זרקור על הוראת מתמטיקה ב-STEM בינתחומי
מתמטיקה מייצגת את אחד מארבעת אבני היסודי של ה-STEM.
יחד עם זאת, ב-STEM , שהוא בינתחומי מטבעו, מתמטיקה לרוב אינה מובילה את
למידת ה-STEM, אלא מהווה כלי עזר חיוני בתהליך החקר המדעי והתיכון ההנדסי.
מתמטיקה מאפשרת הצגת משתנים והקשר ביניהם, מאפשרת ניסוח תחזיות,
אישוש תיאוריות ואיתור דפוסים וקורלציות, בתוך תהליך החקר המדעי.
כמו כן, מתמטיקה הינה הכרחית בתהליך התכן ההנדסי בכך שהיא מאפשרת למפתחים להריץ מבדקים ומודלים מתמטיים כדי להעריך את היעילות של הפתרון ההנדסי לפני
בניית האבטיפוס[1].
פרקטיקות מתמטיות נפוצות בתוך הוראת ה- STEM הבינתחומי
שלב בהוראת ה - STEM
הפרקטיקות מתמטיות
איסוף נתונים
חקר מדעי
ייצוג מתמטי של הבעיה (מידול) באמצעות ייצוגים מתאימים. כך שאפשר יהיה לבצע ניתוח נתונים, הערכות, חיזוי והסקת מסקנות למשל: הייצוג המתמטי יכול להישען על נושאים מתמטיים שונים: סטטיסטיקה, מידות ומדידות, פרופורציה, כמויות ועוד.
בניית מודלים
שימוש בכלים סטטיסטיים כגון: ייצוג גרפי של נתונים, טבלת שכיחויות, שכיחות יחסית ואחוזים
ניתוח נתונים
שימוש בידע מתמטי לצורך עריכת השוואות בין פתרונות אפשריים לבעיית ה STEM
הערכה של רעיונות או פתרונות
מחוון לשילוב המתמטיקה במשאבי הוראה-למידה-הערכה ב-STEM בינתחומי: (לחפש רפרנס)
האם יחידת ה-STEM...
-
משלבת מושגים מתמטיים ברמה התואמת את שכבת הגיל?
-
כוללת שאלות לתלמידים אשר מצריכות איסוף, ניתוח נתונים וייצוגם?
-
מבקשות מהתלמידים להשתמש בנתונים שהם אוספים כדי להצדיק טענות מדעיות ועיצוב החלטות?
-
מבקשות מהתלמידים להשתתף במטלות מדידה אותנטיות שמחברות בין המדעים ו/או ההנדסה? זה יכול לכלול בין היתר: למידה איך להשתמש בכלי מדידה, חשיבה על השונות בין המדידות, חשיבה על מקורות הטעות, לשקול מדידה חוזרת, לאפשר לתלמידים לפתח כלי מדידה משל עצמם ובחינתו.
-
מקדמת הבנה של חשיבה מתמטית?
-
מספקת הזדמנויות ללמוד וליישם טכניקות שונות, מיומנויות, תהליכים וכלים הקשורים ללמידה מתמטית?
בהקשר הרחב יותר, ניתן לראות באוריינות המתמטית בתוך ה-STEM, כיכולת להיעזר במתמטיקה כאשר מתעורר הצורך שלנו לקבלת החלטות שקולות, לדון לעומק בסוגיות מקומיות וגלובליות ולהבין את השימושיות שלה בחיי היום יום, בעולם מלא אי ודאות, דילמות וחדשות כזב (Fake News)[2].
יש לשים לב, שכאשר מתמטיקה נלמדת בתוך ה-STEM עליה להיעשות כהוראה מפורשת, אחרת תלמידים עלולים לפספס את הפוטנציאל שלה ועלולות להיווצר מיס-קונספציות [3] [4], ויש צורך לתווך לתלמידים כיצד המושגים והפרקטיקות המתמטיות יכולים לתרום בצורה יעילה להבנה של שאר מקצועות ה-STEM. כמו כן, חשוב לשמור על הוראה של מתמטיקה באופן עצמאי, לא רק בהקשר של STEM בינתחומי[5]. חיזוק לכך ניתן למצוא במחקרים העוסקים בהוראת מתמטיקה במסגרת ה-STEM באשר לתרומת הוראת ה-STEM הבינתחומי על הישגים במתמטיקה.
הערות שוליים
[1] Kelley, T.R., Knowles, J.G. A conceptual framework for integrated STEM education. IJ STEM Ed 3, 11 (2016). https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z [2] English, L.D. STEM education K-12: perspectives on integration. IJ STEM Ed 3, 3 (2016). https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1 [3] J. Michael Shaughnessy. (2013). Mathematics in a STEM Context. Mathematics Teaching in the Middle School, 18(6), 324. https://doi.org/10.5951/mathteacmiddscho.18.6.0324 [4] Fitzallen, N. (2015). STEM Education: What Does Mathematics Have to Offer?. Mathematics Education Research Group of Australasia. [5] English, L.D. STEM education K-12: perspectives on integration. IJ STEM Ed 3, 3 (2016). https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1 [6] Kelley, T.R., Knowles, J.G. A conceptual framework for integrated STEM education. IJ STEM Ed 3, 11 (2016). https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z [7] English, L.D. STEM education K-12: perspectives on integration. IJ STEM Ed 3, 3 (2016). https://doi.org/10.1186/s40594-016-0036-1 [8] Fitzallen, N. (2015). STEM Education: What Does Mathematics Have to Offer?. Mathematics Education Research Group of Australasia. [9] Sevimli, E., & Ünal, E. (2022). Is the STEM Approach Useful in Teaching Mathematics? Evaluating the Views of Mathematics Teachers. European Journal of STEM Education, 7(1), 1.