Η Υπολογιστική Σκέψη και το STEM ως εργαλεία για την Οικονομία της Γνώσης στην Εκπαίδευση

Άρθρο του κ. Ψυχάρη Σαράντου στο esos.gr

Σαράντος Ψυχάρης
Καθηγητής ΑΣΠΑΙΤΕ
π. Πρόεδρος της ΔΕ ΑΣΠΑΙΤΕ

Τα τελευταία χρόνια γίνεται μεγάλη συζήτηση σε διεθνές επίπεδο για:

α) την κοινωνική δικαιοσύνη στην εκπαίδευση -«socialjusticeineducation» και τις παραμέτρους της εκπαιδευτικής πολιτικής που συνδέονται με αυτήν, β) τις δεξιότητες και ικανότητες   που θα πρέπει να έχουν οι μελλοντικοί εργαζόμενοι και γ) για τα νέα αναλυτικά προγράμματα σπουδών στην Σχολική και Τριτοβάθμια εκπαίδευση που θα ανταποκρίνονται στα παραπάνω και οι εκπαιδευόμενοι θα πρέπει να εμπλέκονται σε προβλήματα από την καθημερινή ζωή(π.χ. αλλαγή κλίματος κλπ).

Οι προσκλήσεις π.χ. της Ευρωπαϊκής Ένωσης στο πλαίσιο του προγράμματος Horizon 2020 και άλλα σχετικά κείμενα αναφέρονται στο «ανοικτό σχολείο», στην συμμετοχή επιχειρήσεων στην εκπαίδευση και την ένταξη του STEM στην εκπαίδευση(π.χ. http://www.europarl.europa.eu/committees/en- Developing attractive STEM curricula and teaching methods Success factors, https://ec.europa.eu/research/participants/portal/desktop/en/opportuniti…)

Την τελευταία δεκαετία περίπου έχει εμφανισθεί η τάση της «διεπιστημονικής και δια-επιστημονικής» διδασκαλίας των γνωστικών περιοχών των Επιστημών, της Υπολογιστικής Επιστήμης, της Τεχνολογίας, της Επιστήμης των Μηχανικών και των Μαθηματικών, όπου αυτή η ενοποίηση καλείται επιστημολογικά STEM(Science, Technology,Engineering, Mathematics).To STEM προέκυψε από την ανάγκη εφαρμογής του λεγόμενου «υπολογιστικού τρόπου σκέψης-computationalthinking»-και της επίλυσης πραγματικών προβλημάτων όπου οι εκπαιδευόμενοι πρέπει να επιλύσουν προβλήματα που θα συνδυάζουν γνώσεις από τις παραπάνω γνωστικές περιοχές, ενώ στα περισσότερα κράτη μέλη ης Ε.Ε. τα αναλυτικά προγράμματα έχουν αλλάξει ώστε να περιλαμβάνονται δραστηριότητες Υπολογιστικής Σκέψης από το Δημοτικό έως και το Λύκειο(βλ. π.χ. –http://www.computingatschool.org.uk) ενώ και Διεθνείς Ενώσεις εκπαιδευτικών αναφέρονται στην ανάγκη εισαγωγής του STEM και της Υπολογιστικής σκέψης στην εκπαίδευση.

Η παιδαγωγική του  STEM στηρίζεται στα «ολοκληρωμένα» αναλυτικά προγράμματα που συνδυάζουν τον σχεδιασμό της Μηχανικής(engineering design) και της ανακαλυπτικής/διερευνητικής/επαγωγικής παιδαγωγικής στρατηγικής(inquiry based teaching and learning approach).

Μια άλλη θεμελιώδης συνιστώσα της ολοκληρωμένης «εκπαίδευσης STEM» είναι η εστίαση του αναλυτικού προγράμματος στις λεγόμενες εγκάρσιες μεγάλες ιδέες(crosscutting ideas), όπως η ενέργεια, τα μοτίβο, η σχέση αιτίου και αποτελέσματος  κλπ.

Σύμφωνα με την αναφορά (NGSS , ΗΠΑ,2013 ), για την σχολική εκπαίδευση χρειάζεται να εφαρμοσθεί ένα πλαίσιο με τρείς διαστάσεις, των οποίων η ολοκλήρωση βοηθήσει τους μαθητές να γνωρίσουν το περιεχόμενο των Επιστημών, θα τους εμπλέξει στον τρόπο που δουλεύουν οι επιστήμονες, καθώς και στον τρόπο που συνδέονται οι διάφορες Επιστήμες μέσω εννοιών οι οποίες εμφανίζονται σε διάφορες γνωστικές περιοχές. Οι διαστάσεις αυτές είναι: οι πρακτικές, οι εγκάρσιες/διεπιστημονικές  έννοιες (Crosscutting Concepts) και οι σημαντικές ιδέες, ιδέες υποβάθρου μιας γνωστικής περιοχής(Disciplinary Core Ideas).

