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Arbeiten mit STEAM [de]

Proposé par Laurent Touché



Die Robotik ist eine hervorragende Möglichkeit, projektbezogen zu arbeiten und Verbindungen zwischen den Disziplinen herzustellen. Die Entwicklung von STEAM zeigt diese Entwicklung.


What is STEAM education ?


Das Prinzip besteht darin, mit Hilfe der Robotik an der Lösung einer Aufgabe zu arbeiten, indem technische, wissenschaftliche, ethische und kreative Dimensionen gemeinsam berücksichtigt werden.
So erkennt der Schüler, dass er zur Lösung eines Problems beispielsweise naturwissenschaftliche, mathematische, programmiertechnische und schriftliche bzw. künstlerische Kenntnisse benötigt, um seine Arbeit zu erklären.

Das grundlegende Ziel von STEAM ist es, mehr Schüler, Jungen und auch mehr Mädchen, für die Themen und Berufe der digitalen Technik und des Programmierens in einem Kontext der Digitalisierung zu begeistern und anzuleiten. massiven Wirtschaft und Gesellschaft und dem massiven Wettbewerb zwischen Unternehmen und Staaten im Bereich der digitalen Innovation.

Zunächst in den Vereinigten Staaten, dann sehr schnell in der gesamten angelsächsischen und dann französischsprachigen Welt, bedeutet die Arbeit mit der MINT-Methode nicht nur den Erwerb von wissenschaftlichem und technischem Wissen, sondern auch die Entwicklung von [sogenannten Fähigkeiten des 21 : //www.dane.ac-versailles.fr/comprendre/les-competences-du-xxie-siecle], d. h. Fähigkeiten zur Zusammenarbeit, zum Hinterfragen, zum Lösen von Problemen und zum kritischen Denken. Viele Lehrer waren in der Lage, Sequenzen von wissenschaftlichen oder technischen Typen in einem disziplinären Rahmen vorzuschlagen, aber die Dynamik des STEM war es nicht möglich, alle Schülerinnen und Schüler in großem Umfang für naturwissenschaftliche Fächer zu gewinnen.

Seit Anfang der 2010er Jahre wird aus STEM allmählich STEAM, indem man das "A" der Künste hinzufügt, das eine breite kreative Dimension hinzufügt, bei der es nicht nur um künstlerische Fähigkeiten geht, sondern auch um die Freiheit der Kreativität, die Einführung von Design Thinking, aber auch um Kommunikationsfähigkeiten (eine Botschaft zu vermitteln, auch unter Verwendung mehrerer Sprachen). Diese Bereicherung ermöglicht es, alle anderen "nicht-wissenschaftlichen oder technischen" Disziplinen einzubeziehen und die Mehrheit der Schüler in viel größere Projekte einzubinden.

Dieser Wandel beruht insbesondere auf Beobachtungen, die bei der Arbeit in bestimmten großen Digitalunternehmen gemacht wurden, wo Ingenieure ihre Arbeitszeit nicht mehr vollständig ihrem ursprünglichen Beruf widmen, sondern 10 bis 20 % für kreative Parallelprojekte nutzen können.

In der angelsächsischen Welt, wie auch in unserem Bildungssystem, ermöglicht die "STEAM"-Operation eine stärker projektbezogene Arbeit, die einen Ansatz und nicht eine Disziplin umfasst und von den Studenten besser verstanden wird. In den Unternehmen sind die Projekte ebenfalls global und erfordern die Berücksichtigung aller Bereiche und aller Kapazitäten der Projektbeteiligten.
Anstatt Disziplinen in "Silos" unabhängiger Fächer zu unterrichten, sind die Kurse integriert, projekt- und forschungsbasiert, wobei der Schwerpunkt auf ganzheitlichem Lernen liegt.

