STEM: le 4 competenze fondamentali per un apprendimento efficace

L'acronimo STEM, derivato dalle parole Science, Technology, Engineering e Mathematics, caratterizza un ambito educativo interdisciplinare cruciale nel panorama contemporaneo. Nell’articolo, si approfondiranno le 4 competenze chiave cui devono tendere i percorsi di apprendimento per formare studenti e professionisti preparati ad affrontare le richieste della realtà contemporanea. A cura di Bruna Ramella Pralungo, Orientatrice Asnor, Docente e Formatrice.

Il significato di STEM

L'acronimo STEM, che deriva dalle iniziali delle parole Science (Scienza), Technology (Tecnologia), Engineering (Ingegneria) e Mathematics (Matematica), è nato negli Stati Uniti a partire dagli anni 2000.

Nel 2001 è stato citato dalla microbiologa statunitense Rita Colwell durante un convegno della National Science Foundation (NSF), un'agenzia governativa degli Stati Uniti che si concentra sulla ricerca di base e sull'istruzione in tutti i campi della scienza e dell'ingegneria.

Vediamo cosa comprendono i vari ambiti delle STEM:

• Scienza: racchiude Biologia, Chimica, Fisica, Scienze ambientali, Neuroscienze, Ricerca scientifica;
• Tecnologia: include Sviluppo software, Sicurezza informatica, Data science, Analisi dei dati, Intelligenza artificiale, Ingegneria del software;
• Ingegneria: comprende Ingegneria civile, Ingegneria meccanica, Ingegneria elettrica, Ingegneria aerospaziale, Ingegneria chimica;
• Matematica: ovvero Statistica, Analisi dei dati, Matematica applicata, Ricerca operativa.

Approfondimento: Discipline STEM: quali sono e che ruolo svolgono nella società

Le 4 competenze fondamentali

Le discipline STEM sono importanti per il futuro degli studenti. Grazie alle ricerche del Consorzio Interuniversitario di Almalaurea sappiamo che coloro che hanno scelto un percorso formativo legato all'ambito scientifico matematico trovano più facilmente un'occupazione e guadagnano mediamente di più, anche se bisogna sottolineare il gap di genere tra maschi e femmine.

Coloro che si dedicano a studi afferenti a questo campo riescono ad acquisire le quattro competenze fondamentali - così definite dal Framework for 21st Century Learning from the Partnership for 21st-Century Skills della National Education Association - e che sono:

1. il pensiero critico;
2. la comunicazione;
3. la collaborazione;
4. la creatività.

Pensiero critico

Il pensiero critico è la capacità che permette di analizzare una situazione, trovare limiti e risorse, individuando il percorso più efficace per giungere a una soluzione.

Le discipline scientifiche, grazie alla fase di sperimentazione sul campo, obbligano gli studenti ad allenarsi a ricavare i dati e ad analizzarli in maniera critica, finalizzando il loro pensiero ad una modalità oggettiva, basata appunto sullo studio compiuto.

Gli studenti vengono incoraggiati a valutare in modo obiettivo le informazioni, ad applicare il ragionamento logico e ad esaminare le evidenze empiriche. Attraverso l'esperienza pratica e l'analisi critica, imparano a sviluppare ipotesi, a testare idee e a trarre conclusioni valide.

Il pensiero critico stimola la curiosità intellettuale e promuove una comprensione approfondita dei concetti scientifici, preparando gli studenti a essere cittadini informati e capaci di affrontare sfide complesse in ambito scientifico e tecnologico.

Comunicazione

La comunicazione è un'altra competenza chiave promossa dalle discipline STEM in quanto gli studenti imparano a comunicare in modo chiaro e accurato i risultati delle loro ricerche, sia in forma scritta che verbale. Questa abilità è fondamentale sia per il mondo accademico che per quello professionale perché il lavoro in team prevede un fitto scambio di informazioni che si deve poi trasformare in relazioni ufficiali con l’intera comunità scientifica.

Gli studenti imparano a utilizzare termini tecnici, sia in lingua italiana che in lingua inglese, producendo accurate spiegazioni dei risultati del loro lavoro, soprattutto quando ha portato alla scoperta di nuovi elementi.

Collaborazione

La collaborazione, intesa come la competenza del lavorare in gruppo ponendosi un obiettivo collaborativo e non competitivo, è incoraggiata attraverso progetti di gruppo e attività interdisciplinari. Lavorare insieme per risolvere problemi complessi favorisce lo sviluppo di capacità collaborative e il rispetto delle diverse prospettive, infatti i membri del gruppo di lavoro provengono spesso da diversi campi di esperienza afferenti alle STEM, consentendo un approccio più completo e integrato alla risoluzione dei problemi e all'innovazione tecnologica.

Creatività 

L’ultima delle quattro competenze fondamentali è la creatività, ovvero la capacità di pensare in modo innovativo, proponendo soluzioni originali e affrontando le differenti sfide formative e professionali in modo creativo.

I problemi che si originano quotidianamente quando si affrontano analisi e ricerche scientifiche portano gli studenti a generare idee originali, soluzioni innovative e approcci non convenzionali, utilizzando l’immaginazione e il pensiero fuori dagli schemi, per sviluppare nuovi concetti, progetti e prodotti.

La creatività promuove la sperimentazione in laboratorio, ed è quindi fondamentale per l'innovazione e il progresso scientifico perché consente agli individui di superare le sfide e di trovare soluzioni efficaci a problemi complessi.