بأن تكنولوجيا التعليم والهندسة غير مرتبطة ببعضها وصعبة.
• اعتقادهم بأنه لا يمكن لمعلمي التكنولوجيا تدريس العلوم أو الرياضيات.
• لا يستطيع المهندسون تدريس العلوم والرياضيات.
• اعتبارهم بأن التكنولوجيا والهندسة من الدورات التدريبية الإضافية التي سيتم تدريسها وتصنيفها إلى مستويات كما هو الحال مع دورات العلوم والرياضيات.
• اعتقادهم بأن  تعليم العلوم والرياضيات يكفي عن تعليم جميع الأفرع التالية: العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM).

وحتى أن تتم معالجة هذه المفاهيم الخاطئة وتصحيحها، سيظل شكل ووظيفة تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات غير محدد وغير متبلور.

7. ماذا عن “التكنلوجيا والهندسة” في نموذج STEM

يعتقد الكثير بأن تعليم العلوم والرياضيات في معظم مراحل التعليم من الصف الأول وحتى الصف الثاني عشر يتركز بشكل رئيسي على التدريس التقليدي للرياضيات والعلوم. يرجع هذا الاعتقاد بشكل كبير إلى عدم فهم كيف يمكن للتكنولوجيا والهندسة أن تُدمج بفعالية مع الطابع متعدد التخصصات لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات.

تركز العناصر الهندسية في تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات على الإجراءات وعمليات تصميم الحلول، بدلاً من التركيز على الحلول ذاتها.

يمكن لهذا النهج، الذي يدمج الهندسة والتكنولوجيا في سياق التعلم، أن يمكن الطلاب من استكشاف الرياضيات والعلوم بطريقة أكثر تخصيصًا، وذلك بالإضافة إلى مساعدتهم على تطوير مهارات التفكير النقدي التي يمكن تطبيقها في جميع جوانب حياتهم الأكاديمية والمهنية.”

“تُعَدُّ الهندسة وسيلةً يستخدمها الطلاب للاكتشاف والتفاعل وحل المشكلات. وفقًا للجمعية الأمريكية للتعليم الهندسي (ASEE)، يعتبر التصميم الهندسي بطبيعته استراتيجيةً تربويةً تعزز التعلم عبر التخصصات. يُعرِّف منهج الهندسة من رياض الأطفال حتى الصف الثاني عشر الطلاب على محتوى العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) بطريقة متكاملة من خلال استكشاف العالم من حولهم.

يسمح المكون التكنولوجي بفهم أعمق للمكونات الثلاثة الأخرى لتعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. كما يسمح للطلاب بتطبيق ما تعلموه باستخدام أجهزة الكمبيوتر ذات التطبيقات المتخصصة والمهنية، مثل CAD و CAM والمحاكاة الحاسوبية والرسوم المتحركة. تتيح هذه التطبيقات التكنولوجية وغيرها للطلاب استكشاف مواضيع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات بمزيد من التفصيل والتطبيق العملي.

8. كيف يجب أن يكون شكل منهج تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM)؟

من المهم أن يكون المنهج ليس فقط محدودًا بتدريس العلوم والرياضيات المدرجة في المعايير الوطنية والمعايير التقليدية، ولكن أيضًا يشمل التكنولوجيا والهندسة. كما ينبغي أن يتساءل المصممون عن شكل هذا المنهج الذي يجمع بين تلك العناصر.

يمكن أن نشير هنا على سبيل المثال لا الحصر، إلى بعض المعايير التعليمية الدولية، مثل معايير ISTE (الجمعية الدولية للتكنولوجيا في التعليم) . ومع ذلك، يتطلب تصميم وتطوير أي منهج STEM عناصر فلسفية ونظرية يجب أن تكون جزءا لا يتجزأ من تصميم أي منهج، مما يجعل هذا المنهج حقًا متعدد التخصصات. فما هي تلك العناصر النظرية الفلسفية؟

1) التدريس والتعلم القائم على الاستفسار: 

باستخدام الفضول والتساؤل كمبادئ إرشادية، فإن هذا النوع من التعليم يركز على التعلم من خلال حل مشكلة أو الإجابة على سؤال بواسطة التفاعل والاستكشاف.

يجب أن تشمل الأنشطة ضمن منهج تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات التحول من التأكيد (العمل على تثبيت حقيقة أو صحة شيء مشكوك فيه أو تم الإبلاغ عنه) إلى تنظيم الأنشطة بشكل منهجي، وتوجيه العملية، وتشجيع البحث المفتوح (CurrTech Integrations، 2008). ويُفترض أن الطلاب الذين يتعلمون من خلال استراتيجيات التدريب القائمة على االاستفسار ، سيظهرون فهمًا أعمق للمحتوى ويكتسبون المفاهيم بشكل أفضل مقارنةً بالطلاب الذين يتعلمون من خلال التدريس التوضيحي.