Im Allgemeinen sind STEAM-Aktivitäten jedoch in Grundschulklassen und bis hin zum College, wo die Gewohnheit besteht, projektorientiert zu arbeiten (und wo es noch Vorrichtungen gibt, um interdisziplinär zu arbeiten), oft erfolgreicher als auf der Ebene der High School, wo disziplinäre Programme und Prüfungsanforderungen eine stärkere Trennung erzwingen.
Weitere Informationen :
- * What are STEM ? (in Englisch, abgerufen im Juni 2019) : https://www.steampoweredfamily.com/education/what-is-stem/
- * STE (A) M, Lehren und Lernen durch Lernen (abgerufen im Juni 2019) : https://ec.europa.eu/epale/fr/blog/steam-learning-and-teaching-learning
- * Die STEAM-Methode, Lehrplan (abgerufen im Mai 2019) : https://cursus.edu/articles/41758/la-methode-steam-comment-integrer-des-approches-artistiques-en-sciences#.XP924tMzaL6
- The importance of the arts in STEAM education (in englischer Sprache, abgerufen im Juni 2019) : https://education.cu-portland.edu/blog/leaders-link/importance-of-arts-in-steam-education /



Wie baut man ein STEAM-Projekt ?


So bauen Sie ein STEAM-Projekt

Um ein Projekt nach der "STEAM"-Methode zu erstellen, müssen einige Schritte befolgt werden, um ein "integriertes", globales Projekt zu entwickeln :

- * Wählen Sie ein Problem, das für ein multidisziplinäres Projekt geeignet ist : Die SchülerInnen müssen ein Problem lösen, das die gleichzeitige Umsetzung von Lösungen und wissenschaftlichen, technischen und/oder mathematischen Ansätzen erfordert, wobei sie von der Konzeption bis zur Umsetzung und Präsentation (mündlich, schriftlich, animiert ...) auf eine globale Weise reflektieren ;

- * Wählen Sie einen Kontext oder eine Geschichte, die die Schüler "anspricht" : wie bei jedem pädagogischen Ansatz ist es besser, das Projekt in ein Szenario zu integrieren, das die Schüler anspricht, indem es in eine erzählerische Dimension eingebunden wird, die die Schüler zum Nachdenken (oder sogar zum Träumen) anregt und sie dazu bringt, sich mehr zu engagieren ;

- Die komplexe Aufgabe in einfache Aufgaben aufteilen, indem man die involvierten Fähigkeiten und das disziplinäre Wissen herausarbeitet : Das Ziel ist es, mit den Schülern an einer Abfolge von Aktivitäten zu arbeiten, wie bei Projekten, die von echten Fachleuten "im wirklichen Leben" durchgeführt werden. Mit STEAM zu arbeiten bedeutet, die reale Welt kennenzulernen, genau wie in einem Unternehmen, in dem verschiedene Gesprächspartner (Projektleiter, oder in agilen Methoden z.B. "Product Owner" und "Scrum Master") in Phasen vor Spezifikationen, die skalierbar sein werden, miteinander sprechen werden. Die Arbeit durch Missionen oder Herausforderungen, die das Projekt durchführen, kann für ältere Kinder, Mittel- und Oberstufenschüler eine Art "Rollenspiel" sein, das es ermöglicht, eine Reihe von Problemen wie in einem realen Unternehmen zu lösen (dieser Punkt geht in das im vorherigen Punkt vorgestellte Skripting ein).
Die Schüler arbeiten fast selbstständig mit einer Form der Betreuung durch den/die Lehrer und / oder Referenzschüler (z. B. ältere Schüler in höheren Klassen, z. B. in interdegrés oder durch die Betreuung von Ingenieurstudenten auch in Verbindung mit Ingenieurschulen).
Der Lehrer (oder die Lehrer) hat (haben) eher eine Aufsichtsfunktion, ein "Coaching" der Gruppen.
Es ist wichtig, dass zu Beginn des Projekts ausgewogene Gruppen gebildet werden.

In jeder klar definierten Phase schließen sich die Schüler zusammen, bevor sie ihre Leistung ändern oder anpassen oder bevor sie sich einer neuen Herausforderung stellen.