Η εισαγωγή του STEM στην σχολική εκπαίδευση  ενισχύθηκε και από την πρωτοβουλία του Προέδρου Obama να δημιουργηθούν θέσεις εργασίας στα γνωστικά αντικείμενα που αποτελούν το STEM καθώς υπάρχει μεγάλη ζήτηση για αυτά  σε ανεπτυγμένες χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης και στις ΗΠΑ. (The President’s Information Technology Advisory Committee (PITAC) report Computational Science: Ensuring America’s Competitiveness,2και https://www.whitehouse.gov/blog/2016/02/11/stem-all).

Ειδικότερα η Σχολική εκπαίδευση θα πρέπει να γίνει πιο ανοικτή και τα αναλυτικά προγράμματα θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους projects από την πραγματική ζωή που θα μπορούν να παρουσιασθούν από παράγοντες των επιχειρήσεων.

Όσο και να φαίνεται ίσως παράξενο, η αυτοκινητοβιομηχανία χρειάζεται πλέον επιστήμονες που να γνωρίζουν πολύ καλά «την τεχνητή νοημοσύνη» τα “bigdata” κλπ.  Έγκυρες μελέτες (π.χ. http://www.ed.gov/presentation) αναφέρουν επίσης  ότι η δουλειά με τη μεγαλύτερη ζήτηση σήμερα είναι αυτή του biomedicalengineer(που συνδυάζει γνωστικές περιοχές του STEM) ενώ μια ΄σύγχρονη ακόμα τάση ‘είναι για το λεγόμενο STEAM, όπου το Α αναφέρεται στην τέχνη (art) και σχετίζεται με το λεγόμενο designthinking των μαθητών ως μια νέα μέθοδο επίλυσης προβλήματος που συνδυάζει την δημιουργικότητα και την φαντασία των καλλιτεχνών με την σχεδίαση της Μηχανικής.

Αν λοιπόν δεν αλλάξουμε τα αναλυτικά προγράμματα στην Σχολική εκπαίδευση ώστε να εξοικειωθούν οι μαθητές με τις βασικές αρχές των επιστημών αλλά και τον υπολογιστικό τρόπο Σκέψης και την παιδαγωγική  STEM, η Χώρας μας θα βρεθεί σε πολύ λίγα χρόνια να έχει χάσει και την ευκαιρία να διαθέτει κατάλληλο επιστημονικό δυναμικό για τις σύγχρονες προκλήσεις. Τα Πανεπιστήμια μας ,που εργάζονται πολύ  καλά κάτωαπό αυτές τις δύσκολες συνθήκες, θα χρειασθεί να ανοίξουν και προς την κοινωνία και  τις επιχειρήσεις, όπου αυτές θα τους παρουσιάζουν πραγματικά προβλήματα για λύση.

Η βασική  ιδέα του «STEM  στην εκπαίδευση»  είναι  να εκπαιδευθούν οι μαθητές και οι φοιτητές σε μια δια-επιστημονική μεθοδολογία που θα τους εξοικειώσει με την μεθοδολογία που ακολουθείται για την επίλυση προβλημάτων όταν θα κληθούν ως εργαζόμενοι να προτείνουν καινοτόμες λύσεις, στηριζόμενοι στις λεγόμενες «μεγάλες ιδέες».

Μια άλλη παράμετρος του “STEM στην Εκπαίδευση» συνδέεται με την πραγματική κοινωνική δικαιοσύνη στην εκπαίδευση , η οποία θα πρέπει να έχει ως βασικές συνιστώσες  την παροχή  ίσων ευκαιριών «παιδείας» σε όλα τα παιδιά ανεξάρτητα από το κοινωνικό, οικονομικό, πολιτιστικό και μορφωτικό υπόβαθρο από το οποίο προέρχονται και επιπλέον την ανάπτυξη μοντέλων εκπαίδευσης που θα περιλαμβάνουν γνώσεις και καινοτόμες δεξιότητες σχετικές με την«νέα» αγορά  εργασίας, που θα βασίζεται όχι μόνο στην οικονομία του κεφαλαίου αλλά και στην οικονομία της γνώσης

Σε πολλές χώρες , π.χ. Μεγάλη Βρετανία, υπάρχουν προγράμματα STEM όχι μόνο στα ΑΕΙ αλλά στα σχολεία για παιδιά υποβαθμισμένων περιοχών σε διάφορες πόλεις. Ο σκοπός είναι να εκπαιδευθούν αυτά τα παιδιά στην παιδαγωγική STEM ώστε να τους δοθούν δυνατότητες να αποκτήσουν δεξιότητες και να έχουν ίσες ευκαιρίες με άλλα παιδιά.

Στην οικονομική κρίση που περνά η Χώρα υπάρχει ο κίνδυνος να ανοίξει το χάσμα ανάμεσα στα παιδιά με όχι οικονομικές δυνατότητες να ανταπεξέλθουν στις σύγχρονες και μελλοντικές τεχνολογικές προκλήσεις. Αν τα αναλυτικά προγράμματα επανασχεδιασθούν ώστε να συμπεριλάβουν τις νέες δεξιότητες, ο κίνδυνος αυτός θα μειωθεί και η Χώρα θα έχει το κατάλληλο μελλοντικό επιστημονικό δυναμικό.
Μπορεί η εκπαίδευση στο STEM να είναι περισσότερο αναγκαία τώρα που υπάρχει η κρίση στη χώρα μας(neverwasteacrisis).