2) التدريس والتعلم القائم على المنهج المتكامل:

يبرز هذا النهج أهمية الارتباط بين المحتوى التعليمي وإلغاء التعليمات المنعزلة، ويُسهِم في تمكين الطلاب من تطبيق مجموعة متنوعة من المعرفة والمهارات لحل المشكلات المعقدة، بالطريقة ذاتها التي يواجهون فيها مشاكل العالم الحقيقي.

3) التعلم القائم على حل المشكلات (PBL) والعمل الجماعي الفعّال في المشاريع: 

تساهم فعّالية هذه الطريقة في تطوير كفاءات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات من خلال إشراك فرق الطلاب في حل تحديات العالم الحقيقي. تُعزّز هذه الاستراتيجية التعليمية التفاعل الجماعي والتواصل والإبداع والابتكار ومهارات حل المشكلات والتفكير النقدي. تركز هذا الاستراتيجية التعليمية على الطلاب وتحفزهم للإجابة على الأسئلة بشكل تعاوني وحل المشكلات، ثم التفكير في تجاربهم (التحقيق). وتتسم خصائص التعلم المبني على حل المشكلات بالآتي:

• يتم تحفيز التعلم من خلال التفاعل مع مشكلات تحدية ومفتوحة.
• يشارك الطلاب في فرق صغيرة تعاونية لحل المشكلات.
• يأخذ المعلمون دور “الميسرين” للتعلم الذين يوجهون عملية التعلم.

وقد أظهرت الأبحاث حول التعلم المعتمد على المشاريع العملية PBL نتائج مشابهة لتلك المتعلقة بالتعليم المبني على الاستقصاء.

4) التدريس والتعلم القائم على الأداء:

تشير الأدلة إلى أن التعليم والتعلم والتقييم المستند إلى الأداء يُعزّز بشكل كبير إمكانية تحسين تحصيل الطلاب.

5) التدريس والتعلم القائم على الوعي الوظيفي:

يتم تحقيق هذا من خلال تعريض الطلاب للمهنيين وأدوارهم، حيث يتعلمون كيفية تطبيق مهارات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات الأساسية في سياق العمل، ويبدأون في تصوّر إمكانيات أكبر لمستقبلهم.

دورة 5E (المشاركة، الاستكشاف، الشرح، التفصيل، التقييم): 

دورة 5E هي اختصار لـ (المشاركة، الاستكشاف، الشرح، التفصيل، التقييم) أو (Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration, and Evaluation). دعا إلى هذه الدورة العديد من مصممي المناهج والباحثين التربويين كنموذج تخطيط وتدريس فعال يؤدي إلى تحسين أداء الطلاب (كولبورن، أ، و النائب كلوف 1997).

منذ تقديمها في الثمانينيات، خضعت دورة 5E لبحوث مكثفة، وأظهرت النتائج إتقانًا معززًا للموضوع، وزيادة القدرة على تطوير التفكير العلمي، والزيادات الإيجابية في تنمية الاهتمام والمواقف حول العلوم (لوسون، 1995).

منهج رقمي متكامل مع تقنيات التدريس الرقمية:

يوفر تعليم STEM فرصة لتقديم مناهج للطلاب بطرق غير تقليدية. حان الوقت لتطوير مناهج رقمية عالية الجودة وإتاحتها لمعلمي الفصول الدراسية ومصممي المناهج على المستوى المحلي. يتمتع المنهج الرقمي بالعديد من المزايا مقارنة بالمناهج التقليدية (الورقية).

يمكن أن يكون منهجًا قائمًا على الويب، مما يعني أنه يمكن الوصول إليه بسهولة من أي جهاز كمبيوتر متصل بالإنترنت، ويمكن الوصول إليه للأشخاص ذوي الإعاقة، ويمكن تحديثه بسهولة بواسطة المعلمين و / أو المناطق التعليمية، وغالبًا ما يكون أكثر حداثة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام تقنيات التدريس الرقمية، مثل أجهزة الكمبيوتر واللوحات البيضاء التفاعلية والأجهزة اللوحية وأنظمة استجابة الطلاب وأجهزة عرض LCD والكاميرات الرقمية والمجاهر الرقمية لاستكمال تسليم المناهج الرقمية. يجب تصميم منهج تعليمي في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات لتحقيق الاستفادة الكاملة من التقنيات الرقمية.

أخيرا فإنه إذا تم بناء منهج تعليم العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) حول هذه العناصر، فسيكون بطبيعته متمحورًا حول الطالب وصديقًا للمعلم، وسيكشل قالب تصميمي لأي منطقة تعليمية لتطوير مواد تعليمية جديدة قابلة للمقارنة.

المراجع

https://dornsife.usc.edu/assets/sites/1/docs/jep/STEMEducationArticle.pdf

https://dergipark.org.tr/en/pub/akukeg/issue/60569/810989

https://www.cmu.edu/gelfand/documents/stem-survey-report-cmu-iu1.pdf