Je nach Ihren pädagogischen Zielen müssen Sie die Verteilung der Schülergruppen festlegen :
- Sie können sie nach globalen Herausforderungen gruppieren, wobei sich jeder mit allen wissenschaftlichen Fähigkeiten befassen muss, so dass jeder in allen Bereichen Fortschritte machen kann (wissenschaftliche oder mathematische Probleme definieren, sie global erklären können, Ideen assoziieren, sie darstellen), kreativ (eine Route entwickeln, planen, global schematisieren), technisch (einen Roboter bauen oder anpassen und ihn programmieren), künstlerisch (eine Route und Objekte dekorieren), kommunikativ (digitale, schriftliche und/oder animierte Präsentationen vorbereiten und wissen, wie man sie mündlich, auf Französisch und/oder in Fremdsprachen präsentiert) ...
- Sie können sie nach den Neigungen der Schüler gruppieren, die Arbeit wird zwischen den Schülern aufgeteilt, die für einen Teil der Arbeit verantwortlich sind, jeder wird nur in den Bereichen vorankommen, für die er sich entschieden hat : eine Gruppe für die Gestaltung des Kurses, eine Gruppe für die Programmierung, eine Gruppe für "Kommunikation" ...
Diese Lösung ermöglicht eine schnellere Durchführung der Projekte, aber nicht alle Schüler kommen in allen Bereichen voran, insbesondere in den wissenschaftlichen und technischen. Es kann jedoch eine Möglichkeit sein, technisch schwächere Schüler für ein gemeinsames Projekt zu motivieren. Es ist ein regelmäßiger Austausch erforderlich, damit jede Gruppe einen ständigen Überblick über den Fortschritt des Projekts hat. Jeder Schüler kann während der Pooling-Phasen Problemlösungen diskutieren.

Die Gruppenarbeit sollte es jedem ermöglichen, sich je nach Bedarf Fähigkeiten anzueignen, sei es mit oder ohne Unterstützung digitaler Werkzeuge : Erstellen von Mindmaps zur Visualisierung eines Projekts, Zeichnen von Skizzen auf Papier, Lösen mathematischer Probleme, Finden von Programmierlösungen,

Einige Beispiele für die Umsetzung : Roboter-Herausforderungen

- * The Manbot Challenge 2019 - Mantes-La-Jolie Basin

Dieses Projekt betrifft 19 Klassen vom Kindergarten bis zur 12. Klasse, die von mehreren Partnern unterstützt werden.
Bei dieser Herausforderung müssen die Schüler einen Roboter dazu bringen, sich auf einem bestimmten Plateau zu entwickeln. Im Vorfeld konnten die Lehrer ihre Klasse in kleinen Gruppen von zwei oder drei Schülern halbautonom organisieren, um Zwischenaufgaben zu lösen.

Beispiele rund um eine anfängliche Problemlösung und die Umsetzung der Kreativität (Bau des Roboters, Durchführung des Kurses, Programmierung und zu lösende Aufgaben sowie multimediale und mehrsprachige Präsentation) :
- * Bäume pflanzen in einer städtischen Umgebung - Forstwirtschaftlicher Roboter (Challenge Roboty’c - Yvelines 2018)

- * Entladung eines Lastkahns und Lagerung der Container im Hafen - Roboterschiffer (Challenge Roboty’c - Yvelines 2019)

Zwei weitere Beispiele für Herausforderungen mit wichtigen Ausrichtungen auf künstlerische Kreativität dazu :
- * Erste Kursversuche - SQYROB (Herausforderung des Beckens von Saint Quentin en Yvelines 78 - 2019) zum Thema Robotik und Kino

http://blog.ac-versailles.fr/sqyrob/index.php/post/31/03/2019/Premier-essai-du-parcours

- * The Rambot challenge (Rambouillet-Becken, 2019) zum Thema Comics

Weitere Beispiele für Herausforderungen : http://www.dane.ac-versailles.fr/challenge