Une équipe dirigée par la Michigan Technological University a entrepris de trouver ce qui fait fonctionner l'intégration STEM. Leurs recherches, publiées dans le Journal international de l'éducation STEM — suivi plusieurs études de cas pour observer les impacts de faibles, degrés moyens et élevés d'intégration au sein d'une classe. Ils ont constaté que dans l'ensemble, le plus grand défi auquel les enseignants sont confrontés est d'établir des liens explicites entre les domaines STEM tout en équilibrant le besoin de contexte et l'engagement des élèves.

Emilie Dare, professeur adjoint d'enseignement STEM à Michigan Tech, est l'auteur principal de l'étude. Elle dit que différents enseignants ont des approches différentes de l'intégration des STIM.

"Cela seul n'est pas très surprenant car nous savons que les enseignants conceptualisent les STEM intégrées de plusieurs manières, " Dare dit. " Ce qui est nouveau dans cette étude actuelle, c'est que ce degré d'intégration peut être lié à la compréhension d'un enseignant à établir des liens explicites et significatifs entre les disciplines, au lieu de supposer que les élèves établiront eux-mêmes ces liens. »

Dare et ses co-auteurs, Joshua Ellis de Michigan Tech et Gillian Roehrig de l'Université du Minnesota, ont travaillé avec neuf professeurs de sciences du secondaire pour évaluer l'intégration des STEM dans leurs salles de classe. Les chercheurs se sont appuyés à la fois sur des entretiens de réflexion avec les enseignants et sur des données de mise en œuvre en classe, telles que le nombre de jours d'enseignement consacrés à deux disciplines ou plus et le temps imparti à chaque discipline.

« Les enseignants qui s'intégraient le plus souvent dans leur classe semblaient plus critiques vis-à-vis de leur enseignement, " Ose dit, "Et après leur première mise en œuvre d'un enseignement STEM intégré, ils réfléchissaient déjà aux moyens d'améliorer leur pratique."

Elle explique que cela en dit long sur la motivation et le dévouement des enseignants à intégrer ces approches dans leurs classes :s'ils trouvent l'approche intégrée utile, ils peuvent être plus disposés à passer du temps à aider les élèves à établir ces liens avec le contenu.

L'éducation STEM appelle à connecter la science, La technologie, ingénierie, et mathématiques. Dans ce cadre, trois thèmes sont ressortis des résultats du travail de Dare et de ses collaborateurs qui distinguaient bas, intégration STEM moyenne et élevée.

D'abord, la nature de l'intégration variait; C'est, le rôle que les enseignants perçoivent qu'ils devraient jouer dans l'établissement de liens explicites ou implicites. Un rôle plus actif dans l'établissement de liens reflétait une plus grande intégration, mais pas sans ses défis. Précédemment, Osez mener des recherches aidant à clarifier ce que l'éducation STEM, et donc l'intégration, signifie concrètement pour les enseignants.

Seconde, l'intégration en classe dépendait du fait que l'enseignant choisissait de se concentrer principalement sur les sciences ou l'ingénierie. Dare et son équipe soutiennent que la science contre l'ingénierie est un faux choix. Les enseignants ayant des degrés plus élevés d'intégration des STEM ont intégré les concepts scientifiques tout au long des projets de conception technique, comme relier les leçons sur le transfert de chaleur et les isolants à la construction de fours solaires. Dans l'ensemble, les projets basés sur la conception avaient tendance à se produire au cours des derniers jours d'instruction. Les enseignants ayant un faible degré d'intégration avaient tendance à se concentrer d'abord sur les sciences, puis passez complètement à l'ingénierie.

Troisième, l'engagement des élèves a joué un rôle important. Les étudiants avaient tendance à être motivés pour les projets de conception technique; les enseignants ont expliqué que le travail fournissait un contexte, rendre les concepts plus réels et compréhensibles. Le défi est que les enseignants se sont sentis obligés d'équilibrer le travail pratique avec des activités conceptuelles et réflexives. Plus, maintenir un exemple contextuel sur plusieurs semaines est devenu difficile.

Les auteurs de l'article soulignent que, bien que les sujets de l'étude soient des enseignants de sciences physiques du collège qui enseignent les STEM pour la première fois, bon nombre des thèmes identifiés ne sont pas spécifiques au contenu. À cause de ça, les réussites et les défis identifiés peuvent mettre en lumière les difficultés générales communes aux éducateurs qui s'intègrent dans toutes les disciplines STEM sous de nouvelles normes d'enseignement.

Les principaux défis des enseignants consistaient à essayer de garder les leçons réelles pour les élèves et à lutter pour une meilleure intégration des mathématiques. Dare suggère que cela peut être dû au fait que les professeurs de sciences ne sont que cela, pas des professeurs de mathématiques ou des ingénieurs.

"Pour les formateurs d'enseignants, " Ose dit, « cela signifie continuer à soutenir les enseignants dans leurs salles de classe alors qu'ils se lancent dans l'essai de nouvelles stratégies et unités de programme dans leurs salles de classe ».