Εκπαίδευση εκπαιδευτικών στη διδασκαλία STEM

Abstract

STEM Education is an international trend where the goal is to integrate knowledge and skills from different STEM disciplines. However, regardless of the attention that it has drawn in the literature, we lack adequate knowledge on how teachers conceptualise STEM integration and how they design and implement STEM teaching material. Moreover, it hasn’t been adequately studied how teachers’ disciplinary backgrounds affect their views and design practices, as well as how these may be affected by the collaboration among teachers of diverse disciplines. Therefore, the present dissertation has examined the views and STEM design practices of in-service secondary teachers (n=26) of science, technology, engineering, and mathematics, as they design and develop STEM teaching modules and STEM artefacts. In parallel, it is being examined how the collaborative framework of Learning Communities (LC) has affected the development of STEM teaching material. The study was carried out in the context of an educational programme that included collaboration between researchers and teachers. Research data include transcripts of (distant/in-person) LC meetings, individual post-interviews, initial questionnaire about their initial teaching plans and the developed teaching material. Data analysis was carried out through qualitative content analysis, while the design and development process of the teaching material was visualized through design maps with the use of computer software, and was subsequently analysed. Research findings revealed that the disciplinary background of the teachers does play a role in teachers’ views and design practices, while a general differentiation was found between science-mathematics teachers and technology-engineering teachers. Central nodes in the individual LCs were deemed mainly the ones who had the digital technology expertise as well as prior STEM experience, while the role of most mathematics teachers was marginalised. As regards teachers’ views on STEM integration, teachers mostly stressed the engineering design cycle and beginning with a problem, the integration of disciplines, and the emphasis on real-world problems. Research findings recommend the implementation of personalised and collaborative professional development programmes.

Η Εκπαίδευση STEM είναι μια διεθνής τάση κατά την οποία επιδιώκεται η διασύνδεση γνώσεων και δεξιοτήτων μεταξύ διαφορετικών πεδίων θετικών επιστημών. Όμως, παρ’ όλη τη σημασία που έχει λάβει βιβλιογραφικά, δεν γνωρίζουμε επαρκώς πώς αντιλαμβάνονται οι εκπαιδευτικοί τη STEM διασύνδεση και πώς σχεδιάζουν και εφαρμόζουν STEM διδακτικό υλικό. Επιπροσθέτως, δεν έχει μελετηθεί πώς επιδρούν οι επιμέρους ειδικότητες των εκπαιδευτικών στις αντιλήψεις και τις πρακτικές σχεδιασμού των εκπαιδευτικών, καθώς επίσης και πώς επιδρά και μια συνεργασία μεταξύ διαφορετικών ειδικοτήτων. Συνεπώς, η παρούσα διατριβή μελέτησε τις αντιλήψεις και τις πρακτικές STEM σχεδιασμού εν-ενεργεία εκπαιδευτικών (ν=26) Βθμιας Εκπαίδευσης των ειδικοτήτων Φυσικών Επιστημών (ΦΕ), Τεχνολογίας, Μηχανικής και Μαθηματικών καθώς αυτοί σχεδιάζουν και αναπτύσσουν STEM διδακτικές ενότητες και STEM τεχνουργήματα. Παράλληλα, μελετάται πώς επέδρασε το συνεργατικό πλαίσιο Μαθησιακών Κοινοτήτων (ΜΚ) στην ανάπτυξη του STEM διδακτικού υλικού. Η έρευνα διεξήχθη στα πλαίσια εκπαιδευτικής δράσης που περιλάμβανε συνεργασία ερευνητών και εκπαιδευτικών. Τα δεδομένα της έρευνας περιλάμβαναν τις απομαγνητοφωνήσεις των (εξ αποστάσεως/δια ζώσης) συναντήσεων των ΜΚ, τις ατομικές συνεντεύξεις αναστοχασμού, αρχικό ερωτηματολόγιο περιγραφής διδασκαλίας και το παραχθέν διδακτικό υλικό. Η ανάλυση δεδομένων έγινε μέσω ποιοτικής ανάλυσης περιεχομένου, ενώ η διαδικασία σχεδιασμού και υλοποίησης του υλικού σχηματοποιήθηκε μέσω χαρτών σχεδιασμού με τη χρήση λογισμικού και κατόπιν αναλύθηκε. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι το επιστημονικό υπόβαθρο των εκπαιδευτικών παίζει ρόλο στις αντιλήψεις και στις πρακτικές σχεδιασμού και ανάπτυξης των εκπαιδευτικών, ενώ μια γενικότερη διαφοροποίηση βρέθηκε μεταξύ εκπαιδευτικών ΦΕ & Μαθηματικών σε σχέση με τους αντίστοιχους Τεχνολογίας & Μηχανικής. Κεντρικά μέλη στις επιμέρους ΜΚ θεωρήθηκαν κυρίως τα μέλη που είχαν την τεχνογνωσία των Ψηφιακών Τεχνολογιών καθώς και STEM προεμπειρία, ενώ περιθωριοποιήθηκε ο ρόλος των περισσοτέρων εκπαιδευτικών Μαθηματικών. Αναφορικά με τις αντιλήψεις των εκπαιδευτικών για τη STEM διασύνδεση, οι εκπαιδευτικοί τόνισαν κυρίως τον κύκλο μηχανικού σχεδιασμού με εκκίνηση από ένα πρόβλημα, τη διασύνδεση πεδίων, και την έμφαση σε ρεαλιστικά προβλήματα. Τα αποτελέσματα της έρευνας συστήνουν την εφαρμογή εξατομικευμένων και συνεργατικών προγραμμάτων επαγγελματικής ανάπτυξης.