Een team onder leiding van de Michigan Technological University ging op zoek naar wat STEM-integratie drijft. Hun onderzoek, gepubliceerd in de Internationaal tijdschrift voor STEM-onderwijs — verschillende casestudies gevolgd om de effecten van lage, gemiddelde en hoge mate van integratie in een klaslokaal. Ze ontdekten dat over de hele linie de grootste uitdaging waarmee leraren worden geconfronteerd, is om expliciete verbanden te leggen tussen STEM-gebieden en tegelijkertijd de behoefte aan context en leerlingbetrokkenheid in evenwicht te brengen.

Emily Durf, assistent-professor STEM-onderwijs aan Michigan Tech, is de hoofdauteur van het onderzoek. Ze zegt dat verschillende leraren verschillende benaderingen van STEM-integratie hebben.

"Dit alleen is niet erg verrassend, aangezien we weten dat leraren geïntegreerde STEM op meerdere manieren conceptualiseren, " Dare zegt. "Wat nieuw is aan deze huidige studie is dat deze mate van integratie gerelateerd kan zijn aan het begrip van een leraar bij het maken van expliciete en betekenisvolle verbindingen tussen de disciplines, in tegenstelling tot de veronderstelling dat studenten die verbindingen zelf zullen maken."

Dare en haar co-auteurs, Joshua Ellis van Michigan Tech en Gillian Roehrig van de Universiteit van Minnesota, werkten samen met negen natuurwetenschappelijke leraren op de middelbare school om de STEM-integratie in hun klaslokalen te beoordelen. De onderzoekers vertrouwden op zowel reflectieve interviews met de docenten als op implementatiegegevens in de klas, zoals het aantal instructiedagen dat aan twee of meer disciplines is besteed en de hoeveelheid tijd die aan elke discipline wordt gegeven.

"De docenten die vaker in hun klas integreerden, bleken kritischer te zijn over hun instructie, "Durf zegt, "En na hun eerste implementatie van geïntegreerde STEM-instructie, ze waren al aan het nadenken over manieren om hun praktijk te verbeteren."

Ze legt uit dat dit boekdelen spreekt over de motivatie en toewijding van leraren om deze benaderingen in hun klaslokalen op te nemen:als ze de geïntegreerde benadering waardevol vinden, ze zijn misschien meer bereid om tijd te besteden aan het helpen van studenten om die inhoudsverbindingen te maken.

STEM-onderwijs vraagt ​​om verbindende wetenschap, technologie, Engineering, en wiskunde. Binnen dat kader is drie thema's kwamen voort uit de resultaten van het werk van Dare en haar medewerkers die lage, gemiddelde en hoge STEM-integratie.

Eerst, de aard van integratie varieerde; dat is, de rol die leraren meenden te spelen bij het leggen van expliciete of impliciete verbanden. Een actievere rol bij het leggen van verbindingen weerspiegelde hogere integratie, hoewel niet zonder zijn uitdagingen. Eerder, Dare leidde onderzoek om te verduidelijken wat STEM-onderwijs, en dus integratie, betekent in de praktijk voor docenten.

Tweede, integratie in de klas hing ervan af of een leraar ervoor koos om zich voornamelijk op wetenschap of techniek te concentreren. Dare en haar team beweren dat wetenschap versus techniek een verkeerde keuze is. Leraren met een hogere mate van STEM-integratie weefden in wetenschappelijke concepten tijdens technische ontwerpprojecten, zoals het aansluiten van lessen over warmteoverdracht en isolatoren op het bouwen van zonne-ovens. Over de hele linie, op ontwerp gebaseerde projecten vonden meestal plaats in de laatste paar dagen van de instructie. Leraren met een lagere mate van integratie hebben de neiging om zich eerst op de wetenschap te concentreren, schakel dan volledig over op techniek.

Derde, studentenbetrokkenheid speelde een rol, en een belangrijke. Studenten waren meestal gemotiveerd voor technische ontwerpprojecten; leraren legden uit dat het werk context bood, de concepten reëler en begrijpelijker te maken. De uitdaging is dat docenten zich gedrongen voelden om het hands-on werk in evenwicht te brengen met conceptuele en reflectieve activiteiten. Plus, het werd moeilijk om een ​​contextueel voorbeeld gedurende meerdere weken vast te houden.

De auteurs van het artikel wijzen erop dat hoewel de proefpersonen natuurkundeleraren op de middelbare school zijn die voor het eerst STEM-instructie geven, veel van de geïdentificeerde thema's zijn niet inhoudelijk specifiek. Daarom, de geïdentificeerde successen en uitdagingen kunnen licht werpen op algemene worstelingen die gemeenschappelijk zijn voor opvoeders die integreren in STEM-disciplines onder nieuwe onderwijsnormen.

De belangrijkste uitdagingen van leraren waren om te proberen de lessen echt te houden voor studenten en te worstelen met een betere integratie van wiskunde. Dare suggereert dat dit kan zijn omdat wetenschapsleraren precies dat zijn, geen wiskundeleraren of ingenieurs.

"Voor lerarenopleiders, "Durf zegt, "dit betekent dat we leraren in hun klaslokalen blijven ondersteunen bij het testen van nieuwe strategieën en leerplaneenheden in hun klaslokalen."