おそらく、悲惨なニュースを聞いたことがあります。アメリカの子供たちは、STEM（科学、技術、工学、数学）の教育で世界の他の地域に遅れをとっています。 STEMジョブは、資格のある応募者が十分ではないため、埋め立てられていません。米国にはSTEM不足があります。 STEM問題。

しかし、それはあなたの子供の教育にとって、実際には何を意味するのでしょうか？ STEMジョブとは、不足です。そして、これらの労働者の必要性は、あなた自身の学校で教えられたカリキュラムにどのように滴り落ちるのでしょうか？

そもそも、これらの仕事は正確に何を聞き続けていますか？

今日と明日は仕事をしました

国立衛生研究所の広報担当者は、NIHがその使命を達成するためには、「驚くべき種類のSTEM専門分野」を補助するか支援しなければならないと述べています。 NIHは「医学研究（医師、看護師、微生物学者、遺伝学者など）に関与していると想像するかもしれないすべての科学専門分野を使用しています。

「生物学者が癌の研究室で仕事を得た場合、その人は数学や工学をするのにあまり時間を費やさないかもしれませんが、それはSTEMの仕事だと思います」と、大学の数学教育の博士課程の学生であるレイモンド・ジョンソンは言います。ボルダーのコロラド。 「同様に、人間工学に基づいたデザインを研究している人は、STEMの仕事をしているかもしれません。 STEMを独自の分野として見ると、「以前は明確だと考えていた一連の活動とスキルの交差点」、特定の仕事や分野の歴史的理解に頼るのではなく、「STEM教育がエキサイティングになる場所です」と彼は言います。 。

「法執行機関からヘルスケアまで、ほぼすべてのキャリアには、以前よりもはるかに多くのSTEMが含まれています」と、STEM Learningのエグゼクティブディレクター、マークグレイソンは言います。6つの赤いビー玉、ボルチモアに拠点を置く教育出版および学習デザイン会社。

早期の優れたSTEM教育の必要性を強調して、彼はそれが実際に子供を掘削することではないという点を繰り返します。子供たちが仕事を始める頃には、グレイソンは教育を使用して「学校に行ったときに存在しなかった問題を解決する必要があると言います。今後数十年で最も急速に成長している（そして最高の給料の）キャリアのいくつかは、生物医学工学、ソフトウェア開発、医療技術などの分野にあると予想されています。」

リンダP.ローゼン、CEO方程式を変更します（CTEQ）STEMのニーズを教育行動に翻訳することに専念する組織である組織のメンバーには、3M、Microsoft、Xeroxなどの大企業が含まれていると述べています。これには、STEM固有の仕事の組織の定義には、コンピューター、アーキテクチャ、工学、物理科学の職業が含まれています。 、情報システムマネージャーやヘルスケア実務家など、「強力なSTEMスキルを必要とするヘルスケアおよび管理職」もあります。

「最も急速に成長している分野」と彼女は言います。「最大の不足を報告する分野でもあります。多くのCTEQ企業は、多くの場合、専門のトレーニングを受けているエンジニアの不足を報告しています。少なくとも米国市民権を必要とするセキュリティクリアランスを必要とする企業は、すべての教育レベルでSTEM不足を報告しています。」

で私たちはSTEM教育で52位にランクされ、そして、アメリカ人はこれらの分野を追求することに興味を失っていますが、それは本当に私たちの子供たちの教育が将来に向けて準備をしていないように見えます。

ギャップを埋める

なぜアメリカ人の子供たちがSTEMフィールドに入っていないのかという質問に答えることは、あなたが思っているよりも複雑です。

「まず、ほとんどの学校は、STEMのテクノロジーとエンジニアリングの部分で何もしません」とマーク・グレイソンは言います。 「第二に、学習モデルは非常に受動的であり、事実の逆流に基づいています。」これは、彼がよりアクティブなモデルと呼んでいるものとは反対です。これは、批判的思考と「現実世界の問題を解決するために自分自身を教えるために必要なものを把握する能力」を強調しています。受動的に学ぶことは、「数学と科学に退屈で苦労しているという信念を与えます」。

レイモンド・ジョンソン氏によると、それは個々の被験者の貧しいカリキュラムであるだけでなく、実践的な経験の欠如と個々のSTEM分野を統合できなかったため、教師の準備と学校の構造の両方の異なるモデルが必要です。彼が見た中で最高のモデルは、彼が言う自然、人生、テクノロジー（NLT）オランダからのカリキュラム。 「私が見たサンプルは、物理学、数学、地球科学、化学、その他の分野を統合している魅力的で統合しています。しかし、米国のほとんどの高校や中学校は、そのようなスケジュールの柔軟性を持っていません。また、STEM分野で専門知識を持つ教師もいません。」

マーク・グレイソンは同意し、現在の学校モデルの問題として区画化を引き起こします。

「この部屋では、この教師と一緒に数学の指導が行われ、科学はその先生と一緒に扱われ、2人の大会はめったにありません。科学の中でさえ、生物学は一つのことであり、物理学は別のことです。」

国立科学財団のマリア・ザカリアスは、バージニア大学のロバート・タイの仕事を指摘しています。その幼稚園から高校までのSTEM教育における広範な研究は、科学への早期暴露の重要性を強調しています。 Taiの最も有名な縦断的研究では、学生が大学院まで学生を追跡し、多くのSTEM分野で、生徒の科学に対する初期の関心が、それらの分野でのキャリアまたは大学院の仕事に導かれたことを発見しました。 「彼らが（8年生による）関心を形成すれば、彼らは科学者である可能性が高い。そうでない場合は、それらを取り戻すのは難しいです。」

構築スキルと勢い

方程式の反対側は、詳細な知識とトレーニングの欠如であり、厳密な学習と呼ばれるものです。

「優れた学習体験は、あなたに考えさせ、あなたが覚えていて、再び使用することを教えてくれるはずです」とグレイソンは言います。 「「厳密さ」という言葉はこれを要約しています。」

しかし、教育活動の質を説明する唯一の方法ではありません、とレイモンド・ジョンソンは言います。 「本物」がより良い選択かもしれません。「学生は、何かがどのように機能するかについて自分の理解をテストし、知識を洗練するために実験室での仕事をしているとき、私たちは専門家の科学者の仕事にもっとよく似ています。」

品質を測定する別の方法は、「認知レベル」または「認知的需要」について考えることです。これには、学生が問題を評価し、独自のソリューション戦略を選択するという精神的な「重い」を行う必要があります」。

科学的経験の深い岩盤を生徒に与えることは重要です。なぜなら、初期の関心、情熱でさえ、必ずしも十分ではないからです。認めたい人はほとんどいないのは、実際の科学的研究は退屈で退屈である可能性があるということです。

責任は教育者と保護者にあり、熱意と深い関与を確保するため、後で繰り返しの仕事が生徒がSTEM分野を追求することを思いとどまらせないようにします。

働くカリキュラムのエンジニアリング

これはすべて教室にどのように翻訳されますか？

「小学校時代に」とグレイソンは言います。誰が最も重量を保持するブロックから橋を作ることができますか？誰が最も速く、最高または最も遠いものを飛ばす紙飛行機を作ることができますか？なぜその橋や飛行機が機能したのかを誰が説明できますか？さらに良いものを作る方法を誰が理解できますか？」

Six Red BarblesのカリキュラムスペシャリストであるPenny Dowdyは、たった1つの4年生のCommon Core Mathematics Standardで発生する可能性のある深い学習の種類を示しています。

「教師は地元のバスのスケジュールを提供し、生徒に目的地の間、到着時間、1つの場所を離れる時間、移動を行う時間、距離などを計算することができます。距離、時間の間隔を含む単語の問題を解決するために…「教師は解決するために特定の単語の問題を提供することができ、その後、生徒に興味のある目的地へのバス旅行を計画することにより、学生に自分の問題を発生させることができます。」

重要なことに、ダウディは次のように述べています。「アクティビティ自体に、学生が実用的で現実世界の方法で数学を使用する理由を与えているため、生徒はこれらのスキルをいつ使用するのか疑問に思っていません。」

古い年齢では、問題はこれらの分野で勢いを維持する方法になり、科学的実践と方法の強固な基盤を提供します。

「高校では」とマーク・グレイソンは言います。「プロジェクトには、ハンドヘルドデータレコーダーを使用して、コミュニティの科学と工学の課題を解決することが含まれます。これにより、学習は社会科や他の分野にもリンクすることができます。例には、地元の流域のテスト、蝶の移動の監視、講堂での音響「デッドスポット」の識別、または建物の熱いとコールドスポットの分析が含まれます。」

ステムスクール（最近、ニコラテスラステム高校と改名されました）レドモンドのワシントン湖学区では、この種の学習を心に留め、「現実世界の問題に取り組む」ために学生をインターンシップに登録しました。あるグループは最近、建設業界向けの機器を製造する会社であるGenieのエンジニアの指導で完了したソーラーライトタワープロジェクトの作業を発表しました。

レイモンド・ジョンソンはまた、私たちのSTEM問題の解決策のいくつかは、過去数十年にわたって切り下げられてきたスキルと実践に見られるかもしれないと考えています。彼が教師として働いていたとき、彼はある学校で「毎年、生徒が家を建てることができる非常に成功した建設プログラムで」教えました。プログラムのために支払われた下院の売却に加えて、卒業生は建設作業での雇用のために準備されました。

「将来のSTEMスキルと職業は異なるように見えるかもしれませんが、熟練した取引でうまく機能してきたこれらの種類の教育モデルから学ぶことができると思います。」

STEM教育の未来は、これらのすべての慣行を理想的に結び付け、カリキュラムの境界を越えて、若い学生の探査への渇きを利用し、詳細な学習のための十分な時間を確保し、実践的な練習を増やす機会を生み出します。そのスペースでは、将来のエンジニア、数学者、生物学者、プログラマー、発明者などを見つけます。

もっと詳しく知る

米国のSTEM教育の品質と経験の両方を改善することに専念する全国に途方もないプログラムがあります。

NIHのScience Education Partnerships（SEPA）助成プログラムは現在、シアトルに本拠を置くなどの全国的な67のアクティブプロジェクトをサポートしていますバイオクエスト、グローバルな健康や医学研究について学ぶことに関心のある高校生のために、半日プログラムとインターンシップを提供しています。SEPAウェブサイト州ごとにプログラムを簡単に検索できます。

NIHも提供しますカリキュラムサプリメント幅広い科目の教師向け。

方程式を変更しますSTEMWORKSプログラムすべての学年レベルでのアクティブで実践的な学習を奨励しようとします。

ワシントンステム教師のトレーニングに投資し、STEMの専門家や教育者のネットワークを構築し、重要な政策変更を提唱することにより、STEM教育の革新と改善を推進